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关于牛顿的谣言和真相

生物100 2023-02-13

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NO.1

牛顿真是个遗腹子


牛顿出生在1642年圣诞节,这是基督教中耶稣诞生的日子。出生以前父亲就去世了。所以牛顿确实是个遗腹子。本来他和母亲相依为命,母子感情应该更好。可偏偏在牛顿3岁时,母亲就改嫁了。改嫁以后,母亲不仅撇下牛顿和新丈夫同住,并且又生了几个孩子,这让牛顿有了一种深深的被遗弃感。

这种被遗弃感贯穿了牛顿的整个童年,最终导致了他性格上的偏执和好强。比如,一天在上学路上,一个同学踢了他的肚子,牛顿做的既不是直接还手,也不是和这个同学理论,而是默默地在心里憋了一口气,该怎么上课怎么上课,但在放学以后,他把这个人叫到没人的地方,狠狠地打了一架。虽然牛顿没这个人健壮,但他斗志昂扬、意志坚决,一直打到对手求饶。


NO.2

“站在巨人肩膀上”的故事


“假如我看得比较远,是因为我站在你们这些巨人的肩膀上”牛顿的这句名言,从字面上的含义不难看出,这是说自己取得的成就是得益于前人的铺垫。但绝大多数人不知道的是:牛顿在说这话的时候可不是表示谦虚,而恰恰是完全相反的意思。这个被称为“百年一骂”的名言,还与一个了不起的名人有关,他就是胡克。没错,就是我们中学的时候都学过的,弹簧的弹力和弹簧长度变形的量成正比——胡克定律的发现者,同时也是细胞的发现者和命名者。除此以外,胡克在光学、力学、建筑学方面也都有一定成就,早在牛顿还是一位大学生的时候,胡克就已经是皇家学会的实验主任了。

事情的起因是牛顿被选为英国皇家学会的会员。按照常规的做法,他给学会递交了一篇证明光是由粒子组成的论文。结果遭到了胡克的反对。胡克之所以反对牛顿的论文,最初是出于学术观点的讨论。牛顿说光是由粒子组成的,而胡克则认为光是一种波。放到现在,这个问题其实很好解决,就是俩人都对。我们知道:有个词叫波粒二象性,简单说,就是光和我们看到宏观层面的东西不一样,它同时具有波和粒子的两种属性,它既是波又是粒子。只可惜,这个现象直到牛顿和胡克这二位都过世了二百多年,到了二十世纪初才被人们发现,但在当年这可就成了一个著名的历史公案。

这场公案争斗到最后越来越白热化。胡克觉得丢面子,指责牛顿的很多内容是抄袭他的论文;而牛顿更不是省油的灯,他用嘲讽的语气在回信里写下了那句著名的话:假如我看得比较远,是因为我站在你们这些巨人的肩膀上。要说这话可真是骂人不带脏字。因为当时的人都知道:胡克不仅不是什么巨人,他还是个有点驼背的矮子。这相当于把胡克的观点,连同他整个人都奚落了一通。

胡克晚年双目失明、两腿浮肿,1703年在伦敦去世。牛顿不仅活得比他长,后来还当上了皇家学会的会长。在这以后,牛顿解散了学会里的胡克实验室和胡克图书馆,连胡克的手稿和文章都差点被牛顿销毁。如果真是那样的话,恐怕我们今天在翻看当年科学史有关篇章的时候,就要缺失很多页了。


NO.3

关于苹果落地的谣言


牛顿因为看到苹果落地而发现了万有引力定律的故事之所以流传到全世界,并且还被选入很多儿童读物里,要拜一个人所赐,他就是伏尔泰。

在公众视野里,牛顿一直是以创造者的形象出现的。这种创造并不是什么物质上的东西,而是对科学理论的开创。从这个形象当中,衍生出了很多故事,最典型就是说他因为看到苹果落地而发现了万有引力定律。其实只要稍加考证,我们就会发现这个故事并不靠谱。因为他并没有实实在在的记载,而只是来自科学圈子之外的道听途说。这种道听途说的始作俑者就要算伏尔泰了。我们都知道,伏尔泰是启蒙时代的大名鼎鼎的思想家,在整个西方世界都有很强的号召力。不过论起来伏尔泰却是牛顿晚辈,也是他的铁杆粉丝。

在1727年,牛顿以80多岁高龄去世的时候,伏尔泰不过才33岁。当时他正在英国流亡,亲眼目睹了牛顿在威斯敏斯特教堂盛大的葬礼。这里曾经只是王公贵族的墓地,如今却长眠着一位科学家。

伏尔泰对此非常感慨,因为当时的法国还处在一个等级森严的社会,同样的事是不可能发生在法国的。因此伏尔泰利用在英国的时间,四处搜罗牛顿的逸闻趣事,并在他回到法国之后,写了一本名叫《牛顿哲学原理》的小册子,里边就有这个苹果落地的故事。这是他从牛顿同父异母的妹妹那里听来的。有趣的是,虽然这个故事因为伏尔泰的影响力,传遍了整个欧洲甚至也传到了近代中国,但伏尔泰却压根没见过牛顿本人。也就是说,这是个彻头彻尾的二手传闻。

但奇怪的是,为什么明明是个很好考证的传闻,却仍然在民间流传这么多年呢?最直接的解释就是:人们愿意相信这个传闻。因为在大众文化传播里,牛顿已经不再是单纯的一个人,而是化身成了一个符号。人们记住这个符号的心理认知成本,比理解整个时代的社会背景要低很多。换句话说:把创造性归在某一个天才身上,比归在复杂的社会环境上要容易得多。

不过作为一本严谨的人物传记,显然就不能这么草率的归因了,而是要把个体的人物还原到整个时代去理解。牛顿是不是伟大的科学家?当然是。可即便再伟大的科学家,也不是活在真空里的。他总要受到同时代以及前人思想的影响。这种影响有多大呢?比如,1609年伽利略发明了天文望远镜,而从这一年到1619年这十年间,开普勒陆续提出了关于行星运动的“开普勒三定律”。1620弗兰西斯·培根出版了《新工具》,倡导通过实验等方法直接研究自然,而不是沉溺在亚里士多德等古人的著作里。再之后,笛卡尔在1637年创建了解析几何学,并提出了一系列关于科学研究的方法论。而这个时候距离牛顿的出生的1642年,仅仅只有五年。

这样的例子还有很多,即便作为一个旁观者,我们几乎也可以预见到:在这样一个发展的时代,牛顿不可能对这些研究成果视而不见。最明显的事实是:当时印刷术已经在欧洲广泛流行。文艺复兴几百年间的思想和研究,都会通过书籍和论文这些中介给牛顿带来潜移默化的影响。

还是提到这期开篇说的,这本《牛顿新传》的中文作序者,中国著名天体物理学家、中科院院士陆埮。他曾经说过牛顿对科学的重要贡献之一,就是把宇宙间天体的运行规律和地球上人类世界物质的运行规律统一起来。而在这本书的序言里他也指出:科学发展有两个前提,一个是能提供正确理论分析的严格的逻辑,一个是能反映客观实际的观察和实验。这是一个科学界内行人的感言。

应该说,经过14世纪以来文艺复兴几百年的沉淀,到牛顿生活的17世纪前后,科学发展的这两个前提都已经具备了。它们连同以往众多的研究成果一起,构成了牛顿科学发现的环境动因。就拿万有引力定律来说,这个定律并不是牛顿一个人独立发展出来的。同时代的很多人,其实都在研究和万有引力有关的现象。这其中就包括哈雷彗星的发现者,爱德蒙·哈雷等人。

只不过,牛顿是第一个把各种研究成果、系统整合起来的人。这种整合既包括了天文学的研究成果,也包括力学的基本原理,还包括数学的方法等等。这些都和我们刚才梳理的那些研究成果有关,并且这里还有哈雷的功劳。因为在研究行星运转规律的时候,哈雷也发现了宇宙间的引力,但他没法用详尽的数学公式把这种引力表达出来。

于是他亲自拜访了牛顿,鼓励并且资助他把自己的研究成果发表出来,这就是那本著名的《自然哲学的数学原理》。书里不仅系统地提出了万有引力定律,并且对质量、时间、空间、力等很多基本概念做了界定,可以说是文艺复兴几百年来全体科学家思想的集大成之作。这本书出版在1687年,它奠定了牛顿在科学史上的地位。从这个意义上说,哈雷是牛顿的贵人。而他们所在整个时代的大环境,也都是成就牛顿科学贡献的重要动因。

科学的发展不是某一个人的灵光乍现,而是需要有深厚的时代积淀。即便是牛顿,也依然在前人铺垫的研究成果和方法论的基础上前进。尤其是文艺复兴两三百年间,科学家群体的密集出现,都对牛顿后来的科学成就带来了影响。因此,牛顿并不是一个人在战斗,而是众人智慧的集大成者。

资料:得到《牛顿新传》

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