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沉默的“百科全书”牛顿

沉默的“百科全书”牛顿

作者: 陈因之 | 来源:发表于2018-06-03 22:50 被阅读69次

艾萨克·牛顿,性格沉默寡言,在数学、光学、力学、天文学、发明、经济领域均有很高建树,并涉足神学、炼金术、化学、史学等领域,被誉为:“百科全书”。

这种神秘的蓝光色调下我也怀疑这张合成照片的真实性,不过好看

1.家庭

(明崇祯十六年)1643年1月4日,艾萨克·牛顿出生于英国林肯郡格兰瑟姆镇伍尔索普村。母亲汉娜,父亲艾萨克·牛顿,父子同名,在小牛顿出生前3个月,父亲感染肺炎过世。牛顿是遗腹子、早产儿,出生时体重不足3斤。

牛顿家从祖父开始,为小型农场主,拥有一些土地的所有权,雇佣佃户为自己工作,自己也需要参与农作。到父亲时,父亲不善经营,家业开始中落。母亲汉娜原姓艾斯考夫,嫁给丈夫不到一年,丈夫就去世了。

汉娜从事农业劳动养家。牛顿2岁时,汉娜再婚,嫁给牧师、庄园主巴纳巴斯,汉娜住进巴纳巴斯的威特姆庄园。母亲出嫁换回一块年租金50英镑的土地,在巴纳巴斯的要求下,牛顿被交给外祖母玛杰里·艾斯考夫抚养。牛顿的舅舅是伍尔索普村的牧师,毕业于剑桥大学三一学院。母亲改嫁之后的牛顿,即表现得沉默寡言,喜欢一个人呆着。

牛顿在外祖母的抚养下,6岁开始上学,上的是私塾学校。牛顿功课不好,但喜欢自制手工作品,得到外祖母的允许和鼓励。牛顿会自制一些工具,方便外婆在日常生活中使用。由于经常受人嘲弄和欺侮,牛顿没有朋友,对母亲和巴纳巴斯先生有过很深的怨恨,曾“威胁我的继父与生母,要把他们连同房子一齐烧掉”(严格意义上,我认为巴纳巴斯先生不算牛顿的继父,没有尽过抚养义务,就没有发生父子连结)。

10岁时,巴纳巴斯去世,母亲回来伍尔索普村,与牛顿共同生活,带回来两个妹妹一个弟弟,大妹玛丽,二弟本杰明,小妹哈娜。

牛顿12岁,到格兰瑟姆镇上中学,牛顿在学校,学习拉丁文、数学、神学等课程,成绩开始变好,还爱好画画、写诗。

中学期间,牛顿一直借宿在药剂师克拉克的家中,克拉克一家对待牛顿态度友善。牛顿观看了克拉克先生的配药实验,阅读了大量的藏书,并在克拉克家中各处安装了日晷,对日晷计时的结果做了详细标注和记录,练就了其一生看到影子就能准确知道时间的本事。在他所住阁楼的墙壁上,也画满了画,和刻下了很多自己的名字。他还在克拉克先生家的屋顶上安装了一架自制的风车,并在下面驱使老鼠带动风车转动,在镇上造成轰动。他改进了当时普遍使用的沙漏计时的方法,制作了滴水计时仪,也受到镇上居民的热烈传扬。与克拉克先生的继女凯瑟琳·斯托勒关系要好,喜欢制作各种手工艺品送给凯瑟琳。

13岁,牛顿在母亲的要求下,回家务农,希望能继承祖父的家业。但牛顿并不喜欢做农活,常常因看书耽误农事,因所放的羊毁坏邻居庄稼,母亲汉娜被判赔偿邻居一笔较大的钱。牛顿利用去镇上出售农产品的时机,找克拉克先生借书,对所读的书本知识,用笔记本分类记录。爱读书的习惯,被牧师舅舅发现后,舅舅觉得应该让牛顿继续读书,将来从事神职,成为一名牧师。格兰瑟姆中学校长斯托克先生,也造访牛顿家中,劝说牛顿的母亲同意牛顿返校读书,汉娜要求学校为牛顿免除学费,校长同意。

人生有很多机遇的成分,祸福相依。母亲的抛弃,使牛顿变得性格孤僻敏感,而改嫁得来的每年50英镑的收入,可能正是牛顿异于其他孩子,得以上学的经济来源(当时,农民家的孩子一般是不上学的,虽然听起来有点残酷,但在贫穷的世界里,生活本身就是残酷)。机遇有部分也是自己创造的。牛顿在克拉克先生家里,获得了较大的发挥空间,他一生至少对凯瑟琳还是比较照顾的,当然他们只是朋友。也许是在比较友好的氛围中,牛顿成为了中学的优等生,又有制作风车和计时仪的事迹,中学校长斯托克先生才会亲自上门劝说牛顿返校,并答应免除牛顿的学费,这也为牛顿之后走出自己的人生奇迹,垫下了第一块基石。

复学后的牛顿,保持了优秀的学习水准,依然寄住在克拉克先生家里,依然热爱读书,还学会了合理分配花在学习和手工制作上的时间。与凯瑟琳是好朋友。放假时,则回伍尔索普村,帮助母亲做一些农活,当然还是会因为一些奇奇怪怪的事情而分心。如此直至18岁,牛顿以优异的成绩中学毕业。

中学毕业后,在校长斯托克先生和舅舅的推荐下,牛顿进入剑桥大学三一学院学习。舅舅还专门给当时三一学院著名教授巴罗先生写信,介绍和推荐了自己的外甥。牛顿带着行李和舅舅的推荐信上路,在路上搭乘便车到达了剑桥。牛顿在学校的身份是自费减费生,即从事为教授和其他学生准备晚餐、打扫等工作,获得学费的减免。牛顿20岁时,三一学院开设卢卡斯讲座,讲座教授为巴罗,巴罗教授是一位博学且具有冒险经历的数学家,很赞赏牛顿,牛顿对讲座很感兴趣。21岁,牛顿获得剑桥大学学者身份,成为公费生,可以在大学免费学习研究,享有饭食和少量薪水。大学期间,牛顿就是一个普通的大学生,但牛顿几乎没有什么朋友。

22岁,牛顿获得剑桥大学学士学位。之后,英国发生“黑死病”瘟疫,剑桥大学被迫关闭,牛顿休学回家。在家里,继续独自进行科学研究,使用三棱镜做太阳光的色散实验,又将分散的七色光重新合成白光,由此总结出白光是由多种颜色的光复合而成。又根据实验结果,制作了反射式望远镜,消除了当时望远镜存在的色散问题,使得望远镜的观察视域更大,成像更清晰。剑桥大学重新开放后,牛顿带着反射式望远镜返校,当选学校研究员。

牛顿26岁时,巴罗教授主动让贤,推荐牛顿接替卢卡斯讲座数学教授一职,牛顿获得每年100英镑的年薪。之后,牛顿潜心于科学研究,很少回家,36岁时,母亲去世,回伍尔索普村庄,料理后事和家业,将近一年。

料理完家事后,牛顿返校,继续从事研究工作,历任剑桥大学教授,英国皇家学会会员、会长,英国铸币厂督办、厂长,当选太平绅士,被英国女王赐封为爵士等等。牛顿相过亲,但由于过分专注于工作,在相亲过程中,伤害了对方,心怀愧疚,之后就不再接受,与朋友介绍的女子见面。终生未结婚,没有组建过家庭,也没有孩子,晚年生活由仆人照料,工作有朋友、学生和助手帮忙。对同母异父的弟弟妹妹和家乡的亲人多有接济,一个妹妹为他管理家事。

牛顿其他亲人朋友的生平没有详细的记述资料。牛顿自小与人交往很少,与家人相处,也是处在平淡的状态,与同母异父的弟弟妹妹之间,也是平常的感情,没有什么矛盾纠纷,能够互相帮助。至于说,幼年时对母亲和巴纳巴斯先生的怨恨,也是小孩子情理之中的情绪反应,不需要上纲上线,说他性格偏执。总而言之就是,“伟人”如牛顿,也是从普普通通的孩童成长起来的,除了比一般普通人,更多一点不幸以外,其他就与你我无异了。

牛顿晚年最重要的朋友,就是天文学家哈雷,哈雷彗星的预言者,哈雷是促成牛顿扬名世界的人。因为参与和胡克的一次打赌,这次打赌的赌注只有40先令,也就是两块钱的事,打赌的内容是,在平方反比定律下,行星的运行轨迹是什么?谁先做出数学证明,算谁赢。赌注的出资人是重建伦敦城的著名建筑师雷恩,期限为一个月。一个月后,哈雷和胡克都未能给出答案。哈雷对问题念念不忘,于是专门前往剑桥请教牛顿。牛顿很确定答案是椭圆,但将计算结果弄不见了,重新计算后,将结果寄给了哈雷。从此,哈雷就成了牛顿的“迷弟”,督促牛顿写作了《原理》,忠实地拥护牛顿的所有决定,这可能也是牛顿个人感情上,最后得到的一点点安慰,我没有任何影射的意思。

至于有人说,牛顿弄丢了这么重要的计算结果,很不可思议。这有什么不可思议的呢?一张计算纸而已,谁能预先知道它的价值。我小学时,半个学期就把一个学期所有的数学习题全部做完了,数学老师从不检查我的作业,做完习题纸都丢了,突然有一天,老师说要检查全班的作业,我就愣愣地看了老师半天,最后老师说不用检查我的。

81岁,牛顿进行结石手术。82岁,患肺炎,赴肯辛顿庄园休养。(清雍正五年)1727年3月30日,84岁的牛顿逝世,英国举行国葬,万人扶柩。

牛顿生平主要活动区域位置示意图

2.性格

牛顿在母亲改嫁后,即表现得沉默寡言,喜欢一个人静静地观察自然现象。当然“观察自然现象”的说法,有美化的成分,其本质就是,呆头呆脑的盯着一个东西,看上大半天。

上小学的牛顿,对读书做功课也并不热心,毕竟一个成天嘲笑自己是个没爹没妈的孩子的地方,谁会喜欢?小学课堂如果不加管教,甚至有些非经专业训练、自身素养又不够,仅仅因为是成年人,就可以毛遂自荐或他爹推荐充当的老师,对校园气氛加以歪曲的引导,上小学的孩子,对是非往往是不加辨别的,那么欺负弱小在小学校园盛行,也就难以避免了。

然而,牛顿也不是一味让人欺负的主。有一次,他带着自己制作精美的水车到学校展示,迅速俘获了一群小“粉丝”,然而水车却被同学有意或者无意地损坏,那么打斗就发生了,牛顿同学“光荣地”把同学鼻子打出了血。对这件事的描述,也呈现两极分化的状态,有人认为,这是牛顿性格偏执古怪的又一明证。牛顿与人打斗也就这么一次记录,可见,他还是一个比较能够控制自己情绪的人。因为说实话,我小时候跟人打架都不止这个数,程度上,也给别人脑袋开过小瓢,别人也给我脑袋开过小瓢,还好,都不记仇。但这件事,对牛顿可能造成了比较深的影响,他之后在科学研究上,即使取得了较大的成功,也几乎从不主动向人展示自己的成果,在别人质疑他的成果时,他通常选择了避让,还有生闷气,比如对胡克。

牛顿制作手工的技艺,大概是跟邻居学的。看到邻居大叔做木工,就像模像样地学起来,由于没朋友、没消遣,一门心思就全放在上面了,做出来的手工艺品,也是越做越精致,还做成了机械设计师的水平,这种毅力倒有一部分是天生的。

牛顿的性格养成,是与其成长环境密不可分的,因为童年并不愉快的记忆,牛顿表现出的最大性格特点就是沉默寡言,沉默寡言到四年大学上完,也就几个同学稍微认识他的地步,所以他的传记作家都找不到这段时间,关于他的轶事出来扒拉一下。但是,牛顿本性并非是沉默寡言的,实际上,他的内心也是有点“皮”。

牛顿“皮”的一个证据是,有一次,他做了一个绑在风筝上的灯笼,点亮后放到空中,村民都以为是彗星出现了,而古代不论中外,都认为彗星是不祥之兆,估计别人吓得不行的时候,牛顿还躲在角落里偷笑。不过,在中国估计就不会有这种误会,孔明灯都放了一千多年了吧。

上中学的牛顿,有熊孩子的一面,也有发奋青年的一面。一方面,他喜欢到处刻下自己的名字,不论是克拉克先生家的阁楼上,还是学校的窗台、课桌,到处都留下了牛顿先生的亲笔签名。这件事的另一面,又有一点点励志的感觉,格兰瑟姆中学教室的座位顺序,是按成绩排列的,牛顿从后排坐到前排,每次换座位,都在座位上刻下自己的名字,于是就形成了一条学习进步的直线。

牛顿对外婆,应该还是感情比较深的,外婆是养育他、最早送他上学的人,他最早制作的工具,也有不少是送给外婆的,虽然可能其实也没什么用。牛顿对母亲,早期有过怨恨,后来母亲回来,也就是家人的相处。汉娜想过让牛顿继承家业,成为一名农夫兼农场主,一方面也是减轻自己的负担,一方面鉴于牛顿小学成绩不好,很可能也是出于现实的考量。牛顿反抗母亲的方式,也值得借鉴,不发生正面的冲突,却先获得有力的外援,牧师舅舅和中学校长的劝说,比自己无力的抗辩,更能说服母亲。牛顿在家中,狂风暴雨之下,“身体力行”地做过有关测量风速的实验,全家并没有把他当成疯子,只是告诫他别把自己淋坏了。

克拉克先生一家,对牛顿而言,也应该是有着亲人般的感觉,对凯瑟琳小姐这位青少年时期唯一的朋友,有没有超越友情的想法,其实也已经并不重要了,是亲人哪。

牛顿读书的习惯,对所读的书本知识,用笔记本分类记录。对于日晷的投影情况,也是详细地进行记录,并且还给出长度的刻度。所制作的滴水计时仪,不是仅仅滴水而已,而是还制作了圆形的表盘。风中测速实验,也是给出了数字化的计算结果。良好的习惯,以及对精确的数字化的钟情,为他后来的研究打下了基础。

大学时,牛顿的特点是,很少与同学来往。对不爱学习的大学同学,难以忍受,申请调换了宿舍,与同样是工读生的威金斯成为一般朋友。对待学习上,大量阅读书籍,并坚持亲自实验,为了实验也是很拼,可以连续直视太阳几个小时,直到双眼看不见,闭上眼睛还要通过大脑的作用,在眼前复制出太阳的影像,以检验人眼看到的东西是真实的,还是也可以是想象的。使用针刺压迫眼球,研究眼睛成像的机理,压迫的是他自己的眼球,不是别人的。该实验危险,请勿模仿。

上课则比较喜欢听巴罗教授的课,在这个课堂上可以得到较好的师生互动,也就有感情的成分。就像我们上学时喜欢过的老师,通常老师也喜欢自己,然后学习就会比较好。

牛顿的家庭条件不算好,尤其是在上大学的人群中,就可以直接把“算”字拿掉。所以牛顿是以工读生身份上的大学,也就是俗称勤工俭学的官配版。20岁,通过努力争取,获得仆役生身份,即只需为一个教授准备晚餐和打扫,换回了更多的学习时间。21岁,获得剑桥大学学者身份,成为公费生,可以一直在大学免费学习研究,享有饭食和少量薪水。27岁,获得硕士学位,理应接受神职,牛顿拒绝了从事神职工作,只从事科学工作。牛顿给自己设计的人生轨迹,中规中矩,只求获得一片可以属于自己的安静祥和的天地,虽然拒绝神职,但牛顿是信神的。

牛顿成为大学教授后,讲课内容晦涩难懂,无一个学生听课,只是牛顿依然每天按时到教室,一个人对着空气把课讲完。很多科学家传记都说,科学家讲课内容太深奥,学生听不懂,有时候也怀疑是不是太夸张了,毕竟学校多少会管管吧。况且,牛顿后来从政,只是不爱说话,他愿意说话的时候,应该还是蛮有威严的,他追击伪币制造者的故事,都觉得可以写成悬疑小说了,就是《逍遥法外》的反版,可以叫做《逍遥不了法外》。他做了皇家学会会长之后,学会每次会议,他都要出席,很好地控制着学会的发展规划。不过考虑到牛顿在授课前,可能已经很久没有说过话了,我接受他才开始讲课时,学生都跑了的说法。

28岁,在巴罗教授的推荐下,牛顿将发明的反射式望远镜送给英国皇家学会。次年,当选为皇家学会会员。牛顿在与皇家学会实验室主任胡克,在光学问题上发生争执后,转而从事天文学研究,研究过程中,与胡克有信件来往,探讨引力和天体运行问题。但在《自然哲学的数学原理》出版时,好胜的胡克向牛顿表示,在书中要明确记载自己的贡献,牛顿愤而将有关胡克的部分全部删除。在发生了与弗兰姆特斯、与莱布尼茨的争论后,在修订版中,又将这两位的名字从书中删除。呃,看起来,牛顿脾气有点大。

牛顿笃信宗教,在科学与宗教教义发生冲突时,发展出自己独特的宗教观点,上帝创造宇宙,也创造宇宙规律,然后就撒手不管了,如此,上帝依然存在,科学也可以继续研究。对于不信神的朋友,牛顿会极力劝说,协助出版《自然哲学的数学原理》的哈雷,就在牛顿强大的宗教知识面前败下来,虔诚地信奉上帝。

牛顿也痴迷于研究炼金术,也有人说是研究化学,因为当时化学与炼金术不分家,牛顿写过关于化学的手稿,在一次实验室火灾中被烧毁,后来牛顿重写了被烧毁的光学手稿,没有重写化学手稿,可能是这个研究还没有什么重大发现。

信奉宗教和研究炼金术,一直被当做牛顿人生的重大污点,被特殊化。其实宗教信仰本来就是人的自由,控制什么也无法控制人的思想。没有人是宇宙的法则,世界的准绳,所以,你不信神也没关系,牛顿信神也没关系,谁也碍不着谁。至于炼金术,科学本来就不是在一个人手上完成的,牛顿对人类的贡献,已经够够的了,没必要要求他一个人把人类的科学研究工作全部做完吧。

牛顿在感情上,还是有敏感的一面,在他49岁那年,实验室着火,大量手稿被烧毁,再加上与一位一直支持他的朋友友情破裂,在压力下,牛顿出现精神紊乱,甚至一度怀疑接近他的人都是别有所图的,后来在朋友的安慰和医生的治疗下康复。因此,留下了牛顿是一个非常多疑的人的传说。

3.学习

牛顿的上学历程,大概就是如同你我的小学、中学、大学的轨迹,只是那个年代上学不容易,获得学习的机缘巧合也是天赐的。

小学的学习内容主要就是拉丁文法和简单算术,拉丁文法是当时欧洲通行的、被认为比较高贵的文字。中学时,则增加了神学的课程。牛顿生下来不久就接受了基督教的洗礼,是一名基督徒。英国的宗教与以罗马为中心的教皇制度不一样,英国国王通过政治手段,摆脱了罗马教皇的控制,建立了以英国国王为领袖的国教,后来又发展出主要由资产阶级控制的清教,牛顿的时代,正是克伦威尔闹革命,然后又被国王复辟的年代。

对牛顿帮助更大的学习方法,可能是自学。在克拉克先生家里,就主动阅读了大量藏书,比如《自然和艺术之谜》,书中记录了画画的方法、制作机械的方法、进行化学实验的方法等等,还得以跟克拉克先生学习化学药品的制作方法。

大学的学习就更多地以自学为主了,老师的教导也往往需要通过课后阅读来理解,大学教授给出的只是学习的方向。牛顿自学的范围也比较广,哲学上学习亚里士多德学派的学说,数学上学习欧几里德、笛卡尔、沃利斯的学说,天文学上学习开普勒的学说,力学上阅读伽利略的著作。但他最早自学的却是介绍英国历史的《编年史》和《四王朝》。

卢卡斯讲座的开始,和巴罗教授的教导,给牛顿提供了很大的帮助,这是牛顿在学习上真正获得专业指导的时机。

在大学休学的几年中,牛顿的科学研究成就达到顶峰。复学后,加入皇家学会,与一大批优秀的科学家交流、讨论,也相互学习。虽然,与很多科学家发生了争论,但科学家的事,怎么能叫争论?是交流。

4.成就

牛顿幼年就有制作各类手工作品的成就,包括日晷、风车、水车、推车等等。最早制作的工具,是只给外婆看,因为外婆是对自己最宽容的人,会鼓励他、夸奖他,他也会制作推车,帮助外婆劳动。

到中学时期,为斯托瑞小姐制作玩具、书架,如果牛顿是个闷葫芦,那斯托瑞小姐应该是比较热情、积极主动的性格,没有上流社会要求的矜持,这就让牛顿感到自在、舒适,想方设法让对方开心,也没有奢求获得更多的回报。

中学时期有成就的发明,包括三个方面。第一是,对日晷计时的设置和观察,建立了很好的时间观念,而这个时间观念又直接与天体运行相关,这种思维的训练,可能对于后来他关于力与运动的研究,有所帮助。第二是,发明了能有效传动的风车,并以老鼠的运动作为动力源,周星驰电影《大内密探零零发》中老鼠床的灵感原来是来源于牛顿,牛顿把风车大张旗鼓地装在克拉克先生家的楼顶上,镇上的居民才能看到没有风也能转动的风车,可见牛顿其实是有表达欲的,并不完全如传言所说胆小、羞怯、敏感。第三是,发明了带表盘的滴水计时仪,牛顿真的是很有数字化的观念。这个时期,牛顿的成果,开始由依样画葫芦的制作,转向独立思考,虽然还不能制作出实用性很强的工具发明,但思想开始闪光了。

日晷和水钟示意图

牛顿休学务农期间,一个是进行了实地测量风速的实验,在暴风雨来临时,冲向风雨之中,顺风跳跃,逆风跳跃,记录跳跃的距离,通过差值估算风速,看起来牛顿此时已经有相对运动的观念了,相对运动在伽利略时已经提出来过,这种亲身测量的实验,在科学实验设备和方法都不完善的时期,是比较多被科学开拓者使用的,最著名的就是富兰克林的闪电实验,但到如今,一般都不提倡、也没必要这样做实验了。第二个是,他发明了一辆可由曲柄控制转向的马车,四轮马车的转向是比较复杂,似乎中式马车多为两轮,这一点我还是要诟病一下先人,不能遇到困难就回避问题啊,欧式马车却多使用四轮,牛顿的这个设计并没有广泛流传,但他的这个设计是不是有点像后来的拖拉机控制手柄,我的想象,没有证据。

上大学期间,牛顿主要是学习,努力补足自身原来知识的不足,中学休过学的牛顿,上大学的年纪,也比同学大个一两岁。但大学关闭,休学期间,养足知识储备和探索精神的牛顿,进入了一个爆炸式的成果收割期。他的微积分思想成型于这一个时期,苹果落地发现万有引力的故事发生在这一时期,可见光谱发现于这一时期,反射式望远镜也发明于这一时期,这一年就是传说中的1666年。

回到学校后,牛顿只向巴罗教授展示了反射式望远镜,这一个发明成果,可能在他的观念里,只有这个东西是可见、确定可信的。仅凭这个发明成果,牛顿就进入了英国皇家学会,一个很长一段时间都代表着世界科学发展进程的自由学术团体。反射式望远镜的一个重要零件就是,需要磨制高精度的金属反射镜片,牛顿都是自己算、自己磨,伽利略发明望远镜时也是自己磨镜片,这些都需要毅力,还需要精确的演算。

反射式望远镜图解

之后,牛顿的成果公布,大多都是按照皇家学会的要求进行的,要一个就给一个,就像挤牙膏,挤一下就有,他这管牙膏管够。当时剑桥大学并没有要求研究员、教授要完成什么研究,发表多少论文,牛顿一直是自己想干嘛就干嘛,又没怎么与人交流过,所以也就不太认为这些东西重要,你要,我就给你,你不要,我哪晓得这东西要紧,这就埋下了后来他与很多人学术争议的伏笔。

牛顿真正改变了世界的书籍《自然哲学的数学原理》的出版,也不是他的本意。1684年,牛顿41岁时,哈雷拜访牛顿,希望了解天体运动的轨迹及原理,牛顿根据哈雷的要求,对行星运行轨道为什么是椭圆,以及是什么样的椭圆,做了详细的数学计算和说明。1685年,在哈雷的推动下,牛顿开始写作《自然哲学的数学原理》,1687年,牛顿44岁时,《自然哲学的数学原理》出版。写作过程中,牛顿一度因为写作占据了太多时间,以及对手的诘难,而欲放弃该书的出版。幸而此时,哈雷已经成为了牛顿最忠实的支持者和最值得信赖的朋友,否则今天学生们考试的试题,也许就会原始很多,当然也不会有那么多人参加考试了,世界不需要这么多读书人。本文章写作的主旨是:“科学家是人而不是神”,但是,在科学成就的领域,牛顿的确是最接近神的人。《自然哲学的数学原理》是在哈雷自掏腰包的情况下出版的。

牛顿的光学研究成果是最早公开发表的,加入皇家学会后,在皇家学会会议上,公开宣读了《关于光和颜色的理论》的论文,遭到了皇家学会实验室主任胡克的反对。32岁,牛顿对光与颜色的进一步研究成果,再次在皇家学会会议上宣读,被胡克指责为剽窃了自己的学术成果。之后,牛顿49岁时,光学手稿毁于一场火灾,直到牛顿61岁时,《光学》一书才得以出版。

牛顿的数学成就,附在《自然哲学的数学原理》和《光学》中进行说明,这是因为牛顿当时认为,数学研究只是解释自然现象的工具。在之后,又出版了《三次曲线枚举》、《普遍算术》、《解析几何》等专门数学著作。

5.争议

牛顿的学术争议,第一对手是胡克,第二个弗兰姆特斯,第三个莱布尼茨,那都是吵得不可开交,给“反牛顿派”提供了很多口实。不知道怎么回事,这些年,面对历史问题,出现了一个流派,其特点就是,你说什么我都不信,一切都是阴谋,凡是书上说好的,那就一定是坏的,凡是书上说坏的,那肯定是被人诬陷的,不需要任何理由和证据,这个流派好像还很有市场,这些人是认为,诋毁一下名人,自己的社会地位就能提高吗?送一首辛词:“盗跖倘名丘,丘亦名作跖,跖圣丘愚直至今,美恶无真实。”虽然,有个性很好,但也不能太有个性了。

牛顿与胡克的争议,起于微粒说与波动说之争。牛顿将不同颜色的粉末混在一起,发现粉末混合后,眼睛就会看到一种新的颜色,而通过棱镜实验混合光,也会看到新的颜色,以此说明颜色形成的机理,并没有明确说光是一种微粒,牛顿实际主张的理论是,光是一种实体,颜色是光的属性。在第一次宣读该学术论文时,牛顿被当时已经具有较高影响力的胡克所反对。但,牛顿凭借其反射望远镜、色散实验等实践成就,在学术圈占据了一席之地。第二次与胡克的冲突,发生在几年后公布牛顿环现象,被胡克指责为剽窃自己的《显微图谱》。胡克是显微镜的发明人之一,是细胞的发现者和命名人,《显微图谱》一书,系统介绍了显微镜下观察到的各种图案。而牛顿的论文中,出现了薄膜和气泡中被放大的光的图案。牛顿之后没有再发表光学的论文,直到1704年,胡克在1703年过世后。有人据此说,牛顿害怕胡克,胡克在世时,不敢发表论文。可能有回避的成分,但,科学家的事啊,那都不叫吵架,吵架都叫学术交流。

紧接着而来的,《自然哲学的数学原理》的出版,那就吵到没边了。先是胡克要求,在书中说明自己的贡献,牛顿二话没说,就仔细检查了全书,直到确保不会出现胡克的名字。牛顿有没有性格缺陷呢?固然是有的,毕竟最接近神的人,也还是人。这一次,怨就结大了。之后,皇家学会就拿不出钱,出版牛顿的书了,考虑一下,当时皇家学会会长是胡克的“迷弟”。当然,皇家学会还是给了出版许可证,所以哈雷就自掏腰包出版了这本书。

牛顿成为皇家学会的会长之后,据说,有意地报复了胡克,撤销了胡克的实验室和图书馆,连胡克的画像都在一次搬迁新址的过程中,“无意地”遗失了。不过,牛顿报复归报复,也没有耽误正经工作,他又重新选派了实验技术员,开展实验工作。所以,到底是报复,还是发展规划的调整,还是混合着复杂的感情因素,就由诸君各自偏信了。

弗兰姆特斯是皇家学会的天文家,也是格林威治天文台的台长,实际所有人。格林威治天文台是英国王室出资建造的,建着建着,王室没钱了,只建了个房子,买不起器材,弗兰姆特斯就四处筹钱,挽救了天文台。建成后,格林威治天文台就暂时成为了弗兰姆特斯的私产。从道理上讲,这也无可厚非,毕竟王室和捐款人都没表示过反对。只是,全英国的科学家,都拿不到天文观测数据,就有点麻烦。

最初,牛顿因望远镜的成就进入皇家学会,弗兰姆特斯对牛顿自然是青眼有加,因为望远镜是天文观测最重要的工具之一,所以弗兰姆特斯特事特办,为牛顿独家提供了数据,在很大程度上帮助牛顿完善万有引力定律,也促成了《原理》一书的出版。然而,弗兰姆特斯毕竟还是留了一手,只提供了2000多份数据中的200份。《原理》一书出版后,牛顿和哈雷都希望获得更多的数据,以检验理论的正确性,这时,弗兰姆特斯就开始拒绝提供数据了。牛顿和哈雷改变策略,催促弗兰姆特斯自己出版一本书,将全部观测数据公布出来,弗兰姆特斯又以各种理由推脱了。此时,牛顿已经是皇家学会会长,一拍板,就把弗兰姆特斯之前提供的200份数据,整理出版了,这就损害了弗兰姆特斯的权益,弗兰姆特斯愤而将牛顿赠送给自己的300册图书全部公开焚毁,并指责该书充满错误。牛顿也就火了,在《原理》第二版中,又将弗兰姆特斯的名字全部删除。弗兰姆特斯的观测成果,在其过世后,由他的学生整理出版。牛顿将格林威治天文台收归皇家学会管理,任命哈雷为天文台台长。

莱布尼茨,这个人,就比较熟悉了,一个在各个国家都工作过的数学家,意欲成为一个间谍却为“敌国”做出科学贡献的人,微积分的独立发明者之一。另一个之一就是牛顿,他们争论的焦点,也就是微积分谁抄了谁的问题。这就使我想起,小学时,有一次默写生词,一个“肆”字,我和同桌错得一模一样,都在右边多写了一横,这就被老师抓住,狠狠批斗了起来,“谁抄了谁,谁抄了谁,对得一样,不一定是抄,错得一样,一定是抄的”。呃,这是小学生常见群体性错字,就像“武”字总爱多写一撇,“挖”字总爱把下面写成“九”一样,不需要抄,只需要教。

事实上,我认为,莱布尼茨可能真的看过牛顿关于微积分的说明信件,但这也并不构成抄袭。微积分的研究不是一蹴而成的,大概已经思考很久了,又看了牛顿的信件,当然知道这是一个意思的东西,但这也并不能否认莱布尼茨自身的工作。牛顿的问题就是,很多成果自己没有发表,可能还停留于这样的映象,学术成果、发明成果,一旦发布,就有被人滥用、抄袭的风险,所以很多成果宁愿保留,也不愿意发布。然而,时势在变化,文明在进步,达芬奇大部分的手稿都使用加密的方式写成,伽利略对自己重要的发现使用秘语,牛顿这么聪明密码术一学就会,但是情况却悄悄起了变化,发表出来的成果,才有价值,才被学界所承认。

牛顿与莱布尼茨本来也是朋友,莱布尼茨是英国皇家学会的外国会员,二人也见过面、聊过天、通过信,然后学生们开始吵架,最后,二人亲自上阵吵起来,哎,也好没意思,也好有意思。

总的来说,牛顿学术争论的根源,还是制度不完善,权责划界不明,侵权界定不清,造成的。学术成果的权益范围都由学者自行理解,这个权利是我的,那个权利也是我的,那能不打起来,就是文明人。牛顿与莱布尼茨的争论,影响较为深远,甚至发展为英国与欧洲其他国家的学术对立和国际争端,以理性闻名的人,身后却留下了一场失去理性的争端。有时候,是非、对错、真相,其实也没那么重要。

6.政坛

牛顿的晚年,是在政坛度过的。46岁,代表剑桥大学当选国会议员。53岁,在前学生、英国财政部长蒙德克的推荐下,出任英国铸币厂督办,提出新的货币铸造方法,缓解了市面上假币泛滥的局面,因此当选为太平绅士。之后被委任为铸币厂厂长,当选下议院议员。58岁时,辞去剑桥大学研究员和教授职务。60岁,当选皇家学会会长,提出《皇家学会建设规划》,皇家学会获得了更好地发展,收入也增加了。62岁,被英国女王赐封为爵士。

总体上,牛顿的政坛生涯还是很成功的,除了当选国会议员的时候,开了一整年的会,只对守卫说过一句“请您把窗户关一下”以外,别的时候,牛顿还是尽职尽责地履行了自己的职责。

牛顿出任铸币厂督办,年薪增长到1000英镑,他也当得起这1000英镑的工资。当时,英国假币泛滥,很多皇亲国戚,都靠刮政府的油水发了财,老百姓呢,就快饿死了。牛顿上任的职责,就是回收旧的货币,重造新的难以伪造的货币。牛顿于是将锻造货币的方法,改成了铸造货币的方法,新货币大小、重量、花纹全部都是一样的,再有人刮货币边边,把钱越刮越小,谁都能看出来,这就解决了货币伪造的问题。谁说牛顿研究炼金术没用的,换个角度看,还是很有用嘛。

在任上,牛顿还提出了金本位制,这个规则使大英帝国的经济强盛了几百年,但,钱的事,我也不太懂,讲不清。

牛顿还严厉打击了伪币制造者,把一后台强硬的贵族,硬生生送进了监狱,一次一次地脱罪,一次一次地送。最终,在铁证面前,容不得诡辩,后台也硬不起来了,就送成了终生监禁。

牛顿临老了,放不下的工作,就是皇家学会,走不了路了,也要来看看,开个会睡着了,也要来坐坐。有人说他是不愿意放权,也有可能,牛顿确实一直担任着皇家学会会长的职务,不过放权是什么意思。

至于有人说,牛顿晚年因为从政耽误了科学研究,我想说,科学凭什么看不起政治,没有政治维持现世的安稳,哪来科学与艺术长久的繁荣。为皇家学会制定更好的建设方案,确保学会能够不断提拔人才,比一个人埋头苦干一辈子,终了,就后继无人了,要有用得多吧。

牛顿晚年患病,在肯辛顿休养期间,还从事着历史研究,编制了《古代国王年表》,但没有大的成果。

7.年谱

牛顿生平年谱

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