牛頓在他的“非典”時期

精讀推薦

書名:《難以企及的人物 》

作者:蔡天新

出版:廣西師范大學(xué)出版社

定價:20元

一個奇跡降臨在1642年(伽利略去世)的圣誕節(jié),在英格蘭偏僻的小村莊伍爾斯托帕誕生了一個男孩,他的名字叫艾薩克?牛頓。在他出生前兩個月他的父親就去世了,母親管理著丈夫留下來的農(nóng)莊。兩年以后,母親改嫁到了鄰村,小牛頓被交給祖母撫養(yǎng)。后來,他在低水平的鄉(xiāng)村學(xué)校里接受教育,除了對機械設(shè)計略有興趣以外,沒有顯露出任何特殊的才華。可是,牛頓還是勉強考取了劍橋大學(xué)三一學(xué)院,盡管他的歐幾里得幾何答卷有明顯的缺陷。他在大學(xué)里繼續(xù)默默無聞地學(xué)習(xí),很少受到老師們的鼓勵,有一次,他幾乎要改變方向,從自然科學(xué)轉(zhuǎn)向法律。幸好沒有,他得到了繼續(xù)深造的機會。

本來,牛頓可能和其他按部就班的研究生一樣,在教授的指點下循序漸進。可是因為倫敦流行的那場可怕的鼠疫,劍橋大學(xué)放假了,并且一放就是兩年。23歲的牛頓回到了自己的村莊伍爾斯托帕,那是在劍橋郡北面的林肯郡。牛頓在故鄉(xiāng)安靜地度過了1665年(費爾馬去世)和1666年,這使他有足夠的時間進行獨立思考。牛頓開始了數(shù)學(xué)、力學(xué)和光學(xué)上的一系列偉大發(fā)現(xiàn),他獲得了解決微積分問題的一般方法,觀察到太陽光的光譜分解,并提出了力學(xué)上的重要定律。假如法國哲學(xué)家伏爾泰的描述正確的話,牛頓是在自己農(nóng)莊的果園里,看見一只蘋果墜落時發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。多年以后,牛頓故鄉(xiāng)的一棵蘋果樹被移植到劍橋三一學(xué)院的門外,供游人瞻仰。

在牛頓的同母異父妹妹的后裔保存下來的一份牛頓手稿里,有這樣一段描述:

……這一切都是在1665與1666兩個瘟疫年份發(fā)生的事,在那些日子里,我正處于創(chuàng)造的旺盛時期,我對于數(shù)學(xué)和哲學(xué),比以后任何年代都更為用心。

兩年以后,牛頓回到劍橋,順利取得了碩士學(xué)位(那時碩士和博士的含義基本上是一致的,只是不同國家的不同名稱而已),并被選為三一學(xué)院的研究員。兩年以后,他的導(dǎo)師巴羅主動讓賢,年僅二十七歲的牛頓擔(dān)任了著名的盧卡斯講座教授。

其實,在接受高等教育之初,牛頓和成千上萬的大學(xué)生一樣,也沉迷于亞里士多德的學(xué)說。可是不久,他從社會傳聞而不是從課堂上了解到了笛卡兒的新哲學(xué),開始相信物理世界是由運動著的物質(zhì)粒子所組成的。即使在革命性較弱的數(shù)學(xué)領(lǐng)域,牛頓從學(xué)習(xí)笛卡兒的解析幾何入門,掌握了用代數(shù)方法解決幾何問題的方法,然后又轉(zhuǎn)回去學(xué)習(xí)經(jīng)典幾何學(xué)。為了避免伽利略所受的那種牢獄之苦,笛卡兒的《幾何學(xué)》是作為他的哲學(xué)著作《方法論》的附錄三出現(xiàn)的,因而不在正統(tǒng)的教科書之列。牛頓從中獲得啟示,得到了二項式定理,再借助費爾馬的畫切線方法,發(fā)明了微積分。

牛頓返回劍橋以后出于幼年時代產(chǎn)生的一種害怕批評的心理(他一直憎恨他的繼父),牛頓并沒有急于公布他的偉大發(fā)現(xiàn)。尤其是在他發(fā)表了一篇光學(xué)論文之后,立即遭到同行權(quán)威的責(zé)難和圍剿,這讓他大吃一驚,此后很長一段時間沒有公開發(fā)表論文。牛頓在萬有引力定律及其應(yīng)用方面的工作是在天文學(xué)家哈雷的勸告和催促下發(fā)表的,而包含微積分學(xué)理論在內(nèi)的數(shù)學(xué)名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(1687)則是在哈雷的協(xié)助編輯和資助下出版的。這里必須提及的是,1684年,身為牛津大學(xué)教授的哈雷主動來到劍橋,向年輕的牛頓請教行星運動的力學(xué)解釋,兩人由此建立起了深厚的友誼。

1701年,牛頓遷居倫敦,此前他已經(jīng)基本上放棄了學(xué)術(shù)生涯,擔(dān)任不列顛造幣廠廠長(后又擔(dān)任局長)。在以后的27年時間里,他沒有做任何科學(xué)研究,把時間奉獻給了自己缺乏創(chuàng)造力的神學(xué)研究,與此同時,認(rèn)認(rèn)真真地做好本職工作。據(jù)說,牛頓非常注意防止偽幣,成為偽幣制造者的死對頭,有一些人因此上了斷頭臺。按照女王伊麗莎白一世對三一學(xué)院院士所要求的那樣,牛頓終生未婚。事實上,他與女性接觸很少,除了母親,而母親當(dāng)年幾乎遺棄了他,因此母子關(guān)系也不是非常融洽。當(dāng)牛頓去世時,身邊只有與他同住的一個外甥女和她的丈夫。或許,我們可以這樣認(rèn)為,作為有史以來最偉大、最有影響力的科學(xué)家,牛頓一生的主要工作在他學(xué)生時代躲避鼠疫的那兩年時間里就已經(jīng)完成了。

蔡天新,浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系教授,詩人、作家。著有詩集《世界的海洋》、隨筆集《數(shù)字和玫瑰》、小回憶錄《毛時代的童年》等。入圍《新周刊》2003年度新銳榜“飄一代”代言人。