山水同盟

青山依舊在,幾度夕陽紅
個人資料
正文

細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的“恩怨情仇”,科學界也沒那麽簡單

(2020-09-04 07:40:21) 下一個

牛頓 生命時空初值=71707.51319(理性B)
胡克 生命時空初值=62500.68267(感性C)
心心相印指數=92.2941442%經典
心心相印指數=81.1434000%量子 

牛頓     生命時空初值=71707.51319(理性B)
萊布尼茲 生命時空初值=66455.44847(中A偏感)
心心相印指數=24.7428125%經典
心心相印指數=99.9999344%量子 

牛頓與胡克的指數偏低,兩人心靈不同,怨恨從來沒有消

除。

牛頓與萊布尼茲的指數不錯,心靈相通,所以,牛頓對萊布

尼茲比較大方。

相反,萊布尼茲有些心虛,反訴牛頓抄襲他的研究成果。

總起來講,牛頓對胡克有愧疚,因為胡克真的對牛頓的研究

有幫助,有提醒,有刺激。正因為如此,牛頓才避而不談。

同樣的,萊布尼茲的研究,很多來自牛頓的成果,所以,萊

布尼茲為了自己的名譽才反訴牛頓抄襲自己的,真的是有所

心虛,否則不會出此下策。

到了愛因斯坦和希爾伯特的優先權問題,希爾伯特很快站出

來支持愛因斯坦的優先權,避免了反目成仇,但是,希爾伯

特也不是吃素的,首先把場方程寫出來,置愛因斯坦於死

地,幸虧愛因斯坦受到激發而後生。科學研究的優先權充滿

凶險,就像現在的網絡發展,你跑不到最後,你就死在半路

上,而最後的勝利者,坐享其成,也包括死在半路上的許多

成果。

沃爾斯索普莊園(Wollthorpe Manor)                   牛頓的故鄉

Willen教區教堂,唯一一座完全由胡克設計且保存完好的建

築,被認為是早期英國巴洛克風格的典範

萊布尼茲故居

 

細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的“恩怨情仇”,科學界也沒那麽簡單

2018年01月24日 21:15 科學宇宙探索者作者:科學宇宙探索者

眾所周知,牛頓對萬有引力作出的貢獻是毋庸置疑的。我們隻看到了牛頓的偉岸形象,而光環下的人性我們從未謀麵,那些豐功偉績,我們暫且不論。來看看牛頓與胡克、萊布尼茨之間的“恩怨情仇”。

  細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的“恩怨情仇”,科學界也沒那麽簡單

  牛頓是家喻戶曉的科學家,作為同時代的人物,胡克的名氣雖然沒有牛頓的大,但是,在科學方麵的見解也非常有建樹的。據了解,在引力的發現前期,胡克先發現引力的大小和距離的平方成反比這一重要理論,並且毫不猶豫的把這一觀點跟牛頓分享,並且得到牛頓的認可。後來,牛頓無情地拒絕了胡克希望其在萬有引力定律上提名的要求。

  細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的“恩怨情仇”,科學界也沒那麽簡單

  在《自然哲學的數學原理》裏,牛頓直接忽略了胡克的貢獻,獨自享受成果。更可怕的是在胡克死後,牛頓理所當然地被評為英國皇家學會主席,肆意妄為,不僅毀滅了胡克的實驗室,而且銷毀了其唯一的肖像,這也是後人無法描撰胡克的樣貌的原因。這些幼稚的行為對牛頓來說隻是為了報私仇!胡克人走茶涼,雖然在眾多領域上均有涉獵,但是留給後人的也就隻有胡克定律。大家熟知的一句牛頓名言“我隻是站在巨人的肩膀上”,如果沒有猜錯的話,這是對胡克駝背的諷刺。

  細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的“恩怨情仇”,科學界也沒那麽簡單

  關於萊布尼茨先後發表微分和積分的研究,在英國數學界,最離譜的事情竟然是認為萊布尼茨是抄襲牛頓的成果。牛頓表麵上一副科學家清高無爭的樣子,私底下裏卻大動幹戈,發起攻擊萊布尼茨的浪潮。直到牛頓的攻擊上升到德國和英國的民族自尊心上,民族之間的維護戰爭才開始。恰因為如此,本來勢單力薄的萊布尼茨才得以正名。

  細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的“恩怨情仇”,科學界也沒那麽簡單

  最終以雙方是同時的,獨立的,從不同角度分別發現了微積分定理,但是以萊布尼茨的描述更為精確。但是遺憾的是,我們沿用的微積分基本定理叫牛頓—萊布尼茨公式而不是萊布尼茨—牛頓公式。當學者麵對學術成果的誘惑時,采取的手段也是後人無法想象的。相信這些偉人人性的詬病遠遠不止於以上所陳述的,當然仁者見仁智者見智。

  細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的“恩怨情仇”,科學界也沒那麽簡單

 

 

1671年,牛頓還是默默無名,但因發明反射式望遠鏡而被皇家學會接納為會員。1672年,他給學會寄去了一篇他的光學論文,其中給出了用三棱鏡將白光分解的著名實驗,並提出了他的顏色理論和光的粒子假說。

在當時,比牛頓名氣大很多的胡克,他主張的是光是一種波,也沒有仔細閱讀和理解牛頓的論文,就很草率地寫了一篇批評牛頓光學理論的文章,這件事兒令牛頓十分生氣。因此牛頓花了很多時間寫出了一篇反駁胡克的文章,由學會秘書奧登堡(Oldenburg)於1676年1月在皇家學會會議上公開宣讀。牛頓的反駁是非常有道理的,把胡克的一些話駁倒了。

由於奧登堡本來就與胡克關係不佳,胡克認為這是奧登堡故意挑撥二人的關係,因此他直接給牛頓寫信,表達了和解的願望。胡克的信寫的很客氣,牛頓在回信中也冠冕堂皇地說了一番學術至上、歡迎指正等等的客套話。

牛頓經常被人引用的“假如我看得比別人遠一些,是因為我站在巨人的肩上”其實就出現在這封回信中,這句話也不是牛頓的原創,是十二世紀哲學家查特斯(Bernard Chartres)的名言。這封信是不是像有的人猜想的那樣,是牛頓對胡克的嘲諷?因為胡克是比較矮,比較駝背的。實際上這種猜測還是不太可能的。因為首先兩人寫信是在萬有引力發現權進行爭論之前、也是雙方正想和好之時,不大可能如某些人猜測的那樣是對胡克的嘲諷。

而且實際上這段話的完整引用是這樣的:“(在光學上)笛卡爾邁出了很好的一步,你(胡克)又在幾個方麵增補良多,特別是把薄膜顏色引入了哲學討論。假如我看得比別人遠一些,是因為我站在巨人的肩上。”這句話的意思是說在光學上,笛卡爾首先做出了一個很好的討論,胡克又增加了很多新的內容,這明顯是恭維胡克,希望拋開兩人之前的學術觀點之爭而實現和解。

這份信之後,兩人的關係得到了一定的改善。後來又到了1679年,這時奧登堡已死,胡克當上了皇家學會秘書。他借著皇家學會秘書的工作職責包括了解會員的研究和意見,胡克主動給牛頓寫了信,在信中列出了題材廣泛的許多學術問題,來征求牛頓的意見。其中比較特別的是有一個對胡克自己的《證明地球運動的嚐試》書中,關於行星運動是受一個隨到太陽距離增大而減小的吸引力影響的學說的意見。這個學說就很類似後來萬有引力的觀點,所以我們說胡克確實也在這方麵有所建樹。

牛頓在給胡克的回信中並沒有一一答複胡克的問題,而是說自己很忙,沒時間考慮哲學問題。牛頓性格不願與人交往,在給人寫信時經常說自己很忙,而且他是個很敏感的人,為了自己的麵子也常故意表現得對很多問題沒興趣。按照牛頓後來的說法,他自己也覺得這樣回複胡克未免有點簡慢,因此他在信中又增加了一點內容。

牛頓說既然胡克的著作《證明地球運動的嚐試》,這本書的主題是證明地球繞太陽公轉,並提出可以通過觀測恒星一年中的視差變化來證明這個主題,後來的天文學家也確實是用這種方法進行證明的。於是牛頓就提出了一個證明地球自轉的實驗。

在哥白尼地球運動學說剛提出的時候,人們的一個質疑是,如果地球是自西向東自轉的,那麽人跳起來後為什麽還會落在原地,而不是落在起跳點的西麵?當然,正如伽利略曾指出的,答案是人和地球是一起運動的。不過牛頓指出,如果從高處釋放一個物體使其自由下落,由於高處轉動的線速度實際上比低處要快,因此它其實會落在偏東一點的位置上,這可以作為地球自轉的實驗證明。

雖然這個實驗實際上不容易做,但理論上沒有問題。不過,牛頓在討論這個理論的時候,不知出於什麽原因,隨手畫了一個假定地球不存在、物體穿過地麵繼續下落的圖,好像地麵不存在一樣,其軌跡沿著一個螺旋線直到地球中心(圖1),這是一個嚴重失誤,立刻被胡克抓住了。

500

圖1:牛頓信中給出的螺旋線

胡克回信提出落體應該類似行星,軌跡應該是一個橢圓(圖2)。這也說明胡克當時對行星的運動有一個很好的理解。牛頓在第二封回信中承認軌跡確實不應該是螺旋,不過他指出在力是一個常數的情況下,形成的圖形應該有很多瓣,不斷旋轉的線,類似圖3。

500

圖2:胡克提出的橢圓線

500

圖3:牛頓討論的常力作用下的運動軌跡

胡克又回信說還是不對,他假定力應該反比於到中心距離的平方。這次牛頓沒有再給胡克回信。所以後來胡克看到牛頓寫了《原理》後,就指責牛頓剽竊,說牛頓引力的平方反比關係來自他自己,其依據就是這次通信。

胡克與牛頓的這次通信發生在1679-1680年。顯然,如果按蘋果故事的說法,牛頓早在1666年就開始考慮引力並發現其與距離平方成反比,那麽這就與胡克無關了。當然,也正是因為如此,有些人懷疑這個故事是牛頓為了證明自己的優先權而編造的。那到底是怎麽樣的呢?

先審優先權之爭

1664年,牛頓22歲,這年秋天他開始研究微積分。1665年11月13日,牛頓寫了一篇通過具體例子展示微積分的文章。1666年10月,牛頓寫了被認為數學史上第一篇係統論述微積分的文獻《流數簡論》(Tract on Fluxions),牛頓習慣將自己的微積分方法稱為“流數法”。1669年牛頓用拉丁文寫成《運用無限多項方程的分析》(De Analysi per Aequationes Ngumero Terminorum Infinitas),即《分析學》。1671年牛頓完成了《流數法與無窮級數》(Methodus Fluxionum et Serierum Infinitarum),即《流數法》。1672年1月11日,牛頓當選皇家學會會員。

雖然這些數學論著當時都未發表,但牛頓1672年12月10日致信柯林斯(J. Collins),解釋《分析學》的內容和其中數學方法的用途,柯林斯讀了《分析學》十分激動,他背著牛頓悄悄錄了副本——這個副本後來生出無限風波。

萊布尼茨少牛頓4歲,也是一時才俊。不過曆史學家注意到一個細節:1673年2月12日萊布尼茨在玻義耳(R. Boyle)家中做客時,遇到了著名的英國數學家佩爾(J. Pell)。這個細節的曆史意義在於,佩爾使萊布尼茨意識到自己在數學方麵還是菜鳥,這才使得萊布尼茨在此後十年中數學造詣突飛猛進。

1673年4月19日,萊布尼茨也當選了皇家學會會員。1675年10月29日,萊布尼茨設計出了積分符號,由字母S拉伸變形而來。因為這個積分符號如今全球通用,在爭執案中對萊布尼茨幫助不小。

1684年10月,萊布尼茨在《教師學報》(Acta Eruditorum)上發表了數學史上第一篇公開發表的微積分文獻《一種求極大與極小值和秋切線的新方法》(Nova methodus pro maximis et minimis, itemque tangentibus, quae nec fractas nec irrationals quantitates moratur, et singulare pro illi calculi genus),即《新方法》。《教師學報》是萊布尼茨和門克(O. Mencke)1682年創辦的月刊,被認為是德國第一份學術期刊。

毫無疑問,牛頓在萊布尼茨發表《新方法》之前20年就已經開始研究微積分了,雖然《分析學》當時未發表,但有足夠的人證物證表明,它確實在1669年就已經寫成了。

今天我們從科學史的角度來看優先權,當然要以實際證據為準。那種“以發表時間為準”的判據,本質上是當今學術過度競爭之下的畸形規則。牛頓-萊布尼茨爭執案恰恰展示了這種規則的不合理性。

再審抄襲之爭

如果確認了牛頓的優先權,那牛頓抄襲萊布尼茨的可能性當然就不必考慮了。於是隻剩下萊布尼茨抄襲牛頓的可能性需要考察。

萊布尼茨發表《新方法》之前和牛頓是有交往的。例如1676年6月13日和11月3日,牛頓曾兩次致信萊布尼茨。在後一封信中,牛頓使用“回文構詞法”(anagram)談到了他的流數法,比如“在方程式中,由任意流量值均可求得它的流數,反之亦然”這句話,牛頓寫成“6accdoe13eff7i319n4o4qrr4s8t12ux……”。研究者們相信,萊布尼茨不可能破解牛頓的隱語。

但是對萊布尼茨非常不利的是,他在客觀上確實有抄襲牛頓的條件。因為從1676年10月18日起,萊布尼茨在倫敦停留了一周,這期間他從柯林斯那裏讀到了牛頓的《分析學》,萊布尼茨還做了筆記!

考慮到1673年萊布尼茨還是數學菜鳥;他讀了牛頓的《分析學》又過了8年才發表《新方法》,他抄襲牛頓的客觀條件確實存在。當然,客觀上存在抄襲的可能性,並不意味著他就一定真的抄襲了,也不意味著他主觀上就一定有這樣的動機。因而萊布尼茨是否抄襲牛頓的微積分,至此尚難定論。

在發表《新方法》之後的15年間,萊布尼茨和牛頓至少在表麵上仍是友好的。例如1687年牛頓《自然哲學之數學原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)首版,牛頓在書中稱萊布尼茨為“卓越的幾何學家”,他寫道:在通信中,“我向他暗示自己找到了求極大極小值,求切線等問題的方法,這位著名的學者回複說他也得出了類似的方法,並向我透露,我們的方法很相似,隻是使用的語言和符號不同。” 1693年牛頓和萊布尼茨相互致信時,他們還在信中相互恭維吹捧。1694年萊布尼茨在致惠更斯(Christian Huygens)的信中還表示,他樂意與牛頓分享發明微積分的榮譽。

抄襲指控激發人性之惡

風雲突變是在1699年,法蒂奧(N. Fatio)在文章中指控萊布尼茨抄襲牛頓的微積分。抄襲的指控不僅排除了雙方共享榮譽的可能性,而且迅速激發出雙方人性之惡。1700年1月31日,萊布尼茨向皇家學會控訴法蒂奧,這次牛頓沒有出麵支持法蒂奧,萊布尼茨似乎得到了“公道”。

此後,1703年11月30日牛頓當選皇家學會會長,1705年4月16日牛頓被女王授予爵士頭銜,牛頓的聲譽如日中天。萊布尼茨卻在1705年的《教師學報》上匿名撰文,暗示牛頓抄襲自己的微積分理論。這顯然激起了牛頓陣營的義憤,於是基爾(J. Keill)1708年在皇家學會期刊《哲學學報》上撰文指控萊布尼茨抄襲。

1711年萊布尼茨向皇家學會控訴基爾,基爾5月24日向皇家學會提交了答複萊布尼茨的信件。1712年3月6日皇家學會指定了“仲裁委員會”審理萊布尼茨的指控。1712年4月24日,“仲裁委員會”向皇家學會提交了審理報告,結論是:“我們認為牛頓先生是微積分的第一創立人,並認為基爾先生隻不過陳述了上述觀點,並不對萊布尼茨先生構成傷害。”萊布尼茨的回應是1713年7月29日再次發表匿名文章指控牛頓抄襲自己。

牛頓的態度相對比較溫和:在1713年《原理》第二版中,他仍然保留了對萊布尼茨的友好論述。不過到了1716年2月26日,牛頓致信萊布尼茨,強調皇家學會“仲裁委員會”的審理報告是公正的,他“不打算收回哪怕是其中的一個字”。

1716年11月14日萊布尼茨去世,看起來他在爭執中落了下風。1726年《原理》第三版發行,牛頓刪去了前兩版中關於萊布尼茨的論述。1727年3月20日牛頓去世。

回顧爭執案長達半個多世紀的前因後果,我雖盡量讓自己保持中立,但仍不得不承認,現有材料對牛頓有利。

另外,我感覺兩人都有點被“逼上梁山”的光景,逼迫他們的是身邊各自的擁躉和粉絲,比如牛頓陣營的法蒂奧和基爾,他們率先發起抄襲指控。這些人的行為有點像“架秧子”、“看熱鬧不嫌事大”,至少是對各自崇拜的偶像缺乏深思熟慮的愛護之心。

 

[ 打印 ]
閱讀 ()評論 (0)
評論
目前還沒有任何評論
登錄後才可評論.