历史的原形到底是什么？
作者：[美] 威廉·邓纳姆
译者：冯速
01
地狱开局，封神扫尾
1705 年 4 月 16 日, 在一次庄严的剑桥大学授爵仪式上,英国安妮女王封艾萨克·牛顿为爵士。借此,这位女王把不列颠的最大声誉付与了她最主要的国民之一。
关于牛顿爵士的一大事实便是他是超过两门学科的神一样的人物。让任何一位数学家说出三四位历史上最有影响的数学家,他们无一例外都要提到牛顿。让任何一位物理学家说出三四位伟大的物理学家,这个中肯定还会包括牛顿。
的确,牛顿生活在学科之间还没有竖起不可超出的高墙的时期。在他那个时期,数学和物理学之间没有明显的界线,它们拥有共同的方法、问题和从业者。那是一个把诸如光学、天文学、力学作为数学的一个分支的时期。
科学发展到本日,数学家和物理学家常常创造他们各自太专业而已无法彼此互换,因此很难想象三个世纪之前,他们之间的界线竟能模糊到不存在的程度。以是,你大概鄙视了牛顿的这种超过学科的卓越。
然而,这大概漏掉了关键的一点。被两个学科的从业者如此高看的人物的确非常少有。类似的人物还有剧作家兼墨客莎士比亚,或者画家兼雕塑家米爽朗琪罗,但是他们的双重卓越还是不能与牛顿媲美。牛顿的身份的确是非同平凡。
对付牛顿来说,生命之初是那样地不稳定。1642 年,牛顿出生于英格兰的伍尔索普,他是个早产儿,因此活下来的机会很小。其余,他的父亲在他出生的几个月前去世了。但是, 更大的冲击即将来临。就在他3 岁那年,牛顿的寡母再婚, 并搬到她新丈夫的家。寻思熟虑之后,她还是决定抛下牛顿不管。几年之后她又回到牛顿身边,但是很多生理历史学家书任,这期间,小艾萨克受到的侵害已经无法挽回。关于这个话题,一本非常脱销的书说：“牛顿近期的所有传记作家都认为,在三岁到十岁与母亲的这种分离是造成成年牛顿多疑、神经质和扭曲个性的关键成分。”
不管牛顿是不是神经质,他都显示出了无可争议的天才迹象。这表明他该当进入大学,与此同时他显然对付成为乡绅不感兴趣。于是在1661 年他进入了剑桥大学的三一学院, 开始了他非同平凡的学术生涯。
02
在光彩面前，选择沉默
一个事实可能匆匆成了这样的学术旅程：剑桥大学的教授对传授教化不感兴趣,就像牛顿自己对农业技能不感兴趣一样。因此牛顿可以自由地随着自己的兴趣走,不久,这些兴趣就远远偏离了代表着当时正式课程特点的希腊语和拉丁语的繁重学习,转向了在那个时期令人愉快的数学和其他科学门类的进步上来。
牛顿,这位孤独的学者,贪婪地学习这些科目, 直到他能够开始原创性的研究,虽说当时他还是一名大学生。
在 1665 年到 1667 年暴发了瘟疫,这使剑桥大学两次闭校, 在这段空暇期间,他的事情仍在连续。为了躲避瘟疫,牛顿不得不返回伍尔索普的家,但他很难把这次返乡算作清闲的度假。
正是在伍尔索普,牛顿才碰着了那只苹果。据传说,当时他正在一棵树下安歇,差点儿被一只掉下来的果子打到。他沉思着,既然地球能用力拉拽这只苹果,那么它不也能拉更远的天体吗?牛顿回顾道：“我开始考虑把万有引力扩展到月球轨道ye上。”这便是你能查寻到的万有引力的简短导言。
当代学者认为,那只掉下来的苹果能砸中牛顿难免不免神乎其神,但是这个故事本身却很吸引人。拜伦勋爵因此这样写牛顿：
自亚当之后,凡人中仅此一位,他捉住了坠落,或一只苹果。
正如上面的插图所展示的那样,在公众的想象中,这只苹果已经是牛顿超凡能力的符号,乃至被印到邮票上了。
这场瘟疫平息下来之后,牛顿返回三一学院。1669 年,只管他还相当年轻,而且也不有名,却担当了剑桥大学享有盛誉的卢卡斯讲座数学教授。
他众所周知的伟大造诣发生在 1687 年,当时在埃德蒙·哈雷（Edmund Halley）的鼓励之下,牛顿终极赞许揭橥他的巨著《自然哲学的数学事理》。这本著浸染精确、详细的数学措辞陈述了牛顿力学。在这本书中,他引入了运动定律和万有引力的事理,并以数学办法推断了从潮汐流到行星轨道的每一件事情。《自然哲学的数学事理》被很多人视为至今最伟大的科学著作。
由于得到这样的成功,牛顿成了科学界令人瞩目的人物。当然, "大众年夜众对此不甚理解,但是非常像 20 世纪的爱因斯坦,牛顿成为新科学的活符号。伏尔泰称牛顿是“至今最伟大的人”,并评论说像牛顿那样的天才一千年只能涌现一个。
在这次闪耀登场之后,牛顿的生活发生了根本性的变革。1689 年,他代表剑桥大学参加英国“国会会议”。1696 年, 他担当皇家造币厂的监督,并搬到伦敦度过了他的余生。1703 年,他当选皇家学会的会长,并于次年揭橥了另一份伟大的手稿《光学》。到了 1727 年他去世的时候,艾萨克·牛顿师长西席已经是一位令人尊敬的科学家、富有确当局官员,是有资格葬于威斯敏斯特教堂名人堂中的英国民族英雄。
对付数学家来说,他最伟大的创造源于大约 17 世纪 60 年代中期被他称为“流数”的这门学科,但是后来人们采取了莱布尼茨为它起的名字“微积分”。出于当代人可能永久无法理解的缘故原由,牛顿没有揭橥他的创造。在拥有可能是历史中最伟大的数学成果的光彩面前,他却选择了沉默。
03
沉默求静，反哄动乱
牛顿古怪和神秘的个性对他并没有帮助。在他的生平中, 牛顿可能多次创造其他人正在走着他几年前已经走过的思想路线。如果他总是迟迟不对外公布自己是第一创造者, 是日然就会引起学术界的骚乱。对他来说,如果在刚做出成果的时候互换事情,事情会更大略,这样既能担保他的影响力，还能掩护他的名声。
至于他为什么讨厌揭橥研究成果,人们总是归结为他怪癖的个性：他不信赖别人,他讨厌批评,他“不想卷入麻烦和毫无意义的辩论之中”。不才面的评论中他的不雅观点表露得很清楚：“我希望回避所有有关哲学方面的辩论,而没有哪种争执能够比刊印出的争执更麻烦。”
因此,我们有这样一位科学家,他很在意他的名声,却不宁愿公开他的创造。乃至对付为私下互换而准备的手稿,牛顿也力求掌握其发放范围。“我的数学论文,请一篇也不要揭橥,”他在给一位有一份其没有揭橥的手稿的同事的信中写道, “这必须得到我的特殊容许。”实在,纵然不是牛顿这样级别的天才也能够预见这样的行为会带来不愉快的后果。
随着韶光的流逝,他开始卷入关于优先权的纷争之中,与其他科学家展开了“谁在什么时候做了什么”的令人厌恶的争吵。他与他的同胞罗伯特·胡克及约翰·弗拉姆斯蒂德发生了冲突,但是他所卷入的最激烈的辩论是与莱布尼茨关于谁先创建了微积分的论战。
纵不雅观这段历史,这一事宜的基本事实是下面这样的。
(1) 在 17 世纪 60 年代中期,牛顿已经创造了他的流数方法。他在1669 年修正完成的一篇名为《利用无穷多项方程的剖析学》的论文中描述了它,到了 1671 年,这一论文被扩充为《流数术与无穷级数》。这些论文都是在英国数学家特定的圈子里互换的,而且没有揭橥,因此并没有很多人知道。看到过这些东西的人立即意识到牛顿的强大,有人把他描述为“非常年轻……却非同平凡的天才和里手”。
(2) 在 17 世纪 70 年代中期,也便是足足十年后,莱布尼茨提出了实质上相同的方法。由于一次外交任务,1676 年他来到伦敦,看到了一份牛顿的《利用无穷多项方程的剖析学》的手稿。
(3) 大约就在这个时候,莱布尼茨收到了牛顿的两封信,便是现在所说的《前信》和《后信》。在这两封信中,牛顿阐述了他关于无穷级数的一些思想以及关于流数的一些思想, 但是相称隐晦。
(4) 1684 年,莱布尼茨揭橥了关于微分学的第一篇论文,便是我们在第 D 章一开始先容的那篇。在这篇论文中,莱布尼茨只字未提早在八年前他看过牛顿的手稿或者与他的书信往来。当然也完备没有提到牛顿这个人。
但是,这并不虞味着莱布尼茨剽窃了牛顿的东西（只管这正是很多英国数学家表明的态度）。这份手稿的形迹确定莱布尼茨只管与牛顿打仗过,但是他独立创造了微积分事理,而且大公至正地分享这一创造的名誉。由于牛顿习气秘而不宣,以是莱布尼茨在 1684 年的论文毫无疑问成了学术界理解这一幽美学科的源头。
显然,两位当事人都有错。如果牛顿在他完成干系创造与莱布尼茨揭橥论文这中间的二十年里的任何时候揭橥他的研究成果,那么优先权的问题也就不存在了。由于保持沉默, 牛顿招来了麻烦。对付莱布尼茨来说,如果他承认打仗过牛顿的文件,那么他就能更令人信服地得到他该当得到的这份信赖。又是由于沉默,莱布尼茨让全体天下都以为他是唯一的创造者。随着这场争吵不断升温,他不断承受着自己的不老实带来的困扰。
在 1684 年莱布尼茨揭橥论文之后,牛顿开始抱怨优先权的事,而且这些牢骚逐渐演化成一触即发的愤怒。在牛顿看来,只有第一创造者才有资格得到认可（纵然创造者花费了很大努力来暗藏他的事情以避开"大众年夜众的视线）。1699年,牛顿在1676年给莱布尼茨的两封信被公之于众,英国人都相信他们已经创造了“确切的证据”,或者用一句当时的行话,即创造了“确定的武器”来证明后者的学术剽窃行为。
在那之后,场合排场逐渐恶化,一片混乱。训斥之声如潮水般涌来,各自虔诚的粉丝分别加入这两个紧张人物的阵营，他们之间的唇枪舌剑弥漫全体英吉利海峡。
反思这段历史,所有时期中最伟大的两位数学家之间的这种相互训斥在欧洲知识史中写下了悲哀的一章。如此天才之人做出这种相互人身攻击的无耻行为,不会给后世更谦善的知识分子带来好影响。全体事宜给牛顿、莱布尼茨、数学 乃至全体学术界带来了极大的困扰。
这样极不体面的争吵使牛顿的形象受损,至少在某种程度上是这样的。在接下来的几十年,他的把稳力转到了炼金术和神学。
当然,炼金术是中世纪人们从事的研究,科学家和魔术师想要把普通的化学制品变成金子。牛顿阅读了大量关于这一问题的资料,在他自己制造的炉子阁下花费了大量韶光,坚持不懈地把化学制品加热,然后探求黄金的闪光。与流数研究比较,牛顿对他的炼金术彷佛更遮掩蔽掩,只管如此,他的炼金术条记终极达到近一百万字。
他的神学作品同样数量浩瀚。牛顿是仔细研读《圣经》的大师,喜好识别预言,联结彷佛不干系的段落。他的条记包含耶路撒冷的神庙的平面设计图,这是他依据《圣经》的干系段落整合而成的。他还揭橥了《但以理书》和《圣·约翰启迪录》两卷本等著作。这显然是他紧张关注的一个问题。
遗憾的是,只管无论是数学还是物理学都因牛顿的著作而彻底丰富起来,但是他在神学方面的遗产却没有保存下来,而且今人把炼金术士都算作江湖骗子。人们很想知道：如果牛顿在这些事情上投入的韶光少一些,那么他还可能取得哪些科学造诣?
上文转自图灵新知，节选自《数学那些事》，作者威廉·邓纳姆，【遇见数学】已获转发容许。
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作者：[美] 威廉·邓纳姆（William Dunham）
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