二、冉冉升起的科学之星

剑桥大学与牛津大学齐名，创建于 12 世纪，是英国历史最悠久的大学之一。三一学院是剑桥大学中最大的一所学院，在自然科学方面享有盛誉，在当时是首屈一指的。

由于牛顿的家庭并不富裕，于是牛顿只得在学院里作为一个减费生受教师使唤和干那些有钱大学生不愿做的各种零活，以减免一些在校学习费用。牛顿学习非常勤奋，作为一名剑桥大学的年轻大学生，他与那些饱食终日、碌碌无为的贵族或富家子弟比起来，有着天壤之别。

学院的良好条件，使牛顿有机会接触到图书馆里的大量珍贵藏书和各种手稿，这使得求知欲很强的牛顿如鱼得水，在知识的海洋里畅游。刚上大学时，他的课有希腊文、拉丁文、数学和神学。不久，他的才华开始大肆发挥。他的老师们时常谈到他的进步，因为他们发现这个来自乡下的学生不仅所学的课程成绩优异，就连尚未学过的许多课程的内容也理解得很透彻。这些知识当然都来自牛顿的勤奋自学。其结果，校方同意这位刻苦勤学的学生免修某些课程。这样，牛顿有了更多的时间安心地在图书馆里阅读自己所喜好的书籍。

在大学的头两年中，牛顿的主要精力是主攻数学和物理学方面。三年级时，牛顿得到了新任数学导师巴罗教授的器重。巴罗博学多才，先后主讲过希腊文、哲学和数学，是当时公认的优秀学者之一。在给牛顿授课的过程中， 他很快就发现牛顿对于当时自然科学和数学的尖端知识有着非凡的理解能力，是个不寻常的天才，于是就把自己所掌握的数学知识，全部悉心传授给牛顿。

正是在巴罗教授的帮助、指导下，再加上牛顿本人的天赋和勤奋的学习态度，还是学生的牛顿，取得了他的第一项重要科学成就——发现并证明了“二项式定理”。这是将任何次乘方的二项式展开成为一个级数的公式，这个公式在数学、物理学、天文学等学科上都有广泛的应用。它不仅能用于数字本身的乘法运算，还可以用于任何事物数字的运算，如计算银河系中星球的数字，某一物质中的原子数目等异常复杂的计算。

即使牛顿的一生只完成了二项式定理，那也足以在科学史上留下自己光荣的名字。然而，他提出这个定理时，才只有 22 岁！

1665 年 4 月，牛顿和其他 25 个同学获得了剑桥大学的学士学位。这样他的学生生涯就结束了。这时，他已经在科学之路上迈出了坚实的步伐。由于他的杰出表现，巴罗教授已为他争取了一个带薪水的选修课研究员的职务。这样，在新的学年里，牛顿就可以免费住在三一学院并有菲薄的薪水以维持生计；更重要的是，他将有足够的时间去研究他所喜爱的科学工作。

但就在牛顿即将毕业的这一年，可怕的鼠疫正在英国蔓延。这个以“黑死病”得名的恶性传染病，自 14 世纪以来多次侵袭欧洲大陆与英国。由于没

有足够的医疗条件，居民大量死亡，死尸弃掷街头以至无人埋葬。1665 年 6 月至 8 月，英国首都伦敦的人口骤减 1/10；当瘟疫从英国南部向北蔓延时， 剑桥大学的管理人员担心波及该校，于是决定暂时关闭学校，让学生疏散到外地躲避这场大瘟疫。因此，牛顿回到了沃尔斯索普的家里。

回家后，母亲把他安置在二楼的一间小屋里。就在这里，牛顿开始了他毕生从事的科学工作，他终日沉浸在当时科学上急待解决的问题里。他脑子

里充满了从剑桥带回的最新科学观点，在暂时的与世隔绝的生活中，他可以随心所欲、废寝忘食地思考他自己所迷恋的各种问题。

牛顿在林肯郡的这所小房子里，度过了 18 个月，他集中全部精力研究了三大问题，这些问题为牛顿一生的研究方向奠定了基础，并为数理科学的发展开拓了新的天地。这三大问题就是牛顿以后取得的三项最伟大的成就：微积分学、万有引力理论与光学。