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牛頓的正面、側面與背面

作者:由 光明磊落 發表于 繪畫時間:2022-01-26

在一份權威的“人類歷史上100位偉人”的評選中,牛頓僅次於默罕默德,位列第二,而排在第三位的是耶穌。和兩位宗教領袖並駕齊驅,可見牛頓在人類歷史發展中的重要作用。

英國傳記作家邁克爾·懷特的《牛頓傳》一書從豐富的史料和牛頓的手稿出發,綜合以往對牛頓的研究,為你還原這位偉大科學家的一生。

牛頓的正面、側面與背面

我們先來講一下,牛頓的正面。

所謂牛頓的正面是指牛頓作為一個科學家與管理者的正面形象。

牛頓的正面、側面與背面

圖片來自網路侵刪

1。出生與童年

牛頓出生於1642年的寒冬,是個早產兒,出生時身體非常孱弱,但他還是奇蹟般地活了下來。牛頓的父親老艾薩克·牛頓在他出生前兩個月就因病去世了,母親漢娜給他取了和父親同樣的名字,也叫艾薩克·牛頓。

在牛頓3歲時,他的母親再婚,牛頓在最需要母愛的時候,被迫與母親分離了8年,這導致他的性格孤僻,不愛與人打交道,更多的時候喜歡一個人看書和思考。

牛頓腦子非常好使,許多知識老師上課還沒有講,他就已經無師自通。他的動手能力也很強,自行設計並製造了許多做工極為精細的小玩意兒。但牛頓的母親希望兒子做個勤勞又安分守己的農夫,甚至還讓牛頓輟學一年給家裡幫工。好在在中學校長的勸說下,牛頓得以復學繼續讀書。

2。大學學習生涯

1660年末,18歲的牛頓透過入學考試,順利進入劍橋大學學習,這也成為他邁向科學殿堂的第一步。

牛頓入學時,屬於社會的底層,只能當減費生,給貴族和富家子弟服務。不過,牛頓算是比較幸運的,他被安排給一個叫三一學院的老師漢弗萊·巴賓頓做私人僕役,牛頓也因此得以進入劍橋最知名的三一學院學習。

在劍橋,牛頓對於自然哲學產生了濃厚的興趣。他熟讀了先人們關於自然哲學的經典著作。1665年春天,22歲的牛頓拿到了學士學位。學位讓他可以繼續留在劍橋,進行科學上的探索。

3。倫敦大瘟疫帶來的契機

1665年,倫敦大瘟疫爆發了,奪走了10萬人的生命,劍橋也受到了波及。於是,1665年底,牛頓回到了鄉下,直到1667年初才再次回到劍橋攻讀碩士學位。

由於一些研究員在此前的瘟疫中喪生,劍橋一下子空出了大量研究員名額。1667年,牛頓評上了研究員。瘟疫期間,他在鄉下認真思考數學和自然科學的許多問題,已經積累了學術爆發的能量。第二年,他又評上正研究員,這走上了自己的學術快車道。

4。牛頓的三大科學成就

(1)微積分的發明。牛頓被認為是微積分的發明人之一,他在瘟疫期間就開始研究這種方法,後來又進一步改進,命名為流數,流動的流。也因為他在數學上的突出貢獻,數學家巴羅推薦牛頓接任盧卡斯講座教授的職位。

(2)對光的本質的研究。牛頓設計了各種光學實驗。比如他讓太陽光透過三稜鏡,發現白光折射成了七種按順序排列的光線,稱為光譜,從而解開了顏色之謎。牛頓推斷,光是一種微粒,不同顏色的光微粒混合成了白光,這就是光的微粒說。透過對光的研究,牛頓當選了英國皇家學會院士,並發表了自己的第一篇論文《光與顏色的新理論》。

(3)提出萬有引力定律,建立起經典力學體系。這是牛頓對於科學的最大貢獻。牛頓關於力與運動的思考由來已久,但完整地著書表達自己的觀點,則是在40歲之後。在天文學家哈雷的鼓勵和幫助下,《自然哲學的數學原理》一書最終出版。這本書是用數學的語言,來描述世間萬物的力與運動,核心內容總結起來就是我們熟悉的牛頓運動三定律。

牛頓力學不僅是讓人類認識萬事萬物是怎麼運動的,還成為人們改變世界的基礎理論。每次科技革命,都是我們在認識力的基礎上,對不同形式力的馴服與應用。毫不誇張的說,牛頓的理論推動了人類歷史發展的程序。

5。進軍政界,發揮管理才能

1696年,54歲的牛頓從劍橋搬到了倫敦,出任了國會議員,同時兼任了皇家造幣廠廠長的職務,後來又升任皇家造幣廠總監。牛頓上任之後做的最重要的事,是改變貨幣混亂的貨幣流通局面,重新鑄造貨幣。為了保證新幣的質量,牛頓拿出了做科學研究的勁頭,事必躬親,逐一檢查各個環節。同時,他對偽幣制者進行了堅決打擊,保證了英國經濟恢復正常秩序。

1703年,牛頓當選了英國皇家學會主席。在任主席期間,他在倫敦市中心為皇家學會購買了第一處永久會所丹鶴庭,結束了皇家學會總是租用辦公地點,到處搬家的局面。

1705年,牛頓被冊封為爵士,受到眾人的景仰。

6。牛頓的晚年生活

牛頓晚年把自己的光學研究重新整理,出版了鉅著《光學》。另外,他還對《自然哲學的數學原理》進行修訂再版。

80歲之後,牛頓辭去了鑄幣工廠和皇家學會的職務,搬去倫敦西郊居住。1727年,一次出席了皇家學會的會議後,84歲的牛頓病倒了,半個月後便離開了人世,一代偉人就此隕落。

牛頓的正面、側面與背面

接下來我們聊聊牛頓的側面

牛頓的側面,是指原生家庭給他帶來的性格缺陷。

1。原生家庭帶來的陰影

牛頓是個遺腹子,母親在他3歲時就改嫁了。雖然8年後母親又回到了他的身邊,但這樣的原生家庭,不可避免地對牛頓幼小的心靈造成了巨大的影響。

2。對於財富和地位的看重

在牛頓看來,母親拋棄他改嫁正是為了財富和地位。只有有了財富和地位,才能讓他獲得安全感。他50歲以後,從政並掌管造幣廠,很大的原因也是他意識做科研來錢太慢,要想積累財富、獲得更高的社會地位,還需要換一條路。

3。對於女性的態度

母親拋棄他再婚還影響了牛頓日後對待女性的態度,這導致他無法與女性建立起親密關係,因此牛頓終身未婚,也沒有子女。

牛頓的個人感情世界一直是個謎,有研究者認為,牛頓曾經有過兩個同性密友。第一個是他的大學室友威金斯。兩人在畢業之後還一起住了20年,直到牛頓離開劍橋去了倫敦。另一個是小牛頓22歲的瑞士數學家法蒂奧,兩人維持了思念的親密關係。

4。與胡克與萊布尼茲的爭鬥

牛頓的童年讓他很容易和別人對立。他容不下別人一絲一毫的批評,經常對一點雞毛蒜皮的小事就懷恨在心。那些得罪了他的人,他必定毫不留情地進行打擊。這也讓牛頓一生樹敵頗多,一直陷於紛繁複雜的爭鬥,到死才停歇。

在當時的科學界,牛頓有兩個著名的“敵人”,胡克和萊布尼茨。他們的爭鬥也是近代科學史上最著名的爭鬥。

羅伯特·

胡克,英國科學家,又譯羅伯特·虎克(Robert Hooke,1635年7月18日-1703年3月3日),英國博物學家,發明家。1635年7月18日生於英國懷特島的弗雷斯沃特村,1703年3月3日卒於倫敦。在物理學研究方面,他提出了描述材料彈性的基本定律-胡克定律,在機械製造方面,他設計製造了真空泵,顯微鏡和望遠鏡,並將自己用顯微鏡觀察所得寫成《顯微術》一書,細胞一詞即由他命名。在新技術發明方面,他發明的很多裝置仍然在使用。除去科學技術,胡克還在城市設計和建築方面有著重要的貢獻。但由於與牛頓的爭論導致他去世後少為人知。胡克也因其興趣廣泛,貢獻重要而被某些科學史家稱為“倫敦的萊奧納多(達芬奇)”

引用自百度百科

據說,牛頓那句著名的“If I have seen further, it is by standing on the shoulders of giants(如果說我看得比別人更遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上。)”,實際上是諷刺胡克長得矮小。

從科學研究層面上講,牛頓和胡克確實有衝突之處。但他們更大沖突的起因還是因為他們個性不對盤,互相看不順眼。當牛頓發表論文《光與顏色的新理論》時,胡克是審稿人之一。胡克輕率地給了個不怎麼樣的結論,這極大地傷害了牛頓的自尊心,二人從此便結下了樑子。只要一方一有新成果發表,必定會引來對方的全力攻擊,他們根本就不在意對方的成果是不是真的對錯,只在乎能否找到對方成果裡的破綻。

1703年胡克去世之後,牛頓當選了皇家學會主席。一上任,他就迅速清除掉胡克留下的痕跡,導致接下來的幾百年裡,並沒有多少人瞭解胡克曾經為科學發展做出的貢獻。

牛頓和萊布尼茨的爭奪,則是因為微積分發明權之爭。

戈特弗裡德·威廉·萊布尼茨

(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646年7月1日-1716年11月14日),德國哲學家、數學家,是歷史上少見的通才,被譽為十七世紀的亞里士多德。他本人是一名律師,經常往返於各大城鎮,他許多的公式都是在顛簸的馬車上完成的,他也自稱具有男爵的貴族身份。萊布尼茨在數學史和哲學史上都佔有重要地位。在數學上,他和艾薩克·牛頓先後獨立發現了微積分,而且他所使用的微積分的數學符號被更廣泛的使用,萊布尼茨所發明的符號被普遍認為更綜合,適用範圍更加廣泛。萊布尼茨還發現並完善了二進位制。在哲學上,萊布尼茨的樂觀主義最為著名;他認為,“我們的宇宙,在某種意義上是上帝所創造的最好的一個”。他和笛卡爾、巴魯赫·斯賓諾莎被認為是十七世紀三位最偉大的理性主義哲學家。萊布尼茨在哲學方面的工作在預見了現代邏輯學和分析哲學誕生的同時,也顯然深受經院哲學傳統的影響,更多地應用第一性原理或先驗定義,而不是實驗證據來推導以得到結論。萊布尼茨在政治學、法學、倫理學、神學、哲學、歷史學、語言學等諸多方向都留下了著作。

後世認為,萊布尼茨和牛頓各自獨立發明了微積分,可是牛頓並不這麼認為。當牛頓聽說,萊布尼茲使用了和他發明的流數差不多的微積分後,就認為是有人把自己的成果洩露給了萊布尼茨,衝突由此而起,並持續了40年。

牛頓的正面、側面與背面

萊布尼茨畫像,幸虧生在德國,不然連張畫像也留不下來

牛頓過於自信,他認為自己的想法是獨特的,根本不可能有另一個頭腦會有同樣的想法,唯一的可能只能就是對手剽竊。1712年,牛頓還在英國專門成立了一個委員會,炮製了報告,判決自己才是微積分的真正發明人。

牛頓在晚年的時候不僅容不得他人的一絲侵犯,也一直致力於塑造並維護他自己的正面形象,尤其是在他授勳爵士之後。

牛頓的正面、側面與背面

最後我們講一下牛頓不為人所知的背面

作為科學家的牛頓,同時又是一個神學家和鍊金術師。大多數時候,這樣的身份被牛頓隱藏了,但它們確實又是牛頓一生的追求。

1。作為神學家的牛頓

牛頓的正面、側面與背面

圖片來自網路侵刪

牛頓從小就是一個虔誠的清教徒,對上帝和《聖經》一直懷有崇敬之情。牛頓晚年把大部分精力用於神學的研究。牛頓相信,他所認識的世間萬物的運動規律,背後的制定者一定是完美的上帝。

他醉心於年代學的研究,也就是考證《聖經》中記載的那些事情發生的具體時間,這項工作進行了長達50年,始終不停地修訂。他還對《聖經》中的預言進行了研究,計算了末日審判到來的時間。

2。作為鍊金術士的牛頓

牛頓的正面、側面與背面

牛頓的鍊金術手稿

鍊金術,在古代中國和歐洲都流行了上千年,它的理念是藉助神秘力量,比如用主觀意念,來獲得意想不到的物質,比如黃金。在牛頓所處的年代,鍊金術是被禁止的。不過很多人都痴迷於此,比如著名的化學家波意耳。

牛頓也相信,神秘的力量一定存在,雖然千百年來無數人失敗了,但總有一天這樣的神秘力量可以被人掌握。牛頓窮盡一生,秘密進行了多次煉製實驗。

實際上,神秘力量也被牛頓運用到了他的物理學體系當中來。萬有引力,其實也可以被看作是一種神秘力量。與其說牛頓從蘋果墜落獲得瞬間靈感,提出了萬有引力定律,不如說他長期從事鍊金術,有著根深蒂固的“神秘力量必定存在”的觀念,潛移默化中逐漸在頭腦中勾畫出了萬有引力定律,這一影響世界的科學理論。

牛頓鍊金術士的身份一直被隱藏。直到20世紀,牛頓大量關於鍊金術的手稿的重新曝光,才有機會讓人們瞭解牛頓鍊金術士的身份。

牛頓的正面、側面與背面