#我們的2030#在人類(lèi)文明的長(zhǎng)河里,總有一些靈魂,以其極致的專(zhuān)注與天賦,在混沌的未知中劈開(kāi)一道光亮,讓后世得以沿著這道光亮,重新審視世界的秩序與本質(zhì)。艾薩克·牛頓,便是這樣一位靈魂。我們談?wù)撍麜r(shí),往往習(xí)慣于將他神化,將他與蘋(píng)果落地的傳說(shuō)、與那些改變世界的公式綁定,仿佛他生來(lái)就是為了破解宇宙的密碼,仿佛他的一生都沐浴在智慧的榮光里,毫無(wú)塵埃與褶皺。可事實(shí)上,他只是一個(gè)凡人,一個(gè)生于苦難、長(zhǎng)于孤寂,在求知的道路上踽踽獨(dú)行,在榮耀與困頓中反復(fù)掙扎,最終將自己的生命與人類(lèi)的文明進(jìn)程緊緊纏繞在一起的凡人。他的一生,既有登峰造極的輝煌,也有不為人知的挫折;既有對(duì)真理的極致追求,也有對(duì)世俗榮耀的渴望;既有超越時(shí)代的智慧,也有局限于時(shí)代的迷茫。要真正讀懂牛頓,就不能只仰望他的成就,更要走進(jìn)他的生命,去看他如何從伍爾索普村的一個(gè)孱弱遺腹子,一步步走到劍橋的講堂,走到皇家學(xué)會(huì)的殿堂,走到歷史的豐碑之上,去看他在每一個(gè)人生節(jié)點(diǎn)的堅(jiān)守與彷徨、奮進(jìn)與退縮,去觸摸他靈魂深處的孤獨(dú)與熾熱。
1643年1月4日,按照格里高利歷,艾薩克·牛頓出生在英國(guó)英格蘭林肯郡伍爾索普村的伍爾索普莊園,一個(gè)普通的自耕農(nóng)家庭。而在當(dāng)時(shí)英格蘭所使用的舊歷法中,他的生日被記載為1642年的圣誕節(jié),這或許是命運(yùn)賦予他的第一個(gè)隱喻——在世俗的喧囂與宗教的莊嚴(yán)中,他將走出一條既關(guān)乎自然規(guī)律,又關(guān)乎精神信仰的道路。牛頓的出生,沒(méi)有帶來(lái)太多的喜悅,反而充滿(mǎn)了生存的危機(jī)。他的父親,也叫艾薩克·牛頓,在他出生前三個(gè)月便不幸離世,他成了一個(gè)遺腹子。更令人揪心的是,他出生時(shí)不足月,體重只有三磅,瘦弱得仿佛一陣風(fēng)就能吹走,接生婆和家里的親人都私下里擔(dān)憂(yōu),這個(gè)孩子恐怕難以活過(guò)襁褓之中。或許是命運(yùn)的憐憫,或許是骨子里潛藏著一股不屈的生命力,這個(gè)孱弱的嬰兒終究還是活了下來(lái),只是他的童年,自始至終都被孤寂與疏離包裹著。1646年,牛頓三歲那年,他的母親漢娜·艾斯庫(kù)改嫁,嫁給了巴納巴斯·史密斯牧師,隨后便住進(jìn)了新丈夫的家中,將年幼的牛頓托付給了他的外祖母瑪杰里·艾斯庫(kù)撫養(yǎng)。這種被母親拋棄的經(jīng)歷,像一道無(wú)形的傷疤,刻在了牛頓的童年里,也塑造了他一生孤僻、敏感、偏執(zhí)的性格。他很少與人交往,更不擅長(zhǎng)表達(dá)自己的情感,哪怕后來(lái)功成名就,身邊也幾乎沒(méi)有真正親密的朋友,一生未婚,將自己的大部分時(shí)間都投入到了研究之中,仿佛只有在與知識(shí)對(duì)話(huà)時(shí),他才能找到內(nèi)心的安寧。
五歲左右,牛頓在當(dāng)?shù)貗D女舉辦的免費(fèi)鄉(xiāng)村小學(xué)接受了早期教育,那段時(shí)光沒(méi)有太多值得稱(chēng)道的成績(jī),卻在他心中埋下了一顆好奇的種子——他對(duì)身邊的一切自然現(xiàn)象都充滿(mǎn)了疑問(wèn),為什么天空是藍(lán)色的?為什么日影會(huì)隨著四季變化?為什么樹(shù)葉會(huì)在秋天飄落?這些看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題,在當(dāng)時(shí)的人們看來(lái)不值一提,卻在牛頓的心里反復(fù)盤(pán)旋,成為他日后探索自然的最初動(dòng)力。1654年,牛頓離開(kāi)鄉(xiāng)村,進(jìn)入格蘭瑟姆國(guó)王中學(xué)就讀,這是他人生中第一次真正意義上接觸到系統(tǒng)的知識(shí)教育,也是他的天賦第一次得以顯現(xiàn)。在中學(xué)期間,牛頓的學(xué)習(xí)成績(jī)十分突出,尤其是在數(shù)學(xué)和自然科學(xué)方面,展現(xiàn)出了遠(yuǎn)超同齡人的悟性。但他的天賦,不僅僅體現(xiàn)在書(shū)本知識(shí)上,更體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)方面。他癡迷于動(dòng)手制作,按照約翰·貝特所著的《自然與工藝的神秘》一書(shū)中的內(nèi)容,制作出了許多精妙的模型——有由老鼠拉動(dòng)的風(fēng)車(chē)模型,有能準(zhǔn)確顯示時(shí)間的日晷,還有在夜晚能夠發(fā)光的紙燈籠。這些小小的發(fā)明,看似幼稚,卻蘊(yùn)含著牛頓對(duì)力學(xué)、光學(xué)等知識(shí)的初步探索,也鍛煉了他的動(dòng)手能力和邏輯思維能力。
在格蘭瑟姆國(guó)王中學(xué)讀書(shū)期間,牛頓寄宿在一家藥房的樓上,藥房老板十分寬厚,允許他觀摩自己售賣(mài)藥品、配制藥方的過(guò)程。正是這段經(jīng)歷,讓牛頓第一次接觸到了化學(xué)知識(shí),在他的“摩根筆記簿”中,詳細(xì)記載了超過(guò)兩百種人類(lèi)疾病和對(duì)應(yīng)的藥方,這份筆記,不僅見(jiàn)證了他的好奇心,更體現(xiàn)了他嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的做事風(fēng)格——這種風(fēng)格,貫穿了他的一生,無(wú)論是做實(shí)驗(yàn),還是研究理論,他都力求精準(zhǔn),不允許有絲毫的馬虎。中學(xué)時(shí)期的牛頓,還曾寫(xiě)下一首名為《三頂冠冕》的詩(shī)歌,詩(shī)中寫(xiě)道:“世俗的冠冕啊,我鄙視他如同腳下的塵土……”,這首詩(shī),字字句句都流露著他對(duì)世俗榮耀的輕視,以及獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)的堅(jiān)定志向。那時(shí)的他,或許還不知道,自己未來(lái)將會(huì)獲得世俗世界所能給予的最高榮耀,只是在他的心中,知識(shí)與真理,遠(yuǎn)比名利更加重要。
1659年10月,一場(chǎng)突如其來(lái)的變故打斷了牛頓的求學(xué)之路。他的母親漢娜·艾斯庫(kù)在史密斯牧師病故后,攜帶著與史密斯所生的一子二女回到了伍爾索普村,她希望牛頓能夠放棄學(xué)業(yè),回到莊園務(wù)農(nóng),幫助家里打理事務(wù)。孝順的牛頓順從了母親的意愿,離開(kāi)了格蘭瑟姆國(guó)王中學(xué),回到了鄉(xiāng)村,過(guò)上了日出而作、日落而息的農(nóng)耕生活。可這份生活,對(duì)于癡迷于知識(shí)的牛頓來(lái)說(shuō),無(wú)疑是一種煎熬。據(jù)他的同儕后來(lái)回憶,耕作工作讓牛頓相當(dāng)不快樂(lè),他常常在田間地頭發(fā)呆,腦海里想的不是莊稼的長(zhǎng)勢(shì),而是那些未解開(kāi)的科學(xué)難題。他會(huì)在耕地的間隙,拿出紙筆演算數(shù)學(xué)公式;會(huì)在夜晚,借著微弱的燈光閱讀書(shū)籍,常常讀到深夜。這種對(duì)知識(shí)的渴望,讓他無(wú)法安心于農(nóng)耕生活,而他的天賦,也絕不該被埋沒(méi)在田間地頭。幸運(yùn)的是,格蘭瑟姆國(guó)王中學(xué)的校長(zhǎng)亨利·斯托克斯十分賞識(shí)牛頓的才華,他深知這個(gè)孩子是可塑之才,于是多次前往伍爾索普村,勸說(shuō)牛頓的母親,希望她能夠允許牛頓回到學(xué)校,繼續(xù)完成學(xué)業(yè)。與此同時(shí),牛頓的舅父威廉·艾斯庫(kù)也極力勸說(shuō)漢娜,認(rèn)為牛頓天生就是做學(xué)問(wèn)的料,務(wù)農(nóng)只會(huì)浪費(fèi)他的天賦。在校長(zhǎng)和舅父的反復(fù)勸說(shuō)下,漢娜終于改變了主意,允許牛頓回到格蘭瑟姆國(guó)王中學(xué),完成最后一年的學(xué)業(yè),并支持他考取大學(xué)。
1661年6月5日,牛頓以減費(fèi)生的身份進(jìn)入了劍橋大學(xué)三一學(xué)院。所謂減費(fèi)生,就是需要通過(guò)為學(xué)院做雜務(wù),比如打掃衛(wèi)生、整理書(shū)籍、為教授服務(wù)等,來(lái)減免一部分學(xué)費(fèi),勉強(qiáng)維持學(xué)業(yè)。在當(dāng)時(shí)的劍橋大學(xué),減費(fèi)生的地位很低,常常會(huì)受到其他貴族學(xué)生的歧視和排擠,但牛頓對(duì)此毫不在意,他將所有的精力都投入到了學(xué)習(xí)之中,仿佛外界的一切喧囂,都與他無(wú)關(guān)。那時(shí)的劍橋大學(xué),教學(xué)內(nèi)容主要基于亞里士多德的學(xué)說(shuō),這些學(xué)說(shuō)在當(dāng)時(shí)被視為正統(tǒng),卻也存在著許多局限。牛頓并沒(méi)有盲目迷信權(quán)威,而是在學(xué)習(xí)亞里士多德學(xué)說(shuō)的同時(shí),廣泛閱讀了當(dāng)時(shí)歐洲最前沿的科學(xué)著作——他讀了開(kāi)普勒的《光學(xué)》,了解了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;讀了笛卡兒的《幾何學(xué)》《哲學(xué)原理》,接觸到了解析幾何和機(jī)械論哲學(xué);讀了伽利略的《兩大世界體系的對(duì)話(huà)》,接受了日心說(shuō)的觀點(diǎn);還讀了胡克的《顯微圖集》,以及英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的歷史和早期的《哲學(xué)學(xué)報(bào)》。這些書(shū)籍,像一扇扇窗戶(hù),為牛頓打開(kāi)了一個(gè)全新的世界,讓他看到了傳統(tǒng)學(xué)說(shuō)之外的廣闊天地,也讓他開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)的權(quán)威產(chǎn)生了質(zhì)疑,萌生了自己探索真理的想法。
進(jìn)入三一學(xué)院18個(gè)月后,牛頓遇到了他一生之中最重要的導(dǎo)師——艾薩克·巴羅。巴羅是當(dāng)時(shí)劍橋大學(xué)著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家,他學(xué)識(shí)淵博,思想開(kāi)明,一眼就發(fā)現(xiàn)了牛頓身上的天賦。巴羅并沒(méi)有因?yàn)榕nD是減費(fèi)生而輕視他,反而對(duì)他悉心教導(dǎo),將自己的知識(shí)毫無(wú)保留地傳授給了牛頓,還引導(dǎo)他走向了自然科學(xué)的研究之路。在巴羅的指導(dǎo)下,牛頓系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了算術(shù)、三角、歐幾里得的《幾何原理》,夯實(shí)了自己的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),同時(shí)也開(kāi)始涉足光學(xué)、力學(xué)等領(lǐng)域的研究。除了導(dǎo)師的指導(dǎo),牛頓在劍橋期間,還遇到了一個(gè)陪伴他超過(guò)二十年的室友——約翰·威金。威金與牛頓志同道合,兩人常常一起探討學(xué)術(shù)問(wèn)題,一起閱讀書(shū)籍,一起做實(shí)驗(yàn),這份友誼,成為了牛頓孤寂人生中為數(shù)不多的溫暖。在威金的陪伴下,牛頓的學(xué)習(xí)和研究更加順利,他的思維也變得更加開(kāi)闊,常常能夠從不同的角度思考問(wèn)題,提出獨(dú)特的見(jiàn)解。
1665年,牛頓順利獲得了文學(xué)學(xué)士學(xué)位,正當(dāng)他準(zhǔn)備繼續(xù)深造,在學(xué)術(shù)道路上更進(jìn)一步時(shí),一場(chǎng)突如其來(lái)的災(zāi)難席卷了整個(gè)英國(guó)——黑死病爆發(fā)了。這場(chǎng)瘟疫來(lái)勢(shì)洶洶,迅速蔓延到了劍橋,為了防止瘟疫擴(kuò)散,劍橋大學(xué)被迫關(guān)閉,所有的學(xué)生和教授都被要求離校躲避瘟疫。牛頓也不得不離開(kāi)劍橋,回到了伍爾索普村,開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)兩年的隱居生活。沒(méi)有人能夠想到,這段看似困頓的隱居時(shí)光,竟然成為了牛頓一生之中最具創(chuàng)造力的時(shí)期,被后世稱(chēng)為“奇跡之年”。在這兩年里,牛頓沒(méi)有受到外界的干擾,也沒(méi)有繁重的雜務(wù)纏身,他將所有的時(shí)間和精力都投入到了科學(xué)研究之中,仿佛進(jìn)入了一種忘我的境界。他常常一個(gè)人坐在蘋(píng)果樹(shù)下,思考著重力的問(wèn)題——為什么蘋(píng)果會(huì)落到地上,而不是飛向天空?這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題,讓他陷入了深深的沉思,也為他后來(lái)發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律埋下了伏筆。
在這段隱居時(shí)光里,牛頓在數(shù)學(xué)、光學(xué)、天體力學(xué)等領(lǐng)域都取得了突破性的進(jìn)展。1665年初,他創(chuàng)立了級(jí)數(shù)近似法,以及把任何冪的二項(xiàng)式化為一個(gè)級(jí)數(shù)的規(guī)則,這是他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的第一個(gè)重大成果,為后來(lái)的微積分研究奠定了基礎(chǔ)。同年11月,他創(chuàng)立了正流數(shù)法,也就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的微分,解決了瞬時(shí)速度、切線(xiàn)等一系列數(shù)學(xué)難題;1666年1月,他開(kāi)始研究顏色理論,通過(guò)三棱鏡實(shí)驗(yàn),將白色光分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種單色光,又用第二個(gè)三棱鏡將七種單色光合成白光,這個(gè)實(shí)驗(yàn),徹底打破了當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為白色光是最純凈的光的傳統(tǒng)觀念,開(kāi)創(chuàng)了光譜學(xué)的先河;同年5月,他開(kāi)始研究反流數(shù)法,也就是積分,確立了微分和積分之間的互逆關(guān)系,完成了微積分發(fā)明中最關(guān)鍵的一步,為近代科學(xué)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具。除此之外,他還從開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律中推導(dǎo)出,使行星保持在它們軌道上的力,必定與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比,這一發(fā)現(xiàn),為萬(wàn)有引力定律的最終確立奠定了重要基礎(chǔ)。可以說(shuō),牛頓一生之中最重要的科學(xué)思想,幾乎都是在這兩年的隱居時(shí)光里孕育成形的,這段看似平凡的鄉(xiāng)村歲月,成為了他科學(xué)事業(yè)的起點(diǎn),也成為了人類(lèi)科學(xué)史上最輝煌的一段時(shí)光。
1667年,黑死病的疫情逐漸得到控制,劍橋大學(xué)重新開(kāi)放,牛頓回到了三一學(xué)院,并很快被選為選修課研究員,獲得了繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)。1668年,他取得了碩士學(xué)位,并晉升為專(zhuān)修課研究員,正式成為了劍橋大學(xué)的一名學(xué)術(shù)研究者。這一年9月,約翰·柯林斯寄給巴羅一本《對(duì)數(shù)的技巧》,巴羅將這本書(shū)交給了牛頓,牛頓在閱讀了書(shū)中墨卡托的論文后,立刻撰寫(xiě)了一篇題為《無(wú)限級(jí)數(shù)的分析》的論文。這篇論文極具學(xué)術(shù)價(jià)值,展現(xiàn)了牛頓在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的深厚造詣,但牛頓卻十分謙遜,甚至有些孤僻,他不愿意讓巴羅通過(guò)柯林斯或任何人發(fā)表這篇論文,直到1711年,這篇論文才正式付印,此時(shí)距離論文撰寫(xiě)完成,已經(jīng)過(guò)去了四十三年。這種對(duì)名利的淡然,對(duì)學(xué)術(shù)的純粹追求,貫穿了牛頓的一生,也讓他能夠在紛繁復(fù)雜的世界里,保持內(nèi)心的平靜,專(zhuān)注于自己的研究。
1669年10月29日,在巴羅的主動(dòng)讓賢下,尚未滿(mǎn)27歲的牛頓,成為了劍橋大學(xué)第二任盧卡斯數(shù)學(xué)講座教授。盧卡斯數(shù)學(xué)講座教授是當(dāng)時(shí)劍橋大學(xué)最具聲望的學(xué)術(shù)職位之一,能夠獲得這個(gè)職位,足以證明牛頓在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的成就已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可。巴羅的讓賢,不僅是對(duì)牛頓天賦和才華的肯定,更是對(duì)他未來(lái)發(fā)展的期許,而牛頓也沒(méi)有辜負(fù)巴羅的期望,在擔(dān)任盧卡斯講座教授期間,他兢兢業(yè)業(yè),認(rèn)真授課,同時(shí)也沒(méi)有停止自己的研究工作,先后向劍橋大學(xué)圖書(shū)館繳存了關(guān)于光學(xué)、算術(shù)與代數(shù)、《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》第一卷絕大部分內(nèi)容以及《宇宙體系》等講稿,這些講稿,后來(lái)都成為了近代科學(xué)史上的重要文獻(xiàn)。在授課過(guò)程中,牛頓注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,他常常帶著學(xué)生做實(shí)驗(yàn),用直觀的方式向?qū)W生傳授科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)了一批又一批優(yōu)秀的科學(xué)人才,為英國(guó)乃至世界的科學(xué)發(fā)展注入了新的活力。
1671年,牛頓制成了第二架反射式望遠(yuǎn)鏡,這架望遠(yuǎn)鏡相較于當(dāng)時(shí)流行的折射式望遠(yuǎn)鏡,具有成像清晰、體積小巧、不易產(chǎn)生色差等優(yōu)點(diǎn),極大地推動(dòng)了光學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展。同年,牛頓在皇家學(xué)會(huì)上展示了這架反射式望遠(yuǎn)鏡,立刻引起了轟動(dòng),皇家學(xué)會(huì)的成員們對(duì)這架望遠(yuǎn)鏡贊不絕口,也對(duì)牛頓的才華給予了高度評(píng)價(jià)。皇家學(xué)會(huì)的興趣,鼓勵(lì)了牛頓發(fā)表他關(guān)于色彩的筆記,這些筆記后來(lái)被不斷擴(kuò)充,最終形成了《光學(xué)》一書(shū)。1672年2月6日,牛頓在皇家學(xué)會(huì)宣讀了他第一次發(fā)表的論文《白色光的組成》,這篇論文詳細(xì)闡述了他的顏色理論,刊于《哲學(xué)學(xué)報(bào)》,此后,他又發(fā)表了一系列關(guān)于光與色的信件,進(jìn)一步完善了自己的光學(xué)理論。然而,就在牛頓的學(xué)術(shù)事業(yè)逐漸步入正軌,開(kāi)始獲得學(xué)術(shù)界認(rèn)可的時(shí)候,挫折也隨之而來(lái)。他的顏色理論發(fā)表后,遭到了許多學(xué)者的質(zhì)疑和反對(duì),其中最激烈的反對(duì)者,就是當(dāng)時(shí)皇家學(xué)會(huì)的實(shí)驗(yàn)主任羅伯特·胡克。
胡克是當(dāng)時(shí)英國(guó)著名的科學(xué)家,在光學(xué)、力學(xué)等領(lǐng)域也有很高的成就,他堅(jiān)持認(rèn)為,白色光是一種單一的光,顏色是由光的折射產(chǎn)生的,與牛頓的顏色理論截然不同。胡克不僅公開(kāi)反對(duì)牛頓的理論,還在皇家學(xué)會(huì)的會(huì)議上多次質(zhì)疑牛頓的實(shí)驗(yàn),甚至指責(zé)牛頓的理論是抄襲而來(lái)。面對(duì)胡克的質(zhì)疑和指責(zé),牛頓沒(méi)有選擇沉默,也沒(méi)有選擇妥協(xié),他用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)和精準(zhǔn)的計(jì)算,一次次反駁胡克的觀點(diǎn),捍衛(wèi)自己的理論。但這場(chǎng)爭(zhēng)論,也讓牛頓感受到了學(xué)術(shù)界的復(fù)雜與殘酷,他本就孤僻的性格,變得更加內(nèi)斂,甚至有些偏執(zhí)。他不愿意再卷入這種無(wú)謂的爭(zhēng)論之中,于是逐漸減少了與皇家學(xué)會(huì)的交流,將更多的時(shí)間和精力投入到了自己的研究之中,甚至拒絕發(fā)表自己的研究成果,害怕再次遭到質(zhì)疑和攻擊。這場(chǎng)與胡克的爭(zhēng)論,持續(xù)了很多年,直到胡克去世,這場(chǎng)爭(zhēng)論才逐漸平息,而牛頓的顏色理論,也最終被學(xué)術(shù)界所認(rèn)可,成為了光學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論。
除了與胡克的爭(zhēng)論,牛頓在學(xué)術(shù)道路上還遇到了另一個(gè)重大的挫折——微積分的發(fā)明權(quán)之爭(zhēng)。在牛頓創(chuàng)立微積分的同時(shí),德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨也獨(dú)立創(chuàng)立了微積分,兩人幾乎是同時(shí)完成了這一偉大的發(fā)明,但由于牛頓的研究成果沒(méi)有及時(shí)發(fā)表,而萊布尼茨在1684年率先發(fā)表了關(guān)于微積分的論文,因此,關(guān)于微積分的發(fā)明權(quán),引發(fā)了一場(chǎng)激烈的爭(zhēng)論。這場(chǎng)爭(zhēng)論,不僅涉及到牛頓和萊布尼茨兩個(gè)人,還涉及到了英國(guó)和德國(guó)的學(xué)術(shù)界,雙方各執(zhí)一詞,互不相讓?zhuān)瑺?zhēng)論持續(xù)了很多年,甚至在牛頓和萊布尼茨去世后,這場(chǎng)爭(zhēng)論依然沒(méi)有平息。牛頓在這場(chǎng)爭(zhēng)論中,表現(xiàn)出了他性格中偏執(zhí)、記仇的一面,他親自撰寫(xiě)文章,指責(zé)萊布尼茨抄襲自己的研究成果,還組織自己的學(xué)生和支持者,對(duì)萊布尼茨進(jìn)行攻擊,試圖捍衛(wèi)自己的發(fā)明權(quán)。這場(chǎng)爭(zhēng)論,雖然最終沒(méi)有得出一個(gè)明確的結(jié)論,但也讓人們看到了牛頓性格中的缺陷,看到了這位科學(xué)巨匠背后的凡人一面。
盡管遭遇了諸多挫折,但牛頓并沒(méi)有放棄自己的研究,他依然堅(jiān)守在學(xué)術(shù)的道路上,不斷探索,不斷突破。1684年初,牛頓寫(xiě)出了論文《論軌道上物體的運(yùn)動(dòng)》,在這篇論文中,他證明了天上與地上的物體服從完全同樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,引力的存在使得行星及其衛(wèi)星必定沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)。這篇論文,成為了他撰寫(xiě)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的重要準(zhǔn)備,也標(biāo)志著他的天體力學(xué)研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段。1684年11月或12月,在埃德蒙·哈雷的勸說(shuō)和資助下,牛頓正式著手撰寫(xiě)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)。哈雷是牛頓的好友,也是當(dāng)時(shí)著名的天文學(xué)家,他深知牛頓的研究成果的重要性,于是主動(dòng)勸說(shuō)牛頓將自己的研究成果整理成書(shū),并為牛頓提供了資金支持,幫助他完成了這本書(shū)的撰寫(xiě)和出版。
從1685年到1687年,牛頓花費(fèi)了兩年多的時(shí)間,終于完成了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》第一到第三卷的撰寫(xiě),并將其提交至皇家學(xué)會(huì)。1687年7月5日,《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》全部印畢,正式出版。這本書(shū),是經(jīng)典力學(xué)的研究綱領(lǐng),也是近代科學(xué)史上最偉大的著作之一,它用數(shù)學(xué)的和公理化的體系,包容了經(jīng)驗(yàn)和觀察數(shù)據(jù),系統(tǒng)地闡述了牛頓運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律,奠定了此后三個(gè)世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點(diǎn),成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。在這本書(shū)中,牛頓定義了時(shí)間、空間、作用、力以及運(yùn)動(dòng)等基本概念,以公理形式提出了慣性定律、動(dòng)量的改變與作用力成正比的定律、作用與反作用定律這三條運(yùn)動(dòng)定律,隨后又運(yùn)用這些定律,結(jié)合萬(wàn)有引力定律,探討了太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng),解釋了行星的軌道運(yùn)動(dòng)、月球的公轉(zhuǎn)、潮汐的成因等一系列自然現(xiàn)象。這本書(shū)的出版,徹底改變了人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)知,將人類(lèi)的理性推向了一個(gè)新的高度,也讓牛頓的名字,永遠(yuǎn)鐫刻在了人類(lèi)文明的史冊(cè)之上。
《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》出版后,牛頓的學(xué)術(shù)聲譽(yù)達(dá)到了頂峰,他成為了當(dāng)時(shí)世界上最著名的科學(xué)家,受到了學(xué)術(shù)界和世俗社會(huì)的廣泛贊譽(yù)。1689年,牛頓當(dāng)選為代表劍橋大學(xué)的議員,開(kāi)始涉足政治領(lǐng)域,但他并不擅長(zhǎng)政治,也不喜歡政治的爾虞我詐,在擔(dān)任議員期間,他很少發(fā)言,也沒(méi)有提出任何有影響力的議案,僅僅是履行了自己的基本職責(zé)。1696年,在他的學(xué)生、財(cái)政大臣查爾斯·蒙塔古的舉薦下,牛頓被任命為皇家鑄幣廠主管,隨后移居倫敦,結(jié)束了他在劍橋大學(xué)長(zhǎng)達(dá)三十五年的學(xué)術(shù)生涯。對(duì)于牛頓來(lái)說(shuō),這是一次重大的人生轉(zhuǎn)折,他從一個(gè)專(zhuān)注于學(xué)術(shù)研究的學(xué)者,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)政府官員,開(kāi)始涉足金融和管理領(lǐng)域。
當(dāng)時(shí)的英國(guó),貨幣體系面臨著嚴(yán)重的危機(jī):貨幣嚴(yán)重貶值,假幣泛濫,大約有20%的流通貨幣是假幣,白銀外流嚴(yán)重,整個(gè)貨幣市場(chǎng)一片混亂,嚴(yán)重影響了英國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。牛頓上任后,并沒(méi)有因?yàn)樽约菏且晃豢茖W(xué)家,就對(duì)貨幣管理工作束手無(wú)策,相反,他將自己嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的做事風(fēng)格,以及在化學(xué)、冶金學(xué)方面的知識(shí),充分運(yùn)用到了鑄幣廠的工作之中。他采取了一系列雷霆手段,整頓貨幣市場(chǎng):首先,他推動(dòng)重鑄貨幣,在兩年內(nèi)重鑄了全部銀幣,建立了統(tǒng)一的貨幣純度標(biāo)準(zhǔn),確保了貨幣的質(zhì)量;其次,他建立了完善的線(xiàn)人網(wǎng)絡(luò),親自化妝潛入黑市調(diào)查,嚴(yán)厲打擊假幣制造和流通,甚至親自審訊造假者,對(duì)造假者采取嚴(yán)刑峻法,在他任職期間,共有28名造假者被送上絞刑架;此外,他還通過(guò)研究金屬的特性,改進(jìn)了鑄幣工藝,提高了鑄幣的效率和質(zhì)量。牛頓曾說(shuō):“造假者就像偏離軌道的行星,必須用法律的引力將其拉回正軌。”這句話(huà),既體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)規(guī)律的堅(jiān)守,也體現(xiàn)了他在管理工作中的堅(jiān)定決心。
在皇家鑄幣廠的工作中,牛頓展現(xiàn)出了驚人的管理才能和執(zhí)行力,他的一系列改革措施,使得英國(guó)的貨幣體系逐漸恢復(fù)穩(wěn)定,為后來(lái)英國(guó)的工業(yè)革命奠定了堅(jiān)實(shí)的金融基礎(chǔ)。1699年,牛頓升任皇家鑄幣廠廠長(zhǎng),一直任職到他去世。在擔(dān)任廠長(zhǎng)期間,他還做出了一個(gè)重要的決定——用黃金代替白銀與英鎊掛鉤,這一決定,確立了英國(guó)的金本位制度,牛頓也因此被譽(yù)為“金本位之父”。擔(dān)任鑄幣廠廠長(zhǎng)后,牛頓的收入大幅提高,年薪達(dá)到了2000英鎊,相當(dāng)于現(xiàn)在的200萬(wàn)英鎊,成為了英國(guó)收入最高的公務(wù)員之一,徹底擺脫了早年的貧困,過(guò)上了富足的生活。但他并沒(méi)有因?yàn)槲镔|(zhì)生活的富足,就放棄自己的研究,在繁忙的工作之余,他依然堅(jiān)持研究光學(xué)、神學(xué)等領(lǐng)域的問(wèn)題,從未停止過(guò)求知的腳步。
1699年2月,牛頓被選為巴黎科學(xué)院外籍院士,同年11月30日,又被選為皇家學(xué)會(huì)理事會(huì)理事;1703年11月30日,牛頓當(dāng)選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng),任職長(zhǎng)達(dá)24年之久。在擔(dān)任皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)期間,牛頓以鐵腕手段控制著皇家學(xué)會(huì),他整頓了學(xué)會(huì)的風(fēng)氣,規(guī)范了學(xué)會(huì)的運(yùn)作,從會(huì)員處獲得了經(jīng)常性的捐款,使瀕于破產(chǎn)的皇家學(xué)會(huì)恢復(fù)了償付能力。他還積極推動(dòng)學(xué)術(shù)交流和科學(xué)研究,鼓勵(lì)會(huì)員們開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究,推廣科學(xué)知識(shí),使得皇家學(xué)會(huì)成為了當(dāng)時(shí)世界上最具影響力的科學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)體之一。但與此同時(shí),牛頓的偏執(zhí)和專(zhuān)斷也在這段時(shí)期表現(xiàn)得淋漓盡致,他常常憑借自己的權(quán)威,壓制不同的觀點(diǎn),排擠那些與自己意見(jiàn)不合的學(xué)者,其中就包括英國(guó)皇家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)弗拉姆斯蒂德。弗拉姆斯蒂德是現(xiàn)代精密天文觀測(cè)的開(kāi)拓者,他曾為牛頓提供了大量的月球觀測(cè)數(shù)據(jù),幫助牛頓修改和完善了萬(wàn)有引力定律,但牛頓不僅不感激,還表現(xiàn)出了對(duì)弗拉姆斯蒂德的不尊重,甚至利用自己的職權(quán),強(qiáng)行獲取弗拉姆斯蒂德的觀測(cè)資料,兩人最終交惡,這段經(jīng)歷,也成為了牛頓人生中的一個(gè)污點(diǎn)。
1701年11月26日,牛頓第二次當(dāng)選為代表劍橋大學(xué)的議員;同年12月10日,他辭去了劍橋大學(xué)盧卡斯講座教授的職務(wù),不久后又辭去了三一學(xué)院評(píng)議員的職務(wù),徹底告別了學(xué)術(shù)教育領(lǐng)域,將更多的精力投入到了皇家鑄幣廠和皇家學(xué)會(huì)的工作之中。1704年,牛頓出版了《光學(xué)》英文版,這本書(shū)是他在光學(xué)領(lǐng)域研究成果的總結(jié),其中包含了16個(gè)問(wèn)題,以及兩個(gè)數(shù)學(xué)附錄——《三次曲線(xiàn)枚舉》和《求曲線(xiàn)的面積》。《光學(xué)》一書(shū),與《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一樣,成為了近代科學(xué)史上的重要著作,書(shū)中論述的光本性及其微粒說(shuō),在直到19世紀(jì)初,都一直是光學(xué)領(lǐng)域的主流學(xué)說(shuō),對(duì)后來(lái)的光學(xué)研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。1705年,牛頓受安娜女王封爵,被冊(cè)封為爵士,成為了英國(guó)歷史上第一個(gè)自然哲學(xué)家爵士,躋身貴族行列,獲得了世俗世界所能給予的最高榮耀。此時(shí)的牛頓,已經(jīng)功成名就,享譽(yù)世界,成為了人們心中的“科學(xué)之神”。
然而,在榮耀的背后,牛頓的內(nèi)心卻充滿(mǎn)了孤獨(dú)和迷茫。他一生未婚,沒(méi)有子女,身邊也沒(méi)有真正親密的朋友,雖然獲得了無(wú)數(shù)的榮譽(yù)和財(cái)富,但他始終無(wú)法擺脫童年時(shí)期被拋棄的陰影,無(wú)法真正感受到溫暖和幸福。晚年的牛頓,將自己的大部分時(shí)間都投入到了神學(xué)研究之中,他留下的神學(xué)手稿超過(guò)150萬(wàn)字,內(nèi)容包括圣經(jīng)年代學(xué)考證、古代神廟研究、預(yù)言解讀等。在牛頓看來(lái),宇宙是上帝設(shè)計(jì)的精密機(jī)器,自然規(guī)律是上帝意志的體現(xiàn),科學(xué)研究的目的,不僅僅是發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律,更是為了理解上帝的偉大,尋找規(guī)律背后的設(shè)計(jì)者。他試圖通過(guò)神學(xué)研究,找到“第一推動(dòng)力”,解釋宇宙的起源,解開(kāi)自己心中的疑惑。這種對(duì)神學(xué)的癡迷,在現(xiàn)在看來(lái),或許有些不可思議,但在當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景下,卻是一種必然——牛頓生活的時(shí)代,基督教是歐洲的主流信仰,神學(xué)思想深入人心,即便是最偉大的科學(xué)家,也無(wú)法擺脫神學(xué)的影響。牛頓的這種做法,既是對(duì)時(shí)代的妥協(xié),也是對(duì)自己內(nèi)心迷茫的一種慰藉。
晚年的牛頓,身體狀況逐漸變差,他變得越來(lái)越孤僻,越來(lái)越沉默,常常一個(gè)人坐在房間里,沉思著宇宙的奧秘和人生的意義。他的記憶力也逐漸衰退,常常忘記自己說(shuō)過(guò)的話(huà)、做過(guò)的事,但即便如此,他依然沒(méi)有放棄自己的研究,直到生命的最后一刻。1727年3月31日,艾薩克·牛頓在倫敦肯辛頓寓所與世長(zhǎng)辭,享年84歲。英國(guó)政府為他舉行了隆重的國(guó)葬,將他安葬于威斯敏斯特教堂,他成為了第一個(gè)獲此殊榮的科學(xué)家,與英國(guó)的國(guó)王、貴族、名人一起,長(zhǎng)眠于這座神圣的教堂之中,接受后世子孫的敬仰和緬懷。
在牛頓臨終前,他的友人曾問(wèn)他,如何看待自己的一生,牛頓平靜地說(shuō)道:“我不知道世人怎樣看我,但在我自己看來(lái),我不過(guò)像一個(gè)在海邊玩耍的孩子,為不時(shí)發(fā)現(xiàn)比尋常更光滑的石子或更美麗的貝殼而歡欣,而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海。”這句話(huà),既是牛頓的謙遜,也是他一生的真實(shí)寫(xiě)照。他一生都在追求真理,在未知的海洋中探索,雖然取得了登峰造極的成就,但他始終明白,自己所掌握的知識(shí),不過(guò)是真理之海中的滄海一粟,還有無(wú)數(shù)的奧秘,等待著人類(lèi)去發(fā)現(xiàn)。
縱觀牛頓的一生,他的出身平凡而苦難,童年孤寂而疏離,求學(xué)之路充滿(mǎn)了坎坷,學(xué)術(shù)道路上遭遇了諸多挫折,但他憑借著自己極致的天賦、堅(jiān)定的毅力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)、金融等多個(gè)領(lǐng)域都取得了劃時(shí)代的成就,改變了人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)知,推動(dòng)了人類(lèi)文明的進(jìn)步。他是科學(xué)革命的完成者,是現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人,是微積分的發(fā)明者之一,是光學(xué)理論的開(kāi)創(chuàng)者,是貨幣體系的改革者,是皇家學(xué)會(huì)的杰出領(lǐng)導(dǎo)者,他的成就,跨越了時(shí)代,影響了后世,直到今天,我們依然生活在牛頓塑造的世界里——我們乘坐的飛機(jī)遵循著他的運(yùn)動(dòng)定律,我們使用的GPS需要他的引力修正,我們看到的電視基于他的光學(xué)原理,我們使用的貨幣體系源自他的改革。
但牛頓并非完美無(wú)缺,他也有自己的性格缺陷——他孤僻、敏感、偏執(zhí)、記仇,他會(huì)因?yàn)閷W(xué)術(shù)觀點(diǎn)的不同,與同行交惡;他會(huì)因?yàn)榘l(fā)明權(quán)的爭(zhēng)論,不惜攻擊他人;他會(huì)憑借自己的權(quán)威,壓制不同的聲音。他一生都在追求真理,卻也無(wú)法擺脫世俗的欲望,他渴望榮譽(yù),渴望認(rèn)可,渴望被尊重,這些欲望,既推動(dòng)著他不斷前進(jìn),也讓他陷入了不必要的紛爭(zhēng)之中。他晚年癡迷于神學(xué),試圖尋找“第一推動(dòng)力”,這既是時(shí)代的局限,也是他內(nèi)心迷茫的體現(xiàn)——他能夠解開(kāi)宇宙的規(guī)律,卻無(wú)法解開(kāi)人生的困惑;他能夠掌控自然的力量,卻無(wú)法掌控自己的內(nèi)心。
但正是這種不完美,才讓牛頓變得更加真實(shí),更加可敬。他不是神,而是一個(gè)有血有肉、有喜有悲、有優(yōu)點(diǎn)有缺點(diǎn)的凡人,他只是一個(gè)將自己的一生都奉獻(xiàn)給了知識(shí)與真理的普通人。他用自己的一生證明,一個(gè)人,即便出身平凡,即便遭遇挫折,即便性格有缺陷,只要擁有堅(jiān)定的信念、極致的專(zhuān)注和不懈的努力,就能夠突破自身的局限,改變世界的軌跡。他的一生,是追求真理的一生,是堅(jiān)守?zé)釔?ài)的一生,是充滿(mǎn)坎坷卻也無(wú)比輝煌的一生。
如今,幾百年過(guò)去了,牛頓的名字依然被世人銘記,他的成就依然被世人敬仰,他的精神依然激勵(lì)著無(wú)數(shù)的人投身于科學(xué)研究之中。我們回望牛頓的一生,不僅僅是為了緬懷這位偉大的科學(xué)家,更是為了從他的身上,汲取前進(jìn)的力量——學(xué)習(xí)他對(duì)真理的執(zhí)著追求,學(xué)習(xí)他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的做事風(fēng)格,學(xué)習(xí)他在挫折面前不放棄的堅(jiān)定毅力,同時(shí),也學(xué)會(huì)包容他的缺陷,明白偉大與不完美可以共存,天才與凡人可以共生。
在人類(lèi)文明的長(zhǎng)河里,牛頓就像一顆璀璨的星辰,他用自己的光芒,照亮了人類(lèi)探索未知的道路,也讓我們明白,人類(lèi)的理性可以到達(dá)何等的高度,人類(lèi)的力量可以何等的強(qiáng)大。他的一生,是一部充滿(mǎn)傳奇色彩的史詩(shī),一部關(guān)于熱愛(ài)、堅(jiān)守、挫折與成功的史詩(shī),這部史詩(shī),將永遠(yuǎn)被世人傳頌,永遠(yuǎn)激勵(lì)著人類(lèi)不斷前進(jìn),不斷探索,在真理的海洋中,尋找更多更光滑的石子,更美麗的貝殼。
我們常常會(huì)想,如果沒(méi)有牛頓,人類(lèi)的科學(xué)發(fā)展會(huì)推遲多少年?如果沒(méi)有他的萬(wàn)有引力定律,沒(méi)有他的微積分,沒(méi)有他的光學(xué)理論,我們的世界會(huì)是什么樣子?或許,我們無(wú)法給出一個(gè)準(zhǔn)確的答案,但我們可以肯定的是,牛頓的出現(xiàn),是人類(lèi)文明的幸運(yùn),他用自己的一生,為人類(lèi)的科學(xué)事業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為人類(lèi)的進(jìn)步做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。他就像一座豐碑,矗立在人類(lèi)文明的歷史長(zhǎng)河之中,永遠(yuǎn)指引著我們前進(jìn)的方向;他就像一盞明燈,照亮了人類(lèi)探索未知的道路,永遠(yuǎn)激勵(lì)著我們追求真理,堅(jiān)守?zé)釔?ài)。
牛頓的一生,是孤獨(dú)的一生,也是輝煌的一生;是充滿(mǎn)挫折的一生,也是收獲滿(mǎn)滿(mǎn)的一生。他用自己的生命,詮釋了什么是熱愛(ài),什么是堅(jiān)守,什么是追求。他告訴我們,真正的偉大,不在于擁有多少榮譽(yù)和財(cái)富,而在于對(duì)真理的執(zhí)著追求,在于對(duì)人類(lèi)文明的無(wú)私奉獻(xiàn)。他的精神,將永遠(yuǎn)傳承下去,永遠(yuǎn)激勵(lì)著一代又一代的人,在科學(xué)的道路上,在人生的道路上,勇敢前行,永不言棄。
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