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我打赌你没有遇到过像艾萨克·牛顿这么聪明的人——至少我没有。但你肯定见过像他那样不开心的人。他不喜欢大多数人，很容易发脾气，而且觉得几乎所有人都针对他。他不喜张扬、自负,连吃饭都会忘记。他还有许多其他讨人厌的特点，但他很聪明，尽管我们不太能理解他的思考和著述，我们却记住了他的这股子聪明劲儿。 艾萨克·牛顿（1642-1727）很难跟别人相处，不管发生了什么让他这样，他的童年确实很糟糕。在他出生以前，他的父亲就死了，而她的母亲，没打算抚养牛顿，在她改嫁之后，就将他托付给他的外公外婆。他恨她的继父，不喜欢他的外公，对他的母亲和外婆也不友好。事实上，从小他就不喜欢与人打交道。他喜欢独处，不管是孩提时期还是老了之后。毋庸置疑的是，他十分聪明。他被送到了位于林肯郡格兰瑟姆的文法学院，离他住的地方很近。他的拉丁语很好（他能同样自如地使用英文和拉丁文），但他在学校的大部分时间都花在了做钟表模型和其他机械小配件以及构造日晷上了。 1661他在剑桥三一学院也做着自己的事。他本来应该阅读古代大师例如亚里士多德和柏拉图的文章。他确实读了一点（他做笔记的时候一丝不苟，所以我们知道他读了什么），但他更加喜欢那些现代的：笛卡尔、波义耳和新科学的其他鼓吹者。只阅读也就罢了，他还想自己弄明白所有事情。为了做到这个，他设计了很多实验，但他最天才的方面是在数学，特别是用数学来理解更广阔的宇宙。 牛顿在他特别有成就的那几年里解决了他的许多想法。除了爱因斯坦之外，还没有科学家能在这么短时间内解决这么多问题。牛顿最令人惊叹的年头是1665到1666年。那两年，他在林肯郡索普村他母亲的房子里呆过一些时间，因为盛行在英格兰的鼠疫使得剑桥大学不得不让学生休学一段时间。就是在这段时间，牛顿看到熟苹果从他母亲园子里的树上掉落下来。当然，事实未必有故事那么戏剧性，但这件事情使他想到了一个直到现在仍需要解释的问题：为什么东西会往下落到地上。 他这时候正忙于解决很多科学问题，比如数学。伽利略、笛卡尔和其他很多的自然哲学家（也就是科学家）在发展数学方面已经取得很大进展，更重要的是，用数学来尝试理解他们的观察和实验结果。牛顿甚至可以说是更厉害的数学家，在将他的数学用在他的科学方面，牛顿十分杰出。将运动和重力用数学解释清楚，光靠代数和几何可不够。你必须考虑很小的时间与运动片段：实际上是无穷小。当探究从枪里射出的子弹，从树上掉下来的苹果，或者绕着太阳转的行星时，你要把注意力放在能想象的最小时间片段里这些物体所经过的距离上。在牛顿之前的许多科学家早就发现了这个问题，并提出了很多解决方案。但牛顿在年仅二十多岁的时候就发明了自己的数学工具来解决这个问题。他称之为“微分”，是从“流量”这个意为改变的词中得来的。牛顿的微分帮忙解决了一种类的计算，这成了现在的一个数学分支叫做微积分。1666年10月，在他为了自我满足而写完了一篇论文之后，他成为了欧洲最重要的数学家。但除了牛顿，没人知道这一点。他并没有直接发表他的数学成果；相反，他最终只是使用他的数学方法并与他的朋友分享结果。 除了数学，牛顿开始研究光。从古时候起，太阳光就被认为是白色、纯粹的同种光（意思是由同一种物质组成）。颜色是由这种纯粹的基本射线发生改变而来的。牛顿仔细学习了笛卡尔关于光的研究并重复了他的一些实验。他用了透镜和一块玻璃，也就是可以拆开光线的棱镜。众所周知，他让一丝光线透过棱镜进入黑暗的房间照射在二十三尺（约七米）的墙上。如果是同种光线，就如同笛卡尔和其他很多科学家所想，墙上出现的应该是一个白色的圆圈，就和光线通过的孔的形状是一样的。但相反，墙上呈现出的是不同颜色组成的宽环。牛顿并没有制作一个彩虹，但是他离解释其形成的原因已经不远了。 在瘟疫肆虐的那几年里，牛顿在机械领域也颇有建树：牛顿运动定律。我们知道伽利略、开普勒、笛卡尔和其他的物理学家是如何发展理论来解释当加农炮被发射，或者地球绕着太阳转时发生了什么。罗伯特·虎克对此也很感兴趣。牛顿阅读了这些人写的东西，但他同时更进一步。他曾经给虎克写信：“我之所以能看得更远，全是因为我已站在巨人的肩膀上。”你记得你骑在父母肩膀上的时候吗？突然比以前高了两三倍，以前凭自己看不到的东西现在就能看得到了。那就是牛顿的理解。他杰出的想象力使得他可以形容科学家们，或者一代代科学家们是如何从前人的学习中获益的。这就是科学的本质。 但牛顿本身也是个巨人，他知道这一点。当牛顿觉得其他人没发现这一点时，问题随之而来。牛顿与罗伯特·虎克之间的矛盾从牛顿将他的第一篇论文交给英国皇家学会的时候就开始了。现在的科学报刊还沿用着当时学会的做派：他们将其送到另一个专家手里加以评论。我们称之为“同行评审”，此过程也是科学家们引以为傲的开放性的一部分。皇家学会选择虎克来阅读这篇论文，因为他也有研究光。牛顿一点也不喜欢虎克的评价，甚至想要退出皇家学会。而学会则无视了他的辞职信。 1660年代，随着他创造性的能量大爆发，牛顿把注意力转向其他事情上面，包括点金术和神学。如往常一样，他在阅读和做实验的时候会小心地记录笔记，直到如今，对牛顿这方面研究感兴趣的人仍然可以读到这些笔记。那时，他悄悄地进行着这些思考和研究，特别是他对于宗教的看法与英国国教的教义不一样。剑桥大学要求学生接受国教的观点。但对于牛顿和科学来说，幸运的是，他在大学里拥有有力的支持者，所以他能加入三一学院成为卢卡斯数学教授，而不必宣誓相信国教的教义。他在这个位子上呆了超过二十年。不幸的是，他是个很糟糕的老师，他的学生也无法理解他在讲什么。 有时候他到场准备上课的时候，教室里空无一人。他总是讲光和运动这种受尊敬的学科，而不是他暗自追求的点金术和神学——或许那些对他的学生来说才更为有趣。
本文译自《A Little History Of Science》。该书由耶鲁大学出版社出版，作者William F. Bynum。通俗易懂，深入浅出，雅俗共赏，老少皆宜。 |
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