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今天上物理课,老师讲牛顿是靠剽窃别人的思想研究成果而闻名于世的,是真的吗?

 Zsy20151225 2017-12-07

牛顿(1642-1726)是有史以来最伟大的物理学家和数学家。他发明了微积分,开创了近代数学,以微积分为武器,牛顿系统地研究了天空中的运动和地球表面的运动,力学是当时经验积累得最丰富的领域,基于前人的工作,更是超越了前人的工作,牛顿建立了经典力学——第一个逻辑严谨、具有特定数学结构的物理学理论体系,从此物理学彻底摆脱了哲学的泥潭,成为数理科学的第一个典范。除此之外牛顿还在光学,天文观测等领域作出了开拓性贡献。

纯粹科学没法直接转化为技术,作为理论科学家从社会上获得的回报主要是名誉,牛顿是经典力学的缔造者,有史以来最伟大的物理学家兼数学家,可以说比凯撒还要伟大,只要我们人类还存在一天,牛顿的名字就不会被我们忘却。

知道这一点,我们就不奇怪很多著名科学家都有“首先发现权”争执,比如牛顿和莱布尼茨争过微积分的发现权,此外牛顿还和胡克(1635-1703)争过万有引力的发现权。题主说牛顿剽窃别人思想,指的应该是牛顿和胡克关于万有引力发现权的争论。

事情是这样的。

1679年,胡克刚刚被任命为伦敦皇家学会的秘书,他给牛顿写了封信,请牛顿评论下胡克所说的:“……关于用切向的运动和朝向中心物体的吸引运动来合成行星的天体运动……的假说”。

牛顿在回信中没理胡克这个茬儿,1680年,胡克又写信给牛顿,讨论了:“我关于引力使行星保持在轨道上的假设”,这种“引力始终与和中心的距离的平方成反比”。因此,胡克说:“……速度将……像开普勒所假设的那样与距离成反比。速度在这里被认为与距离成反比。”

在这些信中,胡克对行星的运动进行了有益的分析,并明确提到了平方反比的引力。在许多文件中,牛顿也承认,促使他开始研究这个问题的是他与胡克的通信。

牛顿发表自己关于天体力学的论文还是在哈雷(1656-1742)的督促下完成的。哈雷1684年访问了牛顿,牛顿告诉哈雷他已经计算出了平方反比力作用下行星的轨道,但牛顿的计算找不到了。于是牛顿答应哈雷把这个计算完成后予以公开。这些内容都汇总在1687年的《自然哲学的数学原理》中。

以上就是牛顿发现万有引力定律的基本过程。胡克确实参与其中了,但我们应如何评判胡克的贡献呢?胡克曾希望牛顿能够就万有引力的平方反比律感谢他。但牛顿本人并不愿意与胡克分享关于万有引力的发现权。“牛顿拒不感谢那些只是提出一般命题,但没能用数学证明它们或将其纳入一个有效的动力学框架的作者。”

牛顿认为,做一个好的猜测是一回事,找到一个数学真理及其推论则是另一回事,前者很容易做到,而后者很难做到。显然牛顿认为胡克仅仅因为猜到了平方反比就与他分享万有引力的发现权是不公平的。

他针对胡克说:“发现、解决并且做完一切事情的数学家们必须自认为是枯燥的计算者和苦工;而另一个人虽然什么也不做,却号称掌握了一切,必须拿走所有的发明,不论是前人还是后人所做出的成果。”

那么什么样的人才值得称赞呢?这里我给出两个选项:(1)具有综合性知识的“哲学家”;(2)完成某个命题数学证明的人。在古代自然是倾向于前者,近代以来则是后者。仅仅因为提出某个命题就获得称赞的,古今都很少。再者在古代能完成数学证明的也是很受赞扬的,但数学证明往往意味着潜在的技术发明,在古代这类工作大多秘而不宣。

换句话说在古代,完成证明者多不交待证明过程,而仅仅宣称某某证明了某某命题。古时候的数学家,大多同时也是发明家,比如阿基米德,因此隐匿证明事实上对证明者来说是有利的。这一点是古今科学不同的一大异处,牛顿以后,数学证明的过程多以科学出版,以专论(而非通论)的形式在学者圈中交流,并获得首先发现的荣誉。

哲学(通论)通向“说服”和“影响”,科学(专论、数学证明)则通向小圈子的荣誉和技术发明,科学繁荣的前提是建立在新的“利益”机制基础上的,新的“荣誉确认”机制。使学者愿意公开他们的证明并在小圈子中交流,而非仅仅是提出命题或写通论以获得大众声誉。

那么是胡克的命题,还是牛顿的证明对技术发明更有帮助呢?毫无疑问是后者,新的机制必须促进牛顿式工作的公开发表,因此必须给予其最高的荣誉确认。

从这个角度讲,胡克没能与牛顿分享荣誉也不冤。

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