牛顿的凡尔赛人生

筱诗

牛顿的人生到底有多么凡尔赛呢？在著名天体物理学家卡尔萨根的《宇宙》这本书里就举了几个例子：1663年，20岁的牛顿去了斯陶尔布里奇集市，在那里买了本讲占星术的书，好奇里面写了什么。他读着读着，碰上了一幅不太明白的三角插图，所以就又买了一本三角学的书籍，很快，他就意识到自己还需要再理解一些几何原理，于是干脆就找来了欧几里得的《几何原本》，如饥似渴地读了起来。两年多之后，他发明了微积分。

1666年，23岁的牛顿这个时候还是剑桥大学的一个本科生，一场瘟疫把他困在了家乡小镇伍尔索普，与外界隔绝了将近一年。在此期间，他把所有精力都投入到科研。他發明了微积分，又探明了光的基本性质，为万有引力理论奠定了基础。后来有人问牛顿，他是怎么获得这些惊人发现的，牛顿的回答简单得出奇：

“就是想想而已。”

因为他的学术成果太牛了，意义之重大难以衡量，以至于让牛顿的剑桥导师艾萨克·巴罗主动让贤，辞去了数学教授的职务，改由牛顿来担任。

后来在牛顿40多岁时，他的仆人是这么描述他的：

我从不知道他有什么娱乐消遣，他不骑马、不散步、不打保龄球或者参加任何运动。他觉得时间不花在研究上就等于浪费。除了出门讲课，他从不离开房间……听他讲课的人不多，能理解的更少。因为没有听众，他常常只能对着空气朗读。

顺便说一句，《宇宙》这本书的作者卡尔萨根在1980年拍的科普纪录片《宇宙》的文字版本，不同的是书里做了比纪录片里更详尽的阐述，而且特别值得一提的一点是，这本书的语言非常有诗意。比如书里有这么一段：为什么世界各地的人们都这么痴迷于天文？这本书就是用一种散文化的语言讲述着太空里的故事，读的时候有一种难以言喻的美感。这是其他很多科普著作所没有的气质。

关于牛顿的生平经历，推荐大家看两本书，一本叫做《牛顿传》，作者詹姆斯·格雷克是国际知名的科普作家，是众多关于牛顿生平的著作中比较经典的一本，他在这本书里展示了很多牛顿的私人信件、未出版的作品和珍贵的史料图片。

这本书精彩之处在于，作者描绘了牛顿性格的复杂性，表现了作为一位科学天才内心的矛盾冲动和人格的微妙之处，让我们认识了牛顿既是“伟人”又是“怪人”的一生。

另一本叫做《牛顿的假发》（英国人戴假发的流行时尚传统大约始于十二世纪，上层社会将戴假发视为一种时尚，是出席正式场合或沙龙聚会时的正规打扮）。这本书里讲到牛顿也不是一直开挂，他也有走错路的时候，比如说他作为现代科学和理性科学的创始人，却在炼金实验和研究神学的事情上花费的时间远远多于从事自然科学的时间。因此，他的炼金和神学事业，最终都成了一场空。

我们再来说说，在今天看来牛顿定律已经被推翻了，仿佛已经过时了，为什么我们还要学习它？

在《发现宇宙——从爱因斯坦方程解出宇宙的一万种可能》这本书里有一个小故事：在2000年的时候，英国发起过一次活动，票选“一千年来最伟大的英国人”。主持人在节目中竭尽全力说服大家要特别重视经典文化与科学，比如说提醒大家不要把戴安娜王妃排到莎士比亚的前面，也不要把贝克汉姆排到达尔文的前面。有一份主流报纸考虑过要选牛顿，但是编辑并没有选他，给出的理由是“爱因斯坦已经证明牛顿的一些理论‘完全错了’”。

作者在这个小故事后面说了特别长的一段话：

“这一观点就折射出了当时大众对现代科学进程的一些误解。爱因斯坦的引力理论诞生，越来越多的细节得到实验验证，可这并不意味着牛顿的理论就成了一堆废纸。爱因斯坦的理论最终也会被取代，但我们不会丢弃它。爱因斯坦的思想延伸了牛顿理论，因此我们可以了解当引力变得很强、物体运动速度接近光速时会发生什么，而这种极端情况是牛顿理论无法处理的。不过，爱因斯坦理论在引力较弱、物体运动速度远低于光速的情况下跟牛顿理论非常相似，因此我们可以把牛顿理论视为爱因斯坦理论的一个有限的近似。”

我们可以说，爱因斯坦理论在应用范围和描述的情形上超越了牛顿理论，但牛顿理论仍然可以非常有效地描述我们低质量低速的日常生活，这就是为什么工程系的学生，学的仍然是牛顿定律，而我可以很有信心地保证，哪怕再过一千年，他们学的仍然会是牛顿定律。

同样的思路也可以用来理解牛顿力学与量子力学的关系。量子力学把我们对力学的理解延伸到了非常小的尺度和时间间隔范围内，可以用于理解质量极小的粒子与光子的运动，但只要让物质尺度扩大，量子力学也会越来越接近牛顿力学。

在物理学的发展过程中，新理论总是包含了旧理论的合理之处，在此基础上扩大了旧理论的应用范围，增加了可以精确描述的情形。新的理论并不会完全颠覆旧的理论，并将后者扔到历史的垃圾堆里。

当看到上面的这一段话的时候，看到作者这么极力地为牛顿和牛顿理论正名，我竟然有一丝感动，要知道这是一本专门介绍爱因斯坦方程的书，他本可以对牛顿理论一笔带过的，这对内容的完整性也没有什么影响。但是作者依然要为尊重科学、尊重科学家而正名、而多说几句，这一点非常打动人。

如果你想读一读牛顿的经典著作《原理》，那我推荐上海译文出版社出的一本《自然哲学的数学原理（导读注释版）》，可以帮助你更好地理解。如果是小朋友看的话，那么我推荐一本入门级读物，书名就叫做《牛顿》，是由三联书店出版的“图画通识丛书”漫画系列当中的一部。

最后，用牛顿去世前不久写的一段话作为结尾，他写道：“我不知道世人怎么看我；但我就像个在海边玩耍的儿童，为不时找到些漂亮卵石和贝壳而高兴不已，却对浩瀚的真理之海浑然不觉。”

责编：王晓静

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