——读韦斯特福尔《牛顿传》一书札记

    《牛顿传》是我在8月份所读的第四本物理学家的传记。

    牛顿是历史上无可争议的最伟大的科学家之一，他在数学和物理方面的成就标志着现代科学形成过程中的高峰。他是一个孤僻、单调的人，也是一个耐得住寂寞的人。他终身未婚，也没有什么绯闻。比起爱因斯坦来，显得单调得多。他对每一件事情都力求做到最好，无论是他的《光学》、《原理》还是造币厂的厂长、皇家学会的会长。他的一生大体上可以分为以下四个阶段：

    1．忧郁的童年时代

艾萨克·牛顿是一个遗腹子，1642年的圣诞节，提前来到人间的牛顿，瘦小得简直可以放进“ 一夸脱容量的杯子”中。3岁的时候，他的母亲与北维萨姆的教区长R·B·史密斯再婚，史密斯虽然急切地希望娶一个年青的妻子，但却不愿接受一个3岁的孩子。所以，牛顿被留下来与他的祖母一起生活。骨肉分离使小牛顿感到万分痛苦。母亲就住在附近，这对他无疑是一种残酷的折磨，因为他只要爬到树上，就可以眺望田野对面村庄中教堂的尖顶，他的母亲和继父就住在那座教堂里。艾萨克从来没见过父亲，现在又失去了母亲，他的痛苦不是由于疾病，而是由于亲情的冷漠。牛顿曾在练习本上绝望的写道：“一个小家伙！我很无助！面色苍白！没有我的容身之处；在房子的顶楼——地狱的底层……我要摆脱现在的生活，我不知道该怎么做，我只有哭泣。”牛顿成人后变得有些神经过敏和愤世嫉俗，与他在童年时代很少感受到亲情和友情的温暖应该有很大的关系。就连他的外祖父，也很少给他温暖，甚至在自己的遗嘱中提也不提牛顿的事情。

2．幸运的少年时代

牛顿10岁那年，他的继父也去世了，母亲又会到了自己的身边。这让牛顿重获母爱。在12岁那年，他进入格兰瑟姆的文法学校去读书，开始了他的求学生涯。这所学校主要教授拉丁语和希腊语。刚开始的时候，牛顿不大注意学习，成绩很差，有一天他被一个高年级的学生恨恨地踢了胃部一脚，十分疼痛。从此，他发奋学习，直到他的成绩超过了这个学生，并成了最好的学生。这件事对他的影响很大，从此养成了一种努力奋斗的倔强性格。

牛顿寄住在一位药剂师的家中，他平时很少与人来往，把自己的大部分课余时间都用来读书和制作各种精巧的小器械。他做的风车放在房顶上能够转动，得到普遍的赞扬，又独出心裁地制成让小老鼠在踏车上驱动的小风车；他还用“皱纹纸”做了一个灯笼，冬天早上天还不亮，点着它上学，白天则简单地折叠放在口袋中。他晚上把这灯笼吊在风筝的尾巴上，“有一段时间把邻近的居民吓得好不惊慌；逢集日，这玩意儿在村民们的啤酒杯上掠过，使他们议论纷纷。”格兰瑟姆没有烧成灰烬，真是好运气。他也做过一个日晷，用以计时达几年之久，直到现在还存放在剑桥的博物馆。……从这些器具的制造中，牛顿学习了机械原理和操作技能，并且在设计和构思中训练了他的创造性才能。

在学校里学习了5年之后，他的母亲让他回家操持家务，这对牛顿来说简直是一场灾难。让他去放羊，他就做水车模型放在小溪里，上射和下射的都做，还有配套的堤坝和水闸；因为沉思，羊群经常跑到别人家的田地里而被处罚；有时思考问题连着将几餐饭都忘了吃，上坡的时候下了马，下坡的时候就忘了再骑上去，自己一直牵着马回了家……后来是他舅舅和学校校长的共同努力，才使他母亲回心转意，返回了格兰瑟姆文法中学，并为考取大学做准备。这对牛顿来说，是关键的一步。

3．成果丰硕的青年时代

1661年夏，艾萨克·牛顿离开家乡，去剑桥大学三一学院求学。这是一个声誉卓著的古老学府，但当时已经相当衰败。那时，学校任命教授，完全是出于政治或教会的原因，其中有许多教授，完全与学术无关。据记载，甚至有人50年中竟然没有教过一个学生，没有写过一本书，或没有讲过一次课！实际上，有些教师根本不住在剑桥一带，他们只是偶尔来此一游。教授对学术尚且如此冷漠，学生自然也就不求进取，不过牛顿却不相同，他贪婪地博览群书。人们常常看到他一边散步，一边沉思。当牛顿的注意力被一个想法所吸引时，他能以异于常人的专心，废寝忘食地进行研究，尤其是对一个特别有趣的难题。

他曾长时间地凝视太阳，然后，详细地记录他视觉中所出现的斑点和闪光，这个实验影响他的视力长达几天之久；实际上，他不得不将自己关在暗室中，让眼中的影象慢慢消退。又有一次，他对眼球的形状如何扭曲和改变形象感到好奇，便以自己为对象设计了一个十分可怕的实验。据牛顿记载，他用一根小棍，或“粗针”，“在我的眼睛与眼骨之间扎，并尽可能地扎到眼球的后部，然后用粗针的顶端压迫眼球……于是便出现了许多白的、黑的和彩色的光环，当我用粗针头继续在眼睛上摩擦的时候，这些光环便显得分外清晰……”牛顿还亲手画了一张图来说明这个可怕的实验，他画出了用小棍在他扭曲了的眼球下部和后部摩擦的情形，并用从a到g的字母一一标明。

牛顿读书，有一个特点就是他不满足于只读希腊的经典著作。他还花费了很大气力，阅读笛儿尔的几何学。他后来回忆说，在他开始阅读这部著作的时候，刚刚读过几页，就被完全难住了。然后，他再翻回第1页，重新读一遍，这一次会有所进展，但继续下去又会感到难以理解，这样，他就再翻回来重读。如此循环往复。他就这样，一点儿一点儿地独自啃完了这部《几何学》，没有任何导师或教授帮助。

牛顿在大学学习的几个关键时期，一直得到他人的鼎力帮助，比如为他硕士学位的学习赢得了四年的经济资助，比如说卢卡斯讲座教授席位……等等。这些帮助使得他能够不必担心自己的经济问题，安心地在剑桥大学从事自己的研究。1665年初，他发现了我们现在所称的“广义二项式定理”，并成为他以后数学著作中的重要部分。不久后，他提出了“流数法”（即我们今天所称的微分学）。1666年，他发明了“逆流数法”（即积分学）。在这期间，他还创造性地提出了他的颜色理论。为后面出版《光学》一书奠定了基础。“……同一年，我开始思考重力与月球运行轨道的问题……我推算出保持星体绕其轨道运动的引力一定与它们球心距的平方成反比；比较保持月球绕轨道运动的引力与地球表面的重力，发现二者的答案非常接近。”他后来的几个重大力学发现：离心力定律、运动三定律和力的定义等的思想，也是在这个阶段萌芽并逐步成型的。

很多人都说牛顿到了晚年注重于神学的研究，其实这种讲法也是有些问题的。牛顿关于神学的研究是他的文学硕士和三一学院的研究员即将毕业的时候，为了能够获得圣公会的牧师之职，他开始研读《圣经》以及基督神学，并揭示了早期教会的一些骗局，而且骗局的中心就是《圣经》。应该说，牛顿是一个异教徒，但他在有生之年，将自己伪装的非常好。即使到了晚年，他对神学的兴趣，依然是对剑桥时期自己研究的一些回顾。

在这个时期，牛顿还成为一个狂热的“炼金术”分子。从今天看，这似乎有些不可思议，但从当时的境况看，应该是很好理解的。当时的化学还处于蒙昧的状态，牛顿的研究虽说有点神秘的色彩，但也是探究物质基本规律的一种途径啊！

4．权力膨胀的老年时代

在剑桥生活了33年之后，牛顿于1696年来到了伦敦，担任造币局的监督。牛顿对这个新的工作投入了极大的热情，他认真研究造币的流程，设法提高工作效率，他负责对全国货币管理、监督、查询和对伪造货币的检查与起诉，做的有声有色，并与1699年接管了造币厂，亲自担任厂长，为自己谋取每年很高的红利和年薪。

1703年，他当选为皇家学会主席，从此一直连选连任到他去世，达25年之久，按5年一届计算，共5届，成为英国皇家学会史上任期最长的主席。他在任期内，根据造币局的经验，主要搞管理。在一般情况他总是出席理事会和皇家学会会议，并参与管理和讨论具体学术问题。I·B·柯恩称他“以铁腕统治皇家学会”，他被认为是皇家学会历史上最负责和搞得好的主席之一。皇家学会就是在他的领导下，逐渐又走回到了学术的轨道上来，也成就了一批人的。当然，他也不忘记利用自己的权力排挤和自己有不同见解的人，安排自己的追随者，做了很多和平常的“官员”同样的事情。他和莱布尼兹的微积分发明权的争论，就是在这个期间发展到了顶峰。他极力想获得弗拉姆斯蒂德完整的星座目录，以便对他自己的月球理论进行修正，为此动用了哈雷等一批自己的信徒，并动用了女王的指示，但最终也没有能够让弗拉姆斯蒂德就范。

不管怎么说，都无法否认牛顿一生在科学上取得的巨大成就。 “世上的人们，曾有如此一位为人类增添光彩的伟人降生人间，你们应当感到庆幸。” 这是牛顿碑文上带有警示意味的结束语，就用它结束本文吧。

《牛顿传》[英]理查德·韦斯特福尔/著  郭先林等/译  中国对外翻译出版公司  1999.7