——读迈克尔· 怀特《牛顿传》一书有感

 

自然和自然律隐没在黑暗中。神说，让牛顿去吧！万物遂成光明。

               ——蒲柏

迈克尔·怀特（Michael White）著有《100位杰出人物》一书，在这本书中，艾萨克·牛顿（Isaac Newton）被列为最具影响力人物之第二，排在穆罕默德之后，耶稣基督之前。读一读亚历山大·蒲柏（Alexander Pope）为他写的墓志铭，就能知道他获此殊荣的缘由：“艾萨克·牛顿爵士，安葬在这里。他以超乎常人的智力，第一个证明了行星的运动与形状；彗星轨道与海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究，光线的各种不同的折射角，颜色所产生的种种性质。让人类欢呼，曾经存在过这样一位，伟大的人类之光。”

（一）

1642年12月25日，牛顿出生于英国林肯郡乡下伍尔斯索普的一个小庄园里，他是一个早产儿和遗腹子，他的父亲在他出生前三个月就已经去世了。在牛顿3岁那年，他的母亲改嫁并住进了新丈夫巴纳巴斯·史密斯牧师的家，而把牛顿托付给了他的外祖母。年幼的牛顿不喜欢他的继父，并因母亲改嫁的事而对母亲持有一些敌意。

牛顿的脾气和性格都不怎地，他敏感、多疑、易怒、强权独断、对自己的对手刻薄，这些性格特征的形成与他幼年时母亲改嫁不再照顾自己有着直接的关系。虽然后来他的母亲想了很多办法来修复亲子关系，但心灵的创伤已经形成，性格基础已经夯实，再去改变已经很难了。

牛顿读小学期间成绩一般，但他喜欢读书，并喜欢动手制作一些小玩意儿。他的智慧的基础是他去格兰瑟姆读书，到1661年进入剑桥大学这段时期完成的。1663年牛顿在剑桥大学三一学院结识威金斯，随后成为室友，此关系一直维持了20年。

牛顿与1665年春天取得剑桥大学学士学位，夏天回伍尔斯索普躲避伦敦瘟疫。在这期间他发展出微积分、平方反比律。1666年，牛顿有关重力的观念形成，并着手计算行星运行的轨道。1685年开始写作巨著《自然哲学的数学原理》，只花了18个月就完成了，该书共550页，其中包含了万有引力理论。1703年11月30日，牛顿当选皇家学会主席。1704年他出版了第二本巨著《光学》，将沉寂了30年的研究和理论发表。牛顿1727年3月20日病逝于伦敦，4月4日下葬于威斯敏斯特大教堂。

如果当年就有诺贝尔奖的话，牛顿或许可以因为光学上的分光计、反射式望远镜、经典力学体系的构建、万有引力而先后四次获奖。因为在炼金术方面的造诣，还可能获得一次化学奖。当然，他所倒腾出来的流数术（微积分），肯定可以获得菲尔兹数学奖。不过，你可千万别把牛顿看作是涉足数学、物理、化学、天文学等领域在内的只会做研究的“书呆子”，他不但是一位科学家，还是个神学家、炼金术师，有关神学和炼金术的研究，对其世界观与哲学观都有重大得影响；他不但科研能力超群，权力技巧同样一流，做起国会议员、铸币厂厂长和总监、皇家学会会长都得心应手，控制他人、利用他人与打击敌人同样技巧娴熟。

牛顿之所以伟大，是因为他的研究成果颠覆了人类对这个世界的认知。科学史家普遍认为，牛顿对物质如何发生运动的看法，以及对能量和力如何发生作用的观念，可被视为物理学发展的分水岭。

（二）

成为卢卡斯讲座教授，是对牛顿学术水平的极大认可。但牛顿一向不喜欢教书，也不怎么喜欢学生，他的性格特征也决定了他很难和学生们和谐相处。牛顿从第二次上课开始，就没有学生来听他的课了，但他还是尽职尽责地去上课，面向空荡荡的教室讲课，让回音在四壁回荡，只不过将原定的半个多小时的课程缩减到15分钟而已。就这样一直坚持了17年，他才不再假装教书，而开始坐领薪水。在他的学术生涯里，他一共只指导过三个学生。

光学是他在担任卢卡斯教授期间做的第一项科学研究，为了研究光的性质，他做了很多疯狂的实验，其中的一个是这样的：“我用一把钻顶在眼眶骨头和眼睛之间，尽可能地接近眼球。用钻子的尖端挤压眼球的后面，使我的眼睛突出，就会看到好多白的、黑的和有颜色的光环。当我不断地用钻尖搓揉眼球时，这些光环会更加显著。但是，如果眼球和钻尖都停止不动，而眼球仍然被紧紧压住，光环就会逐渐变弱而最终消失。在我再度搓动眼球或钻尖时，光环即重新出现。”

到了17世纪60年代中叶，牛顿已经能够用棱镜展现白色光是由多种颜色光混合而成的性质，光谱的一端是红色，另一端是蓝色。他在皇家学会上引起轰动的被称之为“实验的十字架”的演示，就是几张纸卡和两块玻璃棱镜所组成的简明的设备；而让人最为震惊的，莫过于他的那架反射式天文望远镜，这是完全由他独立做出来的，从零件开始造起，用自己的配方做成合金制造反射镜，自己做模子，自己打光、做镜筒、装置部件、调整角度距离等。这台精密的观察仪器比体积大它十几倍的折射式天文望远镜的威力大得多，就连时任皇室天文学家的约翰•弗拉姆斯蒂德都为之心折。

牛顿是一个做事严谨的人。他对自己的研究是如此专注和认真，以至于他吃得很少，时常还彻底忘记了要吃东西……他难得上床睡觉，直到凌晨两三点，甚至早上五六点才就寝，睡也仅睡四五个小时而已。他既不骑马兜风、散步，也不玩滚木球或其他任何运动。他几乎从不离开书房，好像一分钟不做研究就要损失几小时的宝贵光阴。曾有很少几次，他打算上大餐厅吃饭，但出门之后才发现自己走错了，往回走的时候，却不是走向餐厅，而是又回到了自己的书房……

牛顿做研究的基本原则是“我不杜撰假说”，每一件事情他都要自己亲自做过，或者用数学方法推演出来，才能被他纳入到自己的理论体系中。在此之前的科学家们做研究，大都是基于观察和自己的想象来提出一些假说，但从未想到如果实验能够证实这些假说，就可以从中用数学方法推演出支配这些物理现象的规律来，这种近代科学的研究方法，是牛顿率先创立的。牛顿的《自然哲学的数学原理》应该是从古至今最伟大的科学巨著，不仅整合了伽利略和开普勒的理论，成为单一的、内聚的，用数学表达、用实验支持的整套理论，同时也打开了工业革命的大门。在其后的一个世纪内，引发了持久且真实的人类文明演变。

牛顿是一个极度敏感的人，为了很为自己在科学领域的地位，他一生中经历过几次重大的冲突。先是17世纪七八十年代与胡克的一连串争辩，最后牛顿通过《原理》的发行更令胡克在各方面都失去了信誉。牛顿为了获得天文观察数据，与弗拉姆斯蒂德历经20年的争斗，但最终牛顿还是如愿取得资料，以证明他的月球力学，并刊载于第二版《原理》中。正是这些资料成为现今美国国家航空航天局（NASA）电脑的核心知识。有关谁先发明微积分的问题，他和莱布尼茨之间的斗争，却导致了哲学思想和数学应用两方面的分裂长达数代。莱布尼茨因使用较佳的记号，他的发现很快在全欧洲得到广泛应用，但遭受了英国科学家与数学家的漠视。牛顿时期的英国数学家领先于全世界，但他们在拒绝使用莱布尼茨的记号之后，便在接下来的50年失去了优势。

（三）

牛顿去世的时候，他的图书室中藏有169册关于化学及炼金术的书籍，其中许多作者都是历史上最有名的人物。有人说，牛顿所搜集的是最好、最广的炼金术著作，当时无人能与之相比。

炼金术专注于把普通的金属炼成黄金，这项工作在当时被统治者视为重罪。牛顿在炼金术方面花费了大量的时间和精力，亲自动手操作坩埚的时间前后长达25年。以至于20世纪70年代，有两位研究工作者——斯帕戈和庞兹，分析了牛顿留存下来的毛发，发现其中铅与汞的含量高得不寻常。

前人的炼金术的著作以及他们的实践，很容易得到这样的结论：此前的人们从未在炼金术上获得过成功。那么牛顿为什么还要冒着被人举报的风险，偷偷地从事炼金术的研究呢？在他看来，人类的祖先曾一度掌握了所有知识的钥匙，但这些钥匙后来逐渐消散于诸多神秘的哲学之中。他担心别人会在这看似不可能的工作里获得成就，比他早一步找到点金石，他的自大心理促使他发狂地在这个领域去探索和追求。牛顿深信发掘历史的真相是他的责任，就像他命中注定要去了解光、了解万有引力、了解炼金术、了解数学一样，他称这份责任是“与生俱来”的，并且他信仰那些只能被描述为“炼金术历史”的东西。

我们都知道，牛顿从苹果落地的故事中发现重力的故事是后人编造出来的，那么编造这个故事的动机是什么呢？本书的作者认为，或许就是为了隐藏一个事实，即引起牛顿重力理论的灵感，大部分来自他所从事的炼金术。

有一位研究牛顿的学者认为，假如牛顿没有从事炼金术，他很可能不会想到物体间能有超距引力。现代物理学告诉我们，自然界有四种基本的力：强核力、弱核力、电磁力和重力，而炼金术士看自然界中的所有作用力统统都属独一的神力，即精气。牛顿接受了这个观念，他认为重力也是类似的一种运作方式——“自然之气”的一种。从牛顿于1672年至1687年写的笔记和论文，追踪他关于从以太到重力的思想演变，大致可看到他是如何探知重力是一种隔空的运作，属于超距作用的。

炼金术偏重于实际操作，而它在这方面的技术的确造福了后代子孙。现代化学实验室内使用的设备和技术，有许多是由此发展而来的。若非炼金术的带领，现代制药的精炼技术、第三世界国家所使用的净水技术，甚至合成塑胶和许多现代材料的制造，可能都要延迟到更晚才会发展出来。

牛顿在感到自己有生的日子不是很多的时候，做了一件事情，即将自己珍藏的一部分文件焚烧了，这件事情令人甚觉蹊跷。牛顿把他从事炼金术、研究年代学和《圣经》预言等这类明显有违当时的传统的文稿都完成保留了下来，那么焚烧掉的东西究竟是什么呢？是无聊的账单和琐碎的公文副本？还是那些比炼金术都得更远的一些较为偏激的实验记录？这个问题看来已经找不到答案了。

牛顿一生的事业多半是在薄冰上滑过的，他应该感谢胡克这些敌人居然没能发现他深陷于炼金术的修习之中，也没能发现他奉行的异教徒的教义。

（四）

生性敏感又不合群的牛顿，之所以能够取得如此辉煌的成就，也是因为有人在他成长的过程中一路帮衬的。巴罗、巴宾顿、摩尔这几位充当的有点类似牛顿父亲的角色，并牛顿的青少年时代以及事业发展的初期，帮助牛顿排除了各种困难，并在事业上提携他；当牛顿准备从剑桥大学这个象牙塔里走出来的时候，蒙塔古是个有力的支持者，而波义耳、哈雷、奥尔登伯格、雷恩这些人则是科学上的同志。特别是哈雷，为了让敏感且谨慎的牛顿把自己的研究成果呈现给世人，想尽了各种办法，做出的重要的贡献。

当牛顿踏进大都会的世界中，以剑桥大学政治代表的身份住在伦敦时，他结识了一批权贵和知识圈的人士，其中最重要的人物是英国哲学家洛克。洛克是引领牛顿进入社交圈的关键人物。洛克一直到1704年去世之前，从未中断与牛顿就广泛的问题交换意见，他们之间建立的友谊使牛顿毕生受益。洛克为牛顿在科学界与政界之间架设了一座桥梁，他不仅成为牛顿知识上的伙伴，还帮助牛顿拓展前途。这两位大师被后世合称为构筑“理性时代”的两根支柱。他们的交往密切，牛顿对这位长者完全开放内心，甚至向他透露自己的极端宗教观和研习炼金术的秘密。

牛顿终身没有结婚。在谈到他的感情生活时，总要提到两个人：一个是令人捉摸不清的威金斯，他和牛顿同居了将近20年。其实并没有确实的证据指出他们的关系本质上是基于性，大家只是从他们俩的亲密程度和他们分开时所表现出来的暧昧态度加以猜测的。另一个和牛顿有非常明显的感情纠结的名叫法蒂奥的瑞士青年数学家。法蒂奥之所以能取悦较老的男人，是他兼具智慧、谄媚术和想象力，所以能引起长期压抑性乐趣和不成熟的牛顿极大的反应（法蒂奥大概已注意到而且加以挑逗，以达到目的）。时机也碰得恰到好处，若是他们早10年见面，法蒂奥的浑身本领大概还派不上用场。但他们之间的友谊也没有持续很久。

牛顿在孩童时代诚然受到痛苦煎熬，但是他对付这些痛苦的方法是攫取权力和掌控他人。他在科学上的动力是求知欲，在他的眼中，知识就是权力。同样地，在官场上，牛顿以打压弱者来争取权力，这驱使他成为一位成功的官僚。

牛顿在任何一个工作岗位上都能以自己的智慧和工作技巧力挽狂澜。他担任皇家造币厂的厂长，不仅整顿了当时的整个金融秩序，还在重铸新币的工作中立下了不可磨灭的功劳。皇家学会到1703年时，状况令人担忧，学会从17世纪70年代平均有200位成员倾颓到该世纪末时成员几乎只剩下一半的凄凉景象，经营不善使学会走向破产边缘。1703年11月30日，皇家学会终于停止了继续沉沦，在当天的年度理事会改选中，牛顿先被选为理事，接着又当选皇家学会的新主席。尽管牛顿在担任主席的短短几年间，将决策机构的理事会完全控制，几乎整个理事会的成员都听命于他一人，很少有人能够勇于提出自己的意见。但从历史学家的观点来看，这的确是皇家学会转衰为荣的一刻。假使选举当晚揭晓的是别人而不是牛顿，这个机构必定在10年之内完全解体。

过了80岁的牛顿仍能维持良好的健康状况，直到去世前的几个星期，他还继续参加皇家学会的会议，几乎从不缺席。这样的身体状况也确实令人赞叹。要知道，那25年的炼金术对他身体的伤害还是不能忽视的。

《牛顿传（修订版）》，[英]迈克尔·怀特著，陈可岗译，中信出版社2020年版