科学巨匠和怪人－－牛顿

长江

科学巨匠和怪人－－牛顿(z)

(2007-11-06 00:13:46)转载

新浪博客

标签： 人文/历史       

提到牛顿，都会想到苹果落地的故事，据说这位站在巨人肩膀上的人由此发现了万有引力定律－－经过后人的考证，这是一个杜撰的故事。谈到万有引力，还不得不提到埃德蒙.哈雷博士。
提到埃德蒙.哈雷博士，很多人可能不知道他是谁，但提到"哈雷彗星"，大家就都知道吧？哈雷博士的人生经历也够复杂的，当过一艘船的船长、地图绘制员、牛津大学的数学教授、皇家造币长的副厂长、天文学家，写过关于潮汐、行星运动的权威文章，发明了潜水钟、气象图、提出了测量地球年龄和地球到太阳距离的方法， 甚至还研究过鱼类的保鲜方法－－他唯一没有做过的事情就是发现以他的名字冠名的那颗彗星，哈雷彗星是在他死后16年命名的。
整个事情的发生开始于1683年的伦敦，哈雷博士和罗伯特.胡克－－就是那个最早描述细胞的人，还有伟大的天文学家克里斯托弗.雷恩一起吃饭，在谈天论地中涉及到了天体的运动，为什么是一个椭圆型的曲线，雷恩出了40先令打赌，看谁能够找到原因。
胡克马上说他知道答案，但他不愿意公布，他的理由很有趣，说要是他公布了答案，别人就享受不到发现这个答案的乐趣了。事情过后，只有哈雷把这次打赌放在了心上，他第二年专门跑到剑桥大学去拜访那个离群索居的怪人牛顿。
在谈话中，哈雷博士问牛顿，要是太阳的引力与太阳和行星的距离成反比的话，行星应该是个什么样的运动轨迹？"椭圆"牛顿随口就回答，"你怎么知道的？"哈雷博士简直是又惊又喜。"我算过"牛顿说。哈雷要牛顿把他计算的资料找出来看看。牛顿起身在资料箱里找了好半天都没有找到，他随手拿了一张白纸答应重新计算一次。
这一算就算了两年，而且做的事情比哈雷要求的多得多－－两年后，牛顿就拿出了他的巨著：《自然哲学的数学原理》，用他天才的思想第一次提出了一个在自然界普遍适用的原理，也就是万有引力定律：
F=Gm1m2/R2
多么优美简洁的公式！现在你连续作两次乘法，再作一次除法，就可以知道你和街对面的MM相互之间有多大的吸引力了。哈雷说："没有人比牛顿本人更接近上帝了！"甚至因为微积分的发明权而和牛顿激烈地争执了几十年的数学家莱布尼兹也认为牛顿在数学上的贡献比他之前数学史上所有成就的总和还大。亚历山大.蒲伯这样赞美他：“大自然和大自然的法则藏匿于黑暗之中；上帝说：让牛顿出世吧！于是世界一片光明。”
同时，牛顿也是一个怪僻的人，在他读中学时，他对教材里的数学方法不满意，就自己发明了微积分，但他一声不吭，直到27年后才让人知道。同样，他对光谱学的研究奠定了这门学科的基础，但他在30年后才把这一成果拿出来与别人分享。
他曾经把一根缝牛皮的长针插进自己眼球和眼骨之间，还把长针又揉又搓，为的是想知道这样做会有什么事情发生－－我靠！换个人，我非得当他是神经病。他还在中午的时候双眼一动不动地直愣愣地盯着太阳看，能看多久就看多久，就是想知道这样做对眼睛有什么后果－－他又一次没有受到严重的伤害，只是不得不在暗室里待了几天以恢复视力。
虽然牛顿在科学上取得了如此大的成就，但实际上他用在科学研究上的时间只占他的一小部分，他把大多数工作时间投入到了炼金术和宗教研究上。他是一个秘密的阿里乌斯教徒－－基督教的一个邪派，否认正统天主教的三位一体学说，具有讽刺意味的是，牛顿的工作单位正是剑桥大学的三一学院。他还声称自己计算出了基督第二次降临和世界末日的时间，还花了无数时间来绘制早已不复存在的耶路撒冷的所罗门圣殿，还为此自学了希伯来语－－仅仅是为了方便查阅原始资料。
著名的经济学家约翰.梅莱德.凯恩斯曾经在1936年拍卖到了一箱宝贵的牛顿的资料，他吃惊地发现，里面的资料绝大多数与物理学和天体研究无关，基本上是牛顿潜心研究炼金术的资料。70年代，有人对牛顿的一绺头发进行了测试，发现其中金属汞的含量比常人高40倍！
唉，天才往往也是怪人！

长江

上帝说让牛顿出世吧

作者:陈邕




《万物简史》的作者告诉我们，实际上这个故事是查无实据或者说是以讹传讹的一个美丽传说。促成牛顿发现万有引力的不是一个苹果，而是那位名叫哈雷的科学家，哈雷彗星就是以他的名字命名的。作 者说：1683年有三位科学家在伦敦的一家小餐馆里吃饭聊天，这三位科学家分别是雷恩、胡克、哈雷。他们聊天的内容海阔天空，当时就谈到了天体的运行方 式。他们三人都猜想到天体之间有吸引力，其引力与距离的平方相关，但是这个凭直觉意识到的规律并没有得到数学上的证明。因为科学是非常强调实证的，必须要 有相关的证明，才能称之为理论。

贵族出身的科学家雷恩就说，谁先拿出证明方案他就出40先令奖励谁。40先令在当时是雷恩两个星期的工资，雷恩没有意识到这40先令的“奖金”会赢得一个崭新的世界。哈雷回去就对这个问题进行研究，但是毫无头绪，百般无奈之下，他想起了剑桥大学的牛顿。

牛顿是那个时代最伟大的科学家，但是《万物简史》的作者告诉我们，牛顿绝对是一个怪人。他常常离群索居，沉闷无趣，而且敏感多疑，注意力也不集 中。他曾经把一根大针塞进自己的眼窝里，就是要看看会不会发生什么。还有一次，他瞪大眼睛望着太阳，能看多久就看多久，结果眼睛受到严重伤害，为此他不得 不在暗室里待了几天，直到眼睛恢复过来。

但与牛顿的非凡天才相比，这些奇异的性格和古怪的特点根本算不了什么。在学生时代他曾经感到普通数学的局限性很大，于是就创造了微积分，发明这 个成果之后，他27年之间从没有对任何人说起过。在光学领域里，他改变了我们对光的认识，为光谱学奠定了基础，但是过了40年，他才把自己的成果与别人分享。

这样聪明的一个人，却用了一生中将近一半的时间研究和科学不怎么沾边的炼金术。他还参加了一些宗教活动，曾经信仰一种叫阿里乌斯的异教，该教的主要观点是认为根本没有三位一体这样的事情。牛顿还用了无数个小时去研究耶路撒冷不复存在的所罗门王神殿的平面图，为此自学了希伯来语，以便了解更多的一手资料和知识。牛顿逝世以后有人对他的一绺头发所做的分析发现，头发里面的汞含量高度超标，这与他沉迷炼金术是有关系的。这些研究耗费了他大量的精力，甚至有呵能过早地夺去了他的生命。

哈雷拜访牛顿，向他请教如果太阳的引力与行星到太阳距离的平方成反比的话，行星运行的轨迹将会是什么样的。令哈雷万万没有想到的是，牛顿脱口而出说是 椭圆形的。哈雷当时差一点从坐的椅子上掉下来。牛顿轻描淡写地说：“我计算过了。”哈雷让他赶紧找出来。但是牛顿在杂乱的资料堆里翻了半天，说他的演算手 稿不知道放到哪里去了。这好比现在有一个人说他发明了治愈艾滋病的药，但是配方却找不到了——牛顿就是这么荒唐。

在哈雷的百般劝说之下，牛顿同意重新计算。他闷在家里两年时间足不出产，最终创作出改变世界的巨着——《自然哲学的数学原理》。在《万物简史》 里面，作者引用了亚历山大·蒲珀的一句话来说明牛顿在科学史上的重要性：“大自然和大自然的法则藏匿于黑暗之中。上帝说，让牛顿出世吧!于是世界一片光 明。”