愛因斯坦更偉大,因為做出的貢獻比牛頓大。 愛因斯坦的貢獻 物質不滅定律，說的是物質的質量不滅；能量守恒定律，說的是物質的能量守恒。 雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發現了，但是人們以為這是兩個風馬牛不相關的定律，各自說明了不同的自然規律。甚至有人以為，物質不滅定律是壹條化學定律，能量守恒定律是壹條物理定律，它們分屬於不同的科學範疇。 愛因斯坦認為，物質的質量是慣性的量度，能量是運動的量度；能量與質量並不是彼此孤立的，而是互相聯系的，不可分割的。物體質量的改變，會使能量發生相應的改變；而物體能量的改變，也會使質量發生相應的改變。 在狹義相對論中，愛因斯坦提出了著名的質能公式：E＝mc^2 （這裏的E代表物體的能量，m代表物體的質量，c代表光的速度，即每秒30萬公裏。） 按照愛因斯坦的理論，如果把1克溫度為0℃的水，加熱到100℃水吸收了100卡的熱量，這時水的質量也相應增加了。按照質能關系公式計算，1克水的質量增加了0.00000000000465克。 愛因斯坦的理論，最初受到許多人的反對，就連當時壹些著名物理學家也對這位年青人的論文表示懷疑。然而，隨著科學的發展，大量的科學實驗證明愛因斯坦的理論是正確的，愛因斯坦才壹躍而成為世界著名的科學家，成為20世紀世界最偉大的科學家之壹。 愛因斯坦的質能關系公式，正確地解釋了各種原子核反應：就拿氦4來說，它的原子核是由2個質子和2個中子組成的。照理，氦4原子核的質量就等於2個質子和2個中子質量之和。實際上，這樣的算術並不成立，氦核的質量比2個質子、2個中子質量之和少了0.0302原子質量單位[57]！這是為什麽呢？因為當2個氘[dao]核（每個氘核都含有1個質子、1個中子）聚合成1個氦4原子核時，釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時，大約放出2700000000000焦耳的原子能。正因為這樣，氦4原子核的質量減少了。 這個例子生動地說明：在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時，似乎質量並不守恒，也就是氦4原子核的質量並不等於2個氘核質量之和。然而，用質能關系公式計算，氦4原子核失去的質量，恰巧等於因反應時釋放出原子能而減少的質量！ 這樣壹來，愛因斯坦就從更新的高度，闡明了物質不滅定律和能量守恒定律的實質，指出了這兩條定律之間的密切關系，使人類對大自然的認識又深化了壹步。 沒有什麽大自然的奧秘，是人類所不能認識的；但是，大自然的奧秘又是無窮無盡的。人類永遠沒有壹天完全認識得了大自然，沒有壹天可以完全知道它的奧秘。只有永不知足，才能不斷前進。 物質不滅定律和能量守恒定律，是自然界的偉大定律。它來自客觀實際，又在客觀實際中久經考驗。多少年來，這兩條定律經受了千萬次考驗，象經得起風吹雨打的寶石壹樣，閃耀著奪目的光芒。 物質不滅定律和能量守恒定律，已經成為現代自然科學的基石，同時，它也從根本上給宗教的唯心主義觀點以致命的打擊，因為物質是不能憑空創造的，也不能憑空消滅，所以誰也不再相信什麽上帝創造萬物，上帝創造世界的反科學的謬論了。另外，它還雄辯地說明，世界上永遠不會有“永動機”。想不花費勞動就從大自然中獲取能源，是不可能的。 定律是客觀存在著的。人，雖然不能去“創造”定律，“改造”定律，但是，人可以去發現定律，掌握定律，利用定律。現在，物質不滅宣告和能量守恒守律已經被千百萬人所掌握。人們正在利用物質不滅定律和能量守恒定律，去征服自然，改造自然，揭開大自然的秘密！ 著作 《關於光的產生和轉化的壹個啟發性觀點》 《分子大小的新測定方法》 《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》《論動體的電動力學》 《物體的慣性同它所含的能量有關系嗎？》 《狹義相對論》 《廣義相對論》 牛頓的成就 力學方面的貢獻 牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究，總結出了物體運動的三個基本定律（牛頓三定律）：①任何物體在不受外力或所受外力的合力為零時，保持原有的運動狀態不變，即原來靜止的繼續靜止，原來運動的繼續作勻速直線運動。②任何物體在外力作用下，運動狀態發生改變，其動量隨時間的變化率與所受的合外力成正比。通常可表述為：物體的加速度與所受的合外力成正比，與物體的質量成反比，加速度的方向與合外力的方向壹致。③當物體甲給物體乙壹個作用力時，物體乙必然同時給物體甲壹個反作用力，作用力和反作用力大小相等，方向相反，而且在同壹直線上。這三個非常簡單的物體運動定律，為力學奠定了堅實的基礎，並對其他學科的發展產生了巨大影響。第壹定律的內容伽利略曾提出過，後來R.笛卡兒作過形式上的改進，伽利略也曾非正式地提到第二定律的內容。第三定律的內容則是牛頓在總結C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結果之後得出的。 牛頓是萬有引力定律的發現者。他在1665～1666年開始考慮這個問題。1679年，R·胡克在寫給他的信中提出，引力應與距離平方成反比，地球高處拋體的軌道為橢圓，假設地球有縫，拋體將回到原處，而不是像牛頓所設想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信，但采用了胡克的見解。在開普勒行星運動定律以及其他人的研究成果上，他用數學方法導出了萬有引力定律。 牛頓把地球上物體的力學和天體力學統壹到壹個基本的力學體系中，創立了經典力學理論體系。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規律，實現了自然科學的第壹次大統壹。這是人類對自然界認識的壹次飛躍。 牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比。他說：流體部分之間由於缺乏潤滑性而引起的阻力，如果其他都相同，與流體部分之間分離速度成比例。現在把符合這壹規律的流體稱為牛頓流體，其中包括最常見的水和空氣，不符合這壹規律的稱為非牛頓流體。 在給出平板在氣流中所受阻力時，牛頓對氣體采用粒子模型，得到阻力與攻角正弦平方成正比的結論。這個結論壹般地說並不正確，但由於牛頓的權威地位，後人曾長期奉為信條。20世紀，T·卡門在總結空氣動力學的發展時曾風趣地說，牛頓使飛機晚壹個世紀上天。 關於聲的速度，牛頓正確地指出，聲速與大氣壓力平方根成正比，與密度平方根成反比。但由於他把聲傳播當作等溫過程，結果與實際不符，後來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮，修正了牛頓的聲速公式。 數學方面的貢獻 17世紀以來，原有的幾何和代數已難以解決當時生產和自然科學所提出的許多新問題，例如：如何求出物體的瞬時速度與加速度？如何求曲線的切線及曲線長度（行星路程）、矢徑掃過的面積、極大極小值（如近日點、遠日點、最大射程等）、體積、重心、引力等等；盡管牛頓以前已有對數、解析幾何、無窮級數等成就，但還不能圓滿或普遍地解決這些問題。當時笛卡兒的《幾何學》和瓦裏斯的《無窮算術》對牛頓的影響最大。牛頓將古希臘以來求解無窮小問題的種種特殊方法統壹為兩類算法：正流數術（微分）和反流數術（積分），反映在1669年的《運用無限多項方程》、1671年的《流數術與無窮級數》、1676年的《曲線求積術》三篇論文和《原理》壹書中，以及被保存下來的1666年10月他寫的在朋友們中間傳閱的壹篇手稿《論流數》中。所謂“流量”就是隨時間而變化的自變量如x、y、s、u等，“流數”就是流量的改變速度即變化率，寫作等。他說的“差率”“變率”就是微分。與此同時，他還在1676年首次公布了他發明的二項式展開定理。牛頓利用它還發現了其他無窮級數，並用來計算面積、積分、解方程等等。1684年萊布尼茲從對曲線的切線研究中引入了和拉長的S作為微積分符號，從此牛頓創立的微積分學在大陸各國迅速推廣。 微積分的出現，成了數學發展中除幾何與代數以外的另壹重要分支——數學分析（牛頓稱之為“借助於無限多項方程的分析”），並進壹步進進發展為微分幾何、微分方程、變分法等等，這些又反過來促進了理論物理學的發展。例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲線的解答，這是變分法的最初始問題，半年內全歐數學家無人能解答。1697年，壹天牛頓偶然聽說此事，當天晚上壹舉解出，並匿名刊登在《哲學學報》上。伯努利驚異地說：“從這鋒利的爪中我認出了雄獅”。 牛頓在前人工作的基礎上，提出“流數(fluxion)法”，建立了二項式定理，並和G.W.萊布尼茨幾乎同時創立了微積分學，得出了導數、積分的概念和運算法則，闡明了求導數和求積分是互逆的兩種運算，為數學的發展開辟了壹個新紀元。 光學方面的貢獻 牛頓曾致力於顏色的現象和光的本性的研究。1666年，他用三棱鏡研究日光，得出結論：白光是由不同顏色(即不同波長)的光混合而成的，不同波長的光有不同的折射率。在可見光中，紅光波長最長，折射率最小；紫光波長最短，折射率最大。牛頓的這壹重要發現成為光譜分析的基礎，揭示了光色的秘密。牛頓還曾把壹個磨得很精、曲率半徑較大的凸透鏡的凸面，壓在壹個十分光潔的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接觸點是壹個暗點，周圍則是明暗相間的同心圓圈。後人把這壹現象稱為“牛頓環”。他創立了光的“微粒說”，從壹個側面反映了光的運動性質，但牛頓對光的“波動說”並不持反對態度。1704年，他出版了《光學》壹書，系統闡述他在光學方面的研究成果。 熱學方面的貢獻 牛頓確定了冷卻定律，即當物體表面與周圍有溫差時，單位時間內從單位面積上散失的熱量與這壹溫差成正比。 天文學方面的貢獻 牛頓1672年創制了反射望遠鏡。他用質點間的萬有引力證明，密度呈球對稱的球體對外的引力都可以用同質量的質點放在中心的位置來代替。他還用萬有引力原理說明潮汐的各種現象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有關，而且同太陽的方位有關。牛頓預言地球不是正球體。歲差就是由於太陽對赤道突出部分的攝動造成的。 哲學方面的貢獻 牛頓的哲學思想基本屬於自發的唯物主義，他承認時間、空間的客觀存在。如同歷史上壹切偉大人物壹樣，牛頓雖然對人類作出了巨大的貢獻，但他也不能不受時代的限制。例如，他把時間、空間看作是同運動著的物質相脫離的東西，提出了所謂絕對時間和絕對空間的概念；他對那些暫時無法解釋的自然現象歸結為上帝的安排，提出壹切行星都是在某種外來的“第壹推動力”作用下才開始運動的說法。 《自然哲學的數學原理》牛頓最重要的著作，1687年出版。該書總結了他壹生中許多重要發現和研究成果，其中包括上述關於物體運動的定律。他說，該書“所研究的主要是關於重、輕流體抵抗力及其他吸引運動的力的狀況，所以我們研究的是自然哲學的數學原理。”該書傳入中國後，中國數學家李善蘭曾譯出壹部分，但未出版，譯稿也遺失了。現有的中譯本是數學家鄭太樸翻譯的，書名為《自然哲學之數學原理》，1931年商務印書館初版，1957、1958年兩次重印。 牛頓對自然的興趣 由於牛頓在劍橋受到數學和自然科學的熏陶和培養，對探索自然現象產生極為濃厚的興趣。就在1665～1666年這兩年之內，他在自然科學領域內思潮奔騰，才華迸發，思考前人從未思考過的問題，踏進前人沒有涉及的領域，創建前所未有的驚人業績。1665年初他創立級數近似法以及把任何冪的二項式化為壹個級數的規則。同年11月，創立正流數法（微分）；次年1月，研究顏色理論；5月，開始研究反流數法（積分）。這壹年內，牛頓還開始想到研究重力問題，並想把重力理論推廣到月球的運行軌道上去。他還從開普勒定律中推導出使行星保持在它們軌道上的力必定與它們到旋轉中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是在此時發生的軼事。總之，在家鄉居住的這兩年中，牛頓以比此後任何時候更為旺盛的精力從事科學創造，並關心自然哲學問題。由此可見，牛頓壹生的重大科學思想是在他青春年華、思想敏銳短短兩年期間孕育、萌發和形成的。 1667年牛頓重返劍橋大學，10月1日被選為三壹學院的仲院侶，次年3月16日選為正院侶。當時巴羅對牛頓的才能有充分認識。1669年10月27日巴羅便讓年僅26歲的牛頓接替他擔任盧卡斯講座的教授。牛頓把他的光學講稿(1670～1672)、算術和代數講稿(1673～1683)《自然哲學的數學原理》（以下簡稱《原理》）的第壹部分(1684～1685)，還有《宇宙體系》(1687)等手稿送到劍橋大學圖書館收藏。1672年起他被接納為皇家學會會員，1703年被選為皇家學會主席直到逝世。其間牛頓和國內外科學家通信最多的有R.玻意耳、J.柯林斯、J.夫拉姆斯蒂德、D.格雷果理、E.哈雷、胡克、C.惠更斯、G.W.F.von萊布尼茲和J.沃利斯等。牛頓在寫作《原理》之後，厭倦大學教授生活，他得到在大學學生時代結識的壹位貴族後裔C.蒙塔古的幫助，於1696年謀得造幣廠監督職位，1699年升任廠長，1701年辭去劍橋大學工作。當時英國幣制混亂，牛頓運用他的冶金知識，制造新幣。因改革幣制有功，1705年受封為爵士。晚年研究宗教，著有《聖經裏兩大錯訛的歷史考證》等文。牛頓於1727年3月31日（儒略歷20日）在倫敦郊區肯辛頓寓中逝世，以國葬禮葬於倫敦威斯敏斯特教堂。 《光學》和反射式望遠鏡的發明，光學和力學壹樣，在古希臘時代就受到註意。用於天文觀測的需要，光學儀器的制作很早就得到了發展，光的反射定律早在歐幾裏得時代已經聞名，但折射定律直到牛頓出生之前不久才為荷蘭科學家W.斯涅耳所發現。玻璃的制作早已從阿拉伯輾轉傳入西歐。16世紀荷蘭磨制透鏡的手工業大興。把透鏡適當組合成壹個系統就可成為顯微鏡或望遠鏡。這兩種儀器的發明對科學發展起了重大作用。在牛頓之前，伽利略首先把他所制作的望遠鏡用在天象觀測上。枷利略式的望遠鏡是以壹片會聚透鏡為目鏡、壹片發散透鏡為物鏡的望遠鏡。還有當時盛行的由兩片會聚透鏡組成的開普勒望遠鏡。兩種望遠鏡都無法消除物鏡的色散。牛頓發明以金屬磨成的反射鏡代替會聚透鏡作為物鏡，這樣就避免了物鏡的色散。當時牛頓制成的望遠鏡長6英寸，直徑1英寸，放大率為30～40倍。經過改進，1671年他制作了第二架更大的反射式望遠鏡，並送到皇家學會評審。這臺望遠鏡被皇家學會作為珍貴科學文物收藏起來。為了制造反射式望遠鏡，牛頓親自冶煉合金和研磨鏡面。牛頓自幼愛好動手制模型，做試驗，這對他在光學實驗上的成功有極大幫助。光的顏色問題早在公元前就有人在作猜測，把虹的光色和玻璃片的邊緣形成的顏色聯系起來。從亞裏士多德以來到笛卡兒都認為白光是純潔的、均勻的，是光的本質，而色光只是光的變種。他們都沒像牛頓那樣認真做過實驗。]
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