【來，讓我們立體地看看科學巨人牛頓】

來，讓我們立體地看看科學巨人牛頓

 

日前，英國查爾斯國王在溫莎城堡盛情款待來訪的川普。賓主互相讚美，大侃兩國特殊關係。老川也不同往常，顯得中規中矩，。有的看官一邊感歎城堡內的金碧輝煌，一邊感歎當年的日不落帝國如今已是黃昏。有人更近一步，說美國的太陽也在西沉。

英國是不是已到晚上7點，美國是不是也是下午3點，這個我們先不論，今天不談政治。然而看著那城堡內外，我感覺到的是一種曆史的厚重。回首過去300年，英國這樣一個小島，為人類文明做出了非凡的貢獻，其根本原因是什麽，我在過去的三、四十年裏經常在想，但卻沒想出什麽名堂。

這裏不談大憲章、光榮革命等曆史篇章，也不說莎士比亞、丘吉爾等“文科生”。就說在科學和技術上為人類做出傑出貢獻的人物，一抓就是一大把 — 牛頓（Isaac Newton），達爾文（Charles Darwin），麥克斯韋（James Clerk Maxwell），瓦特（ James Watt），道爾頓（John Dalton），法拉第（Michael Faraday）……  你若說，這都是“古時候”的，現在如何呢？好，舉幾個最近幾十年世界超一流的例子——

弗萊明（Alexander Fleming，青黴素的發現者，這是人類的第一個抗生素）

霍金（Stephen Hawking，當代最偉大的理論物理學家之一）

圖靈（Alan Turing，史上最偉大的計算機科學家和密碼學家）

富蘭克林（Rosalind Franklin，她首先發現了DNA的雙螺旋結構，然而得諾貝爾獎的卻是另外三個人【很長的故事，這裏先不談】）

伯納斯-李（Tim Berners-Lee，萬維網 www 的發明者）

懷爾斯（Andrew Wiles， 證明了數學上著名的“費爾馬大定理”）

…… 英國人口隻占世界人口的0.9%，夠意思了吧？

在所有的這些人中，最偉大者，我認為首推牛頓。不僅如此，我認為他是迄今人類曆史上最偉大的科學家。他的運動三大定律、萬有引力定律和微積分的發現，至今在人類科學技術殿堂中依然處於基石和中心的地位。可以毫不誇張地講，如果沒有牛頓，今天的我們不可能有現在這個水平物質文明程度，很可能還沒有航空、航天和對宇宙的探索。牛頓以後，比如相對論和量子力學，的確是進一步的發展。但很多的時候在應用上是不必要的，比如，一般的工程計算和航天器的軌道計算，用牛頓二百多年前的東西就可以了。

那麽，是不是說，假如當年那個低體重嬰兒沒能活下來，這些規律別人就發現不了呢？於是乎，人類的現代物質文明是不是就不能產生呢？那倒不是。我認為自從古希臘的亞裏斯多德建立形式邏輯體係和歐幾裏德寫出《幾何原本》，人類理性認識世界的過程就開始了，這是一個質變。牛頓這個天才讓進程加速了，或者說假如沒有他，這個過程要延緩。然而隻要這個實證邏輯體係已經建立起來了，自然規律終歸會被揭示的，即便晚幾代人。相反，如果沒有這個體係，即便有大量聰明、勤奮的個體，是沒有用的，依然隻能低水平重複經驗性的東西。

牛頓是科學偉人，但從個性角度講，他比較冷漠、刻薄，可能不是一個溫暖、可愛的人。讓我們來看幾個側麵，至於產生什麽樣的立體感，個人也許不同 ——

** 牛頓是遺腹子 **

牛頓的父親在他出生前大約三個月就去世了。母親給他起了與父親同樣的名字Issac。他父親生前是一位富裕的農民，家裏有幾百隻牛羊，所以母子生活無憂。

牛頓3歲時，母親Hannah改嫁，由於那個男人不希望撫養牛頓，他母親便把年幼的牛頓留在了自己的父母家。過了7年，那個男人死了，她帶著與他生的三個孩子一起回到了娘家，於是牛頓與母親重新生活在一起。但多年d分離已經讓他與母親關係比較疏遠，同年時期的這段經曆，可能與他成年後性格的內向、多疑有關。

後世許多傳記學者有認為，牛頓的遺腹子和早年的經曆，塑造了一個孤僻內向、缺少信任、沉默寡言的人。然而另一方麵，這種不幸的家庭背景雖然讓他人格偏執，但也間接促成了他的深思和對解決未知問題的近乎癡迷的投入。

** 牛頓是否患有阿斯伯格綜合征？ **

阿斯伯格綜合征（Asperger Syndrome，簡稱 AS）是一種精神發育障礙，經常表現為社交困難，這種人既對他人社交信息缺乏理解，也缺乏參與社交的願望，他們與人交流機械而缺乏感情色彩。這些人的智力正常，有一部分智力超群，興趣多專注於某個特定領域（如數學、計算機編程等）。2013年的DSM-5診斷標準已經不再把它作為獨立障礙列出，而是並入高功能自閉症。

牛頓是否患有AS，一直是學術界和公眾感興趣的問題。牛頓的行為特點的確有點像。然而，現代精神病學診斷不宜直接套用在幾百年前的曆史人物身上了。如今的精神問題的診斷，需要有經驗的精神科醫生跟患者本人交流才能作出。牛頓生活在18世紀，沒有現代精神醫學診斷體係，我們隻能依靠曆史文獻、信件和傳記中的描述來推測。我們不能斷然給牛頓貼上“阿斯伯格綜合征”的標簽。

** 牛頓不喜歡發表，卻是捍衛自己著作權的鬥士 **

牛頓具有“發表”和“爭論”的矛盾性。牛頓23-24歲這兩年裏思想極為活躍且有多項重大突破。他的二項式定理、微積分、萬有引力定律、運動三定律的基本思路，都是這時候產生的，但他的研究結果常常拖延多年才公開。他擔心自己的思想被誤解，或不願意因為不夠成熟而受到攻擊。

然而，一旦他的學術聲譽或優先權受到挑戰，他就會投入極大精力去捍衛。在皇家學會內部，他與資深學者胡克（Robert Hooke，看官還記得初中物理課上那個關於彈簧的“胡克定律”嗎?）就萬有引力和光的本質（粒子vs. 波動）, 展開了多年的爭論。較年輕的牛頓聲譽逐漸壓過胡克，後來他成為皇家學會會長（President of the Royal Society）

更富有戲劇性的是牛頓與德國數學家萊布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz）關於發明微積分的優先權之爭。背景是，牛頓發明了微積分，但以手稿形式存在。萊布尼茨在獨立發展了微積分（他的符號體係更現代化），並在1684–1686年公開發表。爭論升級到不堪的程度，1711年，英國皇家學會發表聲明（其實牛頓主導）支持牛頓優先權。歐洲大陸數學家則一直站在萊布尼茨一邊。這場爭論延續幾十年，造成英國數學與歐洲大陸數學一度不交流。

目前科學史專家普遍認為，牛頓和萊布尼茨是微積分獨立發明者，牛頓先發明但晚發表，萊布尼茨先公開且獨立發展。爭論的本質更多是優先權與榮譽問題，而非純科學問題。

** 牛頓既不是異性戀，也不是同性戀，他隻是不感興趣 **

牛頓一生沒有結婚，也沒有明確的情感伴侶的記錄。他童年和青年時期沒有留下過追求女性的記載。在當時社會，學者終身未婚並非罕見，但牛頓這般冷淡有些過於徹底。一些傳記作者推測他可能與男性友人關係親密，但沒有事實材料，無證據顯示他有同性戀傾向。

能跟他稍可類比的，是法國數學家笛卡爾（René Descartes，直角坐標係就是他發明的。），他終身未婚，但有過情人。德國哲學家康德（Immanuel Kant）或許跟牛頓最像 ，他性格謹慎，終身未婚，但據史料他也有過婚姻的想法。從現有的史料來看，牛頓在性與情感方麵的確顯得 “缺乏興趣”，這點跟“異性戀/同性戀”都不契合。

至於原因就不好說了。比如他真有阿斯伯格特征，有可能對社交和情感關係興趣淡薄。他同年的經曆，可能讓他回避親密關係。也有可能他極度沉迷於研究，個人生活的位置極為次要。

** 牛頓熱衷於煉金術 **

牛頓除了在物理學、數學和天文學上的巨大成就之外，還對煉金術（Alchemy）表現出極大的興趣。煉金術的目標是通過化學方法將一些基本金屬轉變為黃金，或者製造萬靈藥。煉金術是跨越人類曆史和多種文化的一種化學哲學，直到現代化學發展成熟以後，才證實煉金術的不可能和其偽科學的性質。但在牛頓的時代，它是化學探索的一部分。

在他留下的龐大手稿中，煉金術文獻占了相當大的比例。據估計，他的煉金術筆記和抄錄內容超過一百萬字，數量甚至遠超他在物理學方麵的筆記。牛頓曾仔細研究古代和中世紀的煉金典籍，試圖理解並實踐“點金術”、煉製賢者之石以及探究物質的本源。他相信其中隱藏著自然界的秘密法則。牛頓在煉金術上的巨大投入，使人們重新認識到他並非單純的“現代科學奠基人”，作為探索者，他有時也站在科學與神秘主義的交界處。

** 牛頓篤信上帝 **

牛頓在宗教上也有非常深厚的興趣和投入。事實上，他的宗教信仰對他的一生的研究都有影響。牛頓深信上帝，相信宇宙秩序和自然法則是上帝設計的。他認為，通過研究自然界的規律，人類可以更好地理解上帝的智慧。

對牛頓來說，科學探索和宗教信仰並不矛盾。自然法則的發現和宇宙的秩序被他視為了解上帝智慧的體現。牛頓不僅篤信宗教，而且他的科學研究在一定程度上受到了他宗教觀念的啟發。他是一個在科學和宗教之間尋求理解宇宙秩序的人。

牛頓寫了大量關於宗教和神學的研讀手稿，但生前很少發表。這其中他對世界末日的推算頗有意思，不過他並沒有把這個信息公開發表。根據他的研究，世界末日不會早於2060年。但他對“具體日期”非常謹慎，他絕不是說世界一定會在2060年結束，隻是認為末日不可能發生得更早。各位看官，看來我們尚安全。

** 牛頓長期擔任皇家造幣廠廠長 **

牛頓去世的時候，不僅是皇家學會的會長，還是造幣廠的廠長（Master of the Mint），幾年前我第一次聽說時，感覺很奇怪。後來才知道該職務是他除了科學研究之外一段重要的經曆，而且他幹得成績斐然。

1696年，53歲牛頓被任命為皇家造幣廠的督造官。這份工作對德高望重的牛頓來說，完全可以當作閑職來做，但他卻非常認真，投入大量精力。（這可能也是阿斯伯格綜合征患者的“毛病”。）當時英國貨幣體係問題不少，偽造、私鑄、磨邊（削掉銀幣邊緣取銀）等尤為嚴重。牛頓親自調查、起訴偽造者，甚至參與秘密偵查，使混亂局麵大為改觀。

當局一看，大科學家居然有這等本領，於是1699年，牛頓被任命為造幣廠廠長，他幹了28年，一直到去世。在任期間，他負責英國貨幣改革與管理。他推動了金幣標準化，改進了鑄幣技術，確立了金幣與銀幣的兌換比率。這為後來英國進入“金本位”奠定了基礎。 牛頓在造幣廠的工作中展現出的嚴謹，和他在研究中的嚴肅認真是一致的。真是“金子在哪兒都會發光”啊。

在牛頓看來，宇宙的一切規律，都可以用數學公式定量表達。在他的運動三定律（慣性定律、加速度定律和作用反作用定律）和萬有引力定律萌發後二十多年，到了1686年，牛頓發表了科學史上的裏程碑著作之一，《自然哲學的數學原理（Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica）》，簡稱Principia。這本書篇幅並不宏大，但卻是經典力學的奠基之作，標誌著近代科學的成熟，它建立了用數學方法解釋自然現象的範式，把物理從哲學思辨提升為可驗證的科學體係。

這本書是用拉丁文寫成的，我一句也看不懂，但幾年前我卻買了一本來，文盲翻書。到底是什麽目的呢？我也說不清楚。