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[历史] 【澎湃】吴国盛:从苹果神话到万有引力

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发表于 2020-5-30 12:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
复旦通识·学人疫思|吴国盛:从苹果神话到万有引力
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_7563546

吴国盛(清华大学科学史系 教授)

2020-05-27 09:11 来源:澎湃新闻

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【编者按】疫情之下,“复旦通识”组织“学人疫思”系列,复旦大学通识教育中心邀请不同学科的教师撰文,从各自的专业领域与学术兴趣出发,对疫情展开不同角度的讨论,进行跨学科的深入解读和分析。不仅止于复旦的教师,该系列也会向其他高校的教师、学者约稿。本文系由清华大学科学史系吴国盛教授所作,原题为《瘟疫中的牛顿:从苹果神话到万有引力》。


英国剑桥三一学院门口的草坪上种着的一棵苹果树,据说是从牛顿家的苹果树嫁接过来的。(图片来源:**)

瘟疫之年的苹果神话

1665年伦敦发生了一场大鼠疫,情况非常严峻,6-8月三个月间,伦敦人口就减少了十分之一。瘟疫波及到剑桥,刚刚在春天取得学士学位、准备继续攻读硕士学位的牛顿也受到了影响。1665年8月7日三一学院正式关闭。在闭校之前十天左右,牛顿回到他的老家伍尔索普庄园。1642年12月25日圣诞节,牛顿出生在这里。

23岁的牛顿在家里前后呆了大约一年半的时间。他先是于1666年3月20日返回剑桥,但瘟疫一度又有卷土重来的趋势,不得已于当年6月,又返回了家乡,一直住到1667年4月下旬瘟疫彻底结束,才重新回到剑桥。

1665-1667年牛顿在家乡躲避瘟疫,成就了一个美丽的传说。数百年来,人们都说,牛顿坐在自家院子里一棵苹果树下沉思,由于苹果砸中了他的脑袋,引发了他的思考,导致他发现了万有引力定律。这就是著名的“苹果神话”。

“苹果神话”究竟来自何处?目前看至少有两个直接来源,两个间接旁证。

直接来源之一,是启蒙运动思想家伏尔泰(1694-1778)。他在1727年用英文出版的《史诗随笔》中说:“艾萨克·牛顿爵士在他的花园里散步,看到苹果从树上下落,从而第一次想到了他的引力理论。”在1736年出版的法文版《牛顿哲学原理》中,他再次提到了这个故事。这一次他明确地说这个故事是牛顿的外甥女凯瑟琳·巴顿(Catherine Barton, 1679-1739,牛顿的同母异父妹妹的女儿,自1696年开始帮助牛顿管家)告诉他的。伏尔泰于1726年5月流亡英国,结交了英国上流社会的不少知识精英。虽然未能见到牛顿本人,但结识了牛顿的外甥女。

来源之二,是牛顿的同乡也是他的传记作者斯图克利(William Stukeley,1687-1765)。他在1752年出版的《牛顿生平回忆录》中提到,1726年4月15号晚饭之后他们俩在花园中散步,牛顿亲口跟他说,当年就是在相同的情景下,苹果落地引发了他对重力的思考。

第一个间接的旁证是老年牛顿在1720年代拟定的一份自述。他在这份自述中说:“1665年初,我发现了近似级数的方法和将二项式简约成该级数的法则。同年5月,我发现了格里高利和斯卢修斯的正切法,11月我发现了直接流数法;次年1月发现颜色理论,5月开始研究逆流数法。同年,我开始思考重力延伸到月球轨道的问题……这一切都是在1665至1666这两年瘟疫期间完成的。那些日子我正处于发明的最盛时期,对数学和哲学的研究也比以后任何时期都要多。”虽然这里并没有提到苹果,但提到了重力延伸到月球的问题,是为苹果神话的重要佐证。

第二个间接旁证,是牛顿《自然哲学的数学原理》第三版(1726)主编彭伯顿(Henry Pemberton,1694-1771)于1728年(牛顿去世的次年)出版的《艾萨克·牛顿爵士的哲学》。他在书中写道:“导致他写出《原理》的最早思想启发,是在1666年逃避大瘟疫、从剑桥回家之后产生的。他时常单独坐在园子里,并陷入了对重力的沉思。”这里也没有提到苹果,可能是对上述牛顿自述的转述。

苹果神话是在牛顿死后流传开来的,牛顿生前没有留下任何相关的手稿文献。根据上面四个来源,可以肯定它们都共同的来自老年牛顿。这个神话有根有据,又为普通民众喜闻乐见,流传至今。今天去剑桥旅游的话,人们可以看到三一学院门口的草坪上种了一棵苹果树,据说是从牛顿家的苹果树嫁接过来的。1860年落成的牛津自然博物馆里面,有一座牛顿雕像,牛顿雕像的脚下就有一个苹果。由此可见,“苹果神话”并不是普通人的八卦,也是学界默许的看法。

然而,牛顿真的是通过目睹苹果落地而顿悟到万有引力的吗?

哥白尼日心说开辟新时代

我们今天非常熟悉万有引力的概念,会以为这是一个自古以来就有的概念。其实不然。引力是一个现代概念,的确是牛顿使之成为现代物理学的基础。

为什么现代才有引力概念呢?在引力概念之前,人们如何理解天体的运动、苹果的下落?我们需要知道,对前现代的欧洲人而言,他们普遍信奉亚里士多德物理学。按照这种物理学,天体的运动和苹果的下落属于性质完全不同的现象,一是天界运动,一是地界运动,天界地界完全不同,因此,遵循不同的解释原则。

在亚里士多德物理学看来,天界物体由以太构成,做匀速圆周运动;地界物体由土、水、气、火四种元素构成,其中土和水元素属于重性元素,自然地向着地心做向下的直线运动;气和火元素属于轻性元素,自然地远离地心,做向上的直线运动。构成苹果的主要元素是土和水,因此当然要下落。

天界的物体分成两类,一类是恒星,它们全部镶嵌在一个天球上,随着天球每天绕地球转一周;第二类是行星,一共有7个:太阳、月亮、水星、金星、火星、木星和土星,它们各自被镶嵌在各自的天球上绕地球做稍微复杂一些的运动。宇宙大体由8个天球和地球组成,它们以地球为球心,层层相套。古希腊的天文学基本是天球天文学,天球是希腊人理解宇宙的基本要素。

苹果下落和天体运动的这些解释都被哥白尼的日心说给扰乱了。

1543年,哥白尼在临终之前出版了他的《天球运行论》,提出用日心说替代地心说。在哥白尼的日心宇宙体系里,宇宙中心不是地球,而是太阳,地球变成了一个行星,像其它行星一样绕太阳转动,只有月球还在绕地球转动。

这个理论首先让苹果落地这件事情变得麻烦。苹果作为富含土元素和水元素的物体,它必然要朝着宇宙中心运动。如果哥白尼是对的,是太阳而不是地球处在宇宙的中心,那苹果应该朝着太阳奔去才对。如果苹果一定要朝着地心运动的话,由于地球的自转,那一个垂直上抛的苹果是落不回原地的。可是,实际上,苹果既没有奔向太阳,也落回了原地。

这个理论也让天体运动变得有些麻烦。如果地球不再是宇宙的中心,月亮为什么还绕着地球转而不是绕太阳转呢?

1577年,丹麦天文学家第谷发现彗星不像希腊人所想象的那样属于大气现象,而是来自天外,这就意味着彗星要穿越重重天球才能到达地球,这是如何可能的呢?此外,第谷设想的宇宙模型,是让五大行星绕太阳转,而太阳绕地球转,这样以来天球就不免会相互交叠。交叠在一起的天球们如何转动?总而言之,天球从1577年开始走向解体。

1609年,德国天文学家开普勒发现,行星绕太阳的运动根本不是圆周运动,而是椭圆运动,太阳处于椭圆的一个焦点之上。这样,历经了两千多年的行星天球体系就彻底瓦解了(开普勒还保留了恒星天球)。

哥白尼日心天文学直接导致了两个问题:第一个,既然没有天球,行星为什么还绕太阳转动呢?第二个,地球成为行星之后,天地之别还存在吗?苹果落地和月亮绕地还是两种完全不一样的运动吗?

笛卡尔创立新物理学

这两个问题引发了整个欧洲科学思想的重大革命,新的天文学要求新的物理学出现。托勒密地心天文学以亚里士多德的物理学为基础,亚里士多德提供了一套以地心宇宙论为基础的物理学。打破了地心天文学之后就要求用一种新的物理学来解释日心天文学。

新物理学的第一人是笛卡尔。17世纪是一个天才的世纪,群星闪烁,笛卡尔则是17世纪前半叶最闪亮的明星。笛卡尔有意识地要创立一套新物理学来全方位取代亚里士多德的旧物理学。

新物理学的第一原理或可称为统一原理,它针对的是亚里士多德的天地二分原理。笛卡尔认为整个宇宙,无论天界还是地界,都是由物质和运动构成,除了物质和运动不存在别的解释原则。笛卡尔有言:“给我物质和运动,我就能创造一个世界”。

这个原理对于牛顿的“苹果神话”非常重要,因为牛顿的“苹果神话”包含一个意思,即苹果和月球没有本质的区别。我们可以看到,这个思想不是牛顿的首创,笛卡尔已经提出来了。

笛卡尔提出的第二个原理是惯性原理。亚里士多德认为运动要么是自然运动、要么是受迫运动。“自然”运动是出于“本性”的运动:重物下落,轻物上升,天经地义。与自然运动相反的受迫运动一定需要外力维系,外力一旦撤掉受迫运动就中止。在去掉了天地二分之后,笛卡尔进一步取消了自然运动和受迫运动的区分,认为一切运动都不需要外力维持。运动自我维持,而且数量守恒,这就是惯性原理。今天我们称之为牛顿第一定律,但牛顿第一定律的首创者不是牛顿而是笛卡尔。

除了这两大原理之外,笛卡尔版新物理学还有一个独特的宇宙模型。天球打碎之后,如何解释天体的运动呢?笛卡尔提出涡旋宇宙模型来替代天球宇宙模型,甚至用宇宙涡旋来解释当时所碰到的所有物理问题,包括落体运动。笛卡尔认为,所有的行星绕太阳转动,这是因为太阳周边有一个大的涡旋,这个涡旋裹携着诸行星转动。苹果落地也是因为地球周边有一个涡旋,这个涡旋朝地心裹携着地表的一切物体。涡旋运动既解释了太阳系里行星的运动,也解释了月亮绕地球的转动、抛物体的运动、苹果落地的自由落体运动、彗星运动等等,是一个整体替代亚里士多德宇宙模型的机械宇宙模型。在笛卡尔的机械论体系里,没有引力、没有力。运动的改变只能靠微粒之间的碰撞,否则就保持其身。

普通人似乎很少听说这个涡旋宇宙体系,那是因为牛顿后来彻底清除了涡旋宇宙,用万有引力宇宙取而代之。这相当于新物理学的版本转换:如果说笛卡尔的物理学是新物理学1.0版,那牛顿的新物理学就是2.0版,正是这个版本转换导致笛卡尔在科学史上的地位远远不如牛顿。今天在哲学系,笛卡尔的书仍是必读书,但物理教科书里基本上没有笛卡尔的名字。

瘟疫期间牛顿发现了万有引力定律吗?

现在我们回到苹果神话。经过一个简短的历史回顾,我们差不多就已经知道,苹果神话肯定是神话:万有引力定律绝对不是牛顿在瘟疫期间坐在苹果树下被一个苹果砸中脑袋之后突然想出来的,伟大的思想从来都有历史背景。

牛顿1661年进入剑桥三一学院之后,发现学校没有什么可学的,老的一套东西不能吸引他。在剑桥读本科四年期间,他自学了当时天文学、数学和哲学方面的最前沿著作。大学毕业的时候,他已经能够在科学前沿开展工作,与当时最伟大的科学家对话。

在自学期间,他深受笛卡尔的影响。牛顿有一句名言“如果我看得比别人更远一点,那是因为我站在巨人的肩膀上”,这个巨人指的就是笛卡尔。受笛卡尔影响,那时候牛顿当然相信涡旋理论。但是他同时受到其它思想家的影响,也相信存在着引力。

最早提出引力的是哥白尼,他在将地球驱逐出宇宙中心之后,想用引力来解释月亮为何继续绕地球转动,以及重物为何下落。开普勒设想太阳有磁力吸引着诸行星,并且将原本的正圆轨道变成了椭圆。这些设想都很粗糙。意大利学者博雷利在1666年的著作中提出,按照惯性原理,维持行星运动并不需要力,需要力的是行星的弯曲而封闭的轨道。同年,英国学者胡克还设计了行星受来自太阳的引力而不断偏离直线运动方向的合成方案。可见,引力概念并不是牛顿的发明,在1660年代,不是只有牛顿一个人在思考引力问题。

现在有证据表明,在1665-69年间(但不能肯定是瘟疫期间),牛顿做了不少关于引力的计算,并且通过计算看看苹果落地与月亮转动是否受制于同一种地球引力。其中有两个非常重要。第一个,他算出了一个圆周运动的物体会有离心力,离心力与距离成反比,与速度的平方成正比。这个公式现在叫做惠更斯公式,因为是惠更斯1673年最早发表。牛顿在推导出这个公式之后,对苹果下落和月亮绕地两种运动应该受到的地球引力做了初步的计算。他认为月亮受到的地球引力应该正好等于它的离心力,这使得月亮既不离开地球,也不接近地球。他按照当时公认的看法,取月球离地心的距离为60个地球半径,再加上月球的绕地运行周期,就算出了地表离心力是月球离心力的12.5倍。

既然地球有自转,位于地表的苹果当然也有离心力,但是与月球对地球的不即不离不同,苹果是朝着地球下落的,这就说明,地球对于苹果的引力(重力)远远大于离心力。根据重力加速度的测定,就可以算出苹果这种地表物体的重力与离心力的比。起初,他根据伽利略的重力加速度数值,算得了重力是离心力的144倍。由于伽利略的《对话》1665年才译成英文,因此,可以肯定牛顿的计算是在此时间之后。又过了一些时间,牛顿自己发明了利用锥摆测定重力加速度的方法,发现实际的数值要比伽利略数值大一倍,即288倍。这个数值是比较准确的。但不知怎么搞的,牛顿最后采纳了更大的数值,使得算出的重力是离心力的350倍。

根据上述地表离心力是月球离心力的12.5倍,地表重力是地表离心力的350倍,那么地表重力就是月球离心力的4325倍。由于月球和地球不即不离,说明它的离心力和它受到的地球引力是一样的。也就是说,地表重力是月球重力的4325倍。

接下来牛顿做出了第二个重要的计算。根据开普勒第三定律以及他自己新得到的离心力公式,牛顿推导出了平方反比公式,即离心力应该与距离的平方成反比。根据这个公式,以及月球离地心距离为60个地球半径的数值,他很容易计算出地表的重力应该是月球重力的3600倍。可是,4325与3600差距还是挺大的。两个计算结果不一致,说明把苹果下落和月亮绕地两种运动统一交给地球引力来解释,并不令人满意。当时的牛顿似乎认为,笛卡尔式的涡旋模型是对的。也就是说,在1660年代后半叶,牛顿并没有找到确凿的证据证明引力是“万有”(普遍)有效的。苹果神话终归是“神话”。

万有引力定律的发现

牛顿是一个虔诚的上帝信奉者,而且是原教旨的****。他不相信三位一体学说,相信罗马天主教会统治下的**教世界实际上已经偏离甚至败坏了纯正的信仰。他希望通过钻研自然现象和古代宗教文本,以此探索上帝曾经向他的子民们显露过但后来被败坏的真理。因此,牛顿一生有三大研究领域。一是数学、光学和机械力学,二是炼金术,三是圣**本。他花在数学和物理学上的时间和精力,远远没有后两者多。光学是他从大学开始就热心研究的学科,而且是他在英国科学界暂露头角的学科。他最早在皇家学会报告他的三棱镜分光实验,也因为提交的反射式望远镜而在1672年被接纳为皇家学会会员。

1660年代后半叶,牛顿关于地表物体(苹果)与月亮运动的计算没有严格证明它们都受同一种地球引力,牛顿便将引力问题暂时搁置了。反正他想研究的东西很多,他也不着急取得科研成果以评职称。在剑桥,牛顿埋头从事他喜欢的研究,自得其乐。

直到1679年,胡克写信给他,才重新把引力问题翻出来。胡克比牛顿年长7岁,比牛顿出道早。牛顿还在剑桥读书的时候,胡克已经在皇家学会做实验员了。他于1665年出版的《显微图》,表现出了一个天才实验科学家的卓越洞见和博学。很可惜的是,胡克一辈子跟牛顿争斗,两人都是性格有缺陷,互不相让。从1670年代初开始,胡克就在光学问题上挑牛顿的刺,让牛顿十分不快。这次胡克以皇家学会秘书的身份请求牛顿恢复与学会的学术联系,牛顿婉言谢绝了。

牛顿嘴里这么说,但实际上又回到了引力问题的思考。牛顿一辈子就没停止过思考,追求知识、追求真理是他毕生的乐趣。牛顿在剑桥待了35年,没有什么朋友,整天除了看书、研究、烧炉子、做实验,就没有别的事情。此前十年间的炼金术实验对他的思想有很大影响,他越来越相信物质微粒之间普遍存在超距的万有引力。超距的万有引力概念与当时笛卡尔版本的机械世界观完全矛盾。在笛卡尔看来,宇宙间一切物质的相互作用都只能是碰撞。两个物体不接触也能发生作用,不仅与笛卡尔机械论相矛盾,就是在亚里士多德学派看来也是挺奇怪的思想。牛顿相信这种奇怪的普遍引力,与他的炼金术活动大有关系。

万有引力观念不是一步到位的。1681年出现了两次彗星,牛顿当时没有用引力理论解释彗星。1682年他改变看法,把彗星也纳入引力理论的解释范围。

真正的转折点是1684年。这一年8月,年轻的天文学家哈雷专程到剑桥拜访牛顿。哈雷比牛顿年轻十来岁。当时他和皇家学会的胡克、雷恩几个人都觉得行星运动要满足开普勒定律,必须让行星受一个来自太阳的平方反比吸引力,但是他们几个数学不行,没法证明。哈雷为此专程到剑桥请教牛顿,询问假定太阳对行星的引力是与距离平方反比的话,那么行星轨道应该是何种曲线?牛顿脱口而出,当然是椭圆。哈雷就问你怎么知道的,牛顿说我早就算过了。哈雷请求一阅,牛顿在一堆手稿里找了半天,假装没有找到,但他承诺随后把证明寄给哈雷。这是牛顿的惯技,不愿意轻易与人分享他的最新研究成果。这一次,牛顿倒是做了一个正确的决定,因为他早先的证明不严密。哈雷走后,牛顿花了三个月时间重新写了一份证明。这次牛顿严格地证明了,任何做椭圆轨道运动的物体必然受一个朝向焦点的平方反比力,反之,任何在平方反比力作用下的物体必然做一个椭圆或者圆锥曲线运动。这是万有引力定律的第一个关键证明,这个证明严格说是1684年年底才做出来的。

哈雷收到牛顿的证明后非常激动:他仿佛看到一个伟大的真理体系正在冉冉升起。他立即又访问牛顿,鼓励他多写一点。这一次哈雷点燃了牛顿的热情。余下的一年多时间里,牛顿放下了手头一切事情,连炼金术实验的火炉也暂时熄灭了,专心致志写作我们今天所知道的那部伟大著作《自然哲学的数学原理》。在1686年春天完成的这部伟大著作里,牛顿以一种前无古人后无来者的超级天才的洞察力,对此前科学先驱们创造的种种思想要素做了一个综合,构造了一套公理体系。这个体系就是牛顿力学体系。

《自然哲学的数学原理》一共三卷。第一卷提出牛顿三定律和万有引力定律,第二卷严格证明了笛卡尔式的涡旋不能成立,第三卷是构造宇宙体系。当时认为的宇宙,其实就是太阳系。

在这部著作里,牛顿完成了万有引力定律需要的第二个关键证明——利用他发明的微积分严格证明了,地球吸引苹果的方式就如同所有的质量都集中在球心一样。在这个证明完成之前,关于苹果的计算都是粗糙不严密的。由于两个关键的证明都是在1684年—1686年这两年内完成,所以,真正发现万有引力定律是在这两年,而不是在瘟疫那两年。

牛顿在这本书里长篇大论,不厌其烦,按照他高超的数学推理和证明能力,逐一对当时物理学家们面临的基础问题进行严格解答。比如地球吸引苹果和吸引铁团产生的加速度是一样的,从而解释了为什么所有的落体如果不受空气阻力的话必定同时下落。他用月球的引力来解释潮汐现象,非常成功。伽利略曾经以为潮汐是地球转动造成的,是错误的。他把引力统一运用到行星和彗星之上,彻底解释了开普勒定律。他还解释了岁差现象。古希腊天文学家希帕克斯在公元前150分左右发现春分点在黄道上西移,史称进动(precession)。我国东晋天文学家虞喜(281-356)也在公元330年发现了这一现象,并命名为“岁差”。牛顿认为,岁差的本质是地轴的运动。地轴之所以运动,原因是地球不是一个纯粹的球体,而是一个赤道较大的椭球体,这样造成了地球各处受太阳引力的不平衡,从而导致轴移。

再回顾一下牛顿是怎么发现万有引力的:1665-69年,也就是瘟疫之年和瘟疫之后几年,牛顿初步推导出了平方反比力公式;1684年底严格证明了平方反比力公式;1685-86年严格证明了球体引力公式;1687年出版的《自然哲学的数学原理》中,万有引力定律大功告成。

牛顿不是牛顿主义者

尽管牛顿是万有引力定律的提出者,但他却不相信引力是世界的本质,不认为引力是事物固有的能力。今天我们知道引力是属于物体的,任何两个物体都会产生万有引力,可是牛顿给当时的三一学院院长本特利写信时说:“希望您不要把重力是固有的这种看法归之于我。”这是为什么呢?

要理解这一点,就需要了解牛顿独特的宗教信仰。我们中国人喜欢把科学理解成促进生产力发展、造就财富的技术,以此观之,就无法理解牛顿对科学的不朽贡献。牛顿科学在当时并没有这些实际的功能,驱使牛顿不懈探索的动机,只是纯粹的宗教动机。

牛顿是一个非常虔诚的信徒,但他所信仰的上帝跟其他人不太一样。笛卡尔的上帝是一个唯理论的上帝,这样的上帝以高超的能力创造了一个理性的宇宙。牛顿的上帝不是唯理论的上帝,而是唯意志论的上帝。他认为,上帝之为上帝不在于理性,而在于能够统治,能够随时自由挥洒意志。这样的上帝随时可以改变世界,哪怕是自己之前创造好的世界,因此,在这样的上帝面前,没有什么固定不变的理性可言。面对这样一个唯意志论的上帝,人们认识世界的唯一方法是经验,就是小心翼翼地获取经验,通过对经验进行归纳总结,来揣摩这个由上帝创造的世界的规律。在提出万有引力的过程中,牛顿总是要计算大量不同物体的运动,然后对它们进行数学归纳和总结。

既然在发现了万有引力的数学规律之后,牛顿仍然认为万有引力只是表象,只是一种“唯象”描述。他也不相信单凭引力就可以维持太阳系的稳定,而坚信上帝之手不能缺少。一直到18世纪,法国科学家拉普拉斯建立了以万有引力定律为基础的天体力学之后,上帝才被驱逐出这个宇宙。当时拉普拉斯受拿破仑接见,送上了他的新著《天体力学》,拿破仑翻了半天后,问他这书里怎么没有上帝?拉普拉斯说了一句双关语:“陛下,我不需要这个东西了。”拉普拉斯的工作证明了牛顿力学的自足自洽和完备性,创造了我们今天眼中的牛顿世界体系,可是,这个体系却不是牛顿本人信奉的体系。从这个意义上讲,牛顿本人其实不是一个牛顿主义者。

在牛顿看来,宇宙一半是机械的,一半是微妙的。机械的部分可以用《原理》来解释,微妙的部分可以用炼金术来解释,但是无论是机械的还是微妙的,归根到底都得由上帝解释。这就是为什么牛顿一辈子花力气最多的并不是数学和力学,而是炼金术和圣经年代学的原因。

牛顿为什么制造“苹果神话”

最后我们回到一开始的问题,牛顿为什么要制造“苹果神话”?现在有很多研究表明,至少有三个原因。

首先,牛顿一辈子跟人家老打官司,优先权之争贯穿了他的一生。除了就光学问题、万有引力定律问题跟胡克争论外,他还就微积分的发明优先权问题与莱布尼茨争论,就月球的数据问题跟当时的皇家天文学家争论。到了晚年,他想以这种方式一劳永逸地结束各种争论。

其次,和牛顿自大自恋的个性有关。我们不能认为科学家在科学上伟大,人格就一定伟大。现在大家都认识到,牛顿的人格还是有一些缺陷。他明显是一个自恋、自大,喜欢自我美化的人。牛顿对自己经常有一些很奇特的使命感,他觉得自己生于圣诞那天,跟耶稣同一天生的;耶稣没有地上的生父,他也生下来没有父亲(他是遗腹子)。他觉得自己有点那种天将降大任于斯人的感觉,对自己是非常自信的。当然,他的数学天才和实验能力在当时也的确是无人能及,他也有骄傲的本钱。他到了晚年自恋倾向更明显,最后十来年,他经常请人给他画像,自我美化,所以制造“苹果神话”和这个自我美化的倾向是统一的。

最后,有传记作者猜测,他大概希望通过“苹果神话”掩盖引力概念的炼金术起源。炼金术当时属于半地下的工作,不能公开。

在1936年以前,牛顿在人们心目中的形象都是高大上的,没有乱七八糟的事。1936年,著名的经济学家凯恩斯从牛顿的后人手上买到了他的炼金术手稿,研究之后大吃一惊。他发现牛顿原来完全不是我们心目中那样的人。凯恩斯在1942年左右写了一篇文章,本来是想参加纪念牛顿诞辰300周年的活动,但当然正处在二战时期,这个活动推迟到1946年举行。这年的春天凯恩斯去世了,后来他的弟弟在纪念会上帮他念了他写的这篇文章。在这篇文章里,凯恩斯揭露说牛顿根本就不是理性时代的先师,而是最后的魔法师。他小心翼翼地掩盖他的炼金术活动和他反对三位一体的异端信仰。非常有意思的是,反对三位一体的牛顿,居然在剑桥三一学院待了35年,隐藏得非常深。一直到他去世,人们都不知道他内心的极端反叛和异端。

然而,无论牛顿是否有这些奇特的信仰和有缺陷的个性,我们都极大的受益于他。1968年阿波罗8号从月球返航途中,地面指挥系统问现在是谁在驾驶飞船?飞船上的指令长博尔曼俏皮地回答说:“我想是牛顿在驾驶。”这说出了高科技时代的真相:是牛顿制定了现代科学的标准、创造了科学的世界图景。我们全都生活在他为我们开辟的物理世界之中。



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