“小心眼”的天才:不要在學(xué)術(shù)上得罪牛頓

那個差點被裝進(jìn)啤酒杯的早產(chǎn)兒

1642年的圣誕節(jié),在英格蘭林肯郡一個叫做伍爾索普的偏僻莊園里,一個男嬰降生了。沒人覺得他能活過那個晚上。接生婆手里托著這個只有一夸脫啤酒杯大小的嬰兒,瘦得像一團(tuán)單薄的肉,搖了搖頭。他的脖子細(xì)得好像支撐不住腦袋,那是早產(chǎn)兒特有的虛弱。他就是牛頓。

這個可憐的小孩連父親的面都沒見著。老牛頓在他出生前三個月就撒手人寰,留下的一堆爛攤子和一個還沒學(xué)會寫字的文盲遺孀。

但他活下來了。

他不僅活過了第一晚,還活過了第一周。死神似乎把他忘了,或者說,死神在等待一個更合適的時機。三年后,他的母親漢娜做出了一個決定,這個決定在這個孩子的心里留下了陰影。

漢娜改嫁了。新丈夫是個叫做巴納巴斯·史密斯的牧師,六十多歲,有錢,但不想養(yǎng)拖油瓶。于是,三歲的小牛頓被留在了伍爾索普,丟給了外祖母。

他恨透了這兩人。

多年后,他在一本筆記本上用只有自己能看懂的速記符號寫下了一份“罪行清單”,其中第13條赫然寫著:威脅我的繼父和生母,要把他們連同房子一起燒掉。

這不是一個正常孩子的想法。這是一個被遺棄者的憤怒。這種憤怒將在未來的歲月里,轉(zhuǎn)化為一種可怕的驅(qū)動力。他不需要朋友,不需要愛人,他只需要答案,以及對所有質(zhì)疑者的碾壓。

豬油、老鼠和風(fēng)車

當(dāng)繼父死掉(這大概讓牛頓松了一口氣),母親帶著三個同母異父的弟妹搬回來時,伊薩克已經(jīng)十幾歲了。家里指望他能接手農(nóng)場,做一個體面的鄉(xiāng)紳。

但這是農(nóng)場的災(zāi)難。

讓他去放羊,羊群吃光了鄰居的莊稼,他卻躲在樹籬下刻木頭;讓他去趕集賣菜,他賄賂仆人去干活,自己跑回閣樓看書。傭人們嘲笑他,鄰居們覺得他是個傻子。

他確實在干一些奇怪的事。他抓了一只老鼠,磨坊里的那種,經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練,讓這只老鼠在一架他自制的微型風(fēng)車?yán)锱軇樱源四ニ辂溋?。他做了一個帶水的時鐘,每天往里面加水,看著浮標(biāo)上下移動。他把燈籠掛在風(fēng)箏尾巴上,半夜放飛,嚇得周圍的農(nóng)民以為彗星撞地球,或者魔鬼降臨。

母親漢娜絕望了。這個長子不僅不能養(yǎng)家,還得倒貼錢。既然他干不了農(nóng)活,那就送回學(xué)校去吧,至少別在家里把房子點了。

在格蘭瑟姆國王中學(xué),他寄宿在藥劑師克拉克先生家里。這里成了他的天堂,他在藥劑師的瓶瓶罐罐里嗅到了化學(xué)的味道,那時人們還管這個叫煉金術(shù)。

在這里,他遇到了一生中唯一與之有過某種朦朧情感聯(lián)系的女性——藥劑師的繼女凱瑟琳。但這段感情就像他制作的水鐘一樣,隨著時間流逝,水干了,只剩下空的容器。他后來去劍橋,終身未娶。有人說他把所有的激情都獻(xiàn)給了真理,也有人說,他只是單純地討厭人類。

劍橋的隱形人

1661年,他進(jìn)了劍橋大學(xué)三一學(xué)院。

身份是“減費生”(Sizar)。這個詞聽起來文縐縐,實際上就是半工半讀的仆人。他得給有錢的貴族學(xué)生倒夜壺、擦靴子、端盤子,以此換取聽課的資格和剩飯剩菜。

這對于那個曾經(jīng)威脅要燒死繼父的高傲靈魂來說,是一種持續(xù)的折磨。他沉默寡言,獨來獨往。他在記事本上記錄每一筆開銷,精確到半個便士:買書、買蠟燭、買墨水,以及偶爾一次——輸給別人的紙牌錢。

那時的劍橋還在教亞里士多德。教授們說著兩千年前的廢話,認(rèn)為物體下落是因為它們“渴望”回到地面。牛頓坐在角落里,聽著這些陳詞濫調(diào),眼神冷漠。

他在此期間買了一本講光學(xué)的書,又在集市上買了一個玻璃棱鏡。教授們沒教他什么,但他通過閱讀笛卡爾和開普勒,自己搞懂了當(dāng)時數(shù)學(xué)的前沿。

他在筆記本的頁眉寫下一句拉丁文:“柏拉圖是我的朋友,亞里士多德是我的朋友,但我最好的朋友是真理?!?/p>

瘟疫帶來的禮物

1665年夏,倫敦傳來消息,黑死病卷土重來。

尸體堆滿了街道,教堂的鐘聲敲個不停。劍橋大學(xué)決定疏散,學(xué)生們各回各家。23歲的牛頓收拾行李,帶著他的書和那個棱鏡,回到了伍爾索普那個他曾經(jīng)想燒掉的老宅。

接下來的18個月,是科學(xué)史上不可思議的奇跡年。

如果這時有人路過伍爾索普的果園,會看到一個衣著不整的年輕人,整天對著窗板上的一個小洞發(fā)呆。他在研究光。

當(dāng)時的主流觀點認(rèn)為,白光是純凈的,顏色是光被“污染”的結(jié)果。牛頓不信。他把房間弄得漆黑,只留一個小孔讓陽光射入,穿過棱鏡。墻上出現(xiàn)了一道彩虹。

他并沒有停在這里。他拿了第二塊棱鏡,把這道彩虹中的某一種顏色——比如紅色——單獨分離出來,再讓它穿過第二塊棱鏡。紅色還是紅色,沒有變。

結(jié)論很簡單,卻顛覆了一切:白光才是混合物,它是所有顏色的集合。

就在這個院子里,那顆著名的蘋果掉了下來。

當(dāng)然,蘋果沒有砸中他的頭,那只是為了讓故事聽起來更有趣編出來的段子。但他確實看到了蘋果落地。他問了一個那個時代沒人問過的問題:為什么蘋果總是垂直落向地心,而不是橫著飛,或者往天上掉?

如果在山頂上扔蘋果呢?如果山足夠高,扔得足夠快,蘋果會不會繞著地球轉(zhuǎn),就像月亮那樣?

一種看不見的力,抓住了蘋果,也抓住了月亮。

他開始計算。但他遇到一個麻煩:怎么計算一個時刻在變化的速度?怎么計算曲線圍成的面積?現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具不夠用了。

于是,為了解決物理問題,他順手發(fā)明了一套新的數(shù)學(xué)體系。他叫它“流數(shù)術(shù)”(Fluxions)。今天我們叫它微積分。

等到瘟疫結(jié)束,他回到劍橋時,手里攥著足以改變?nèi)祟愇拿鬟M(jìn)程的手稿。但他把它們鎖進(jìn)箱子,誰也沒告訴。

為什么?因為他討厭爭論。

望遠(yuǎn)鏡與那個該死的鉤子

如果你想讓別人閉嘴,最好的辦法是拿出一個無可辯駁的東西。

回到劍橋后,牛頓造了一個小玩具。

之前的望遠(yuǎn)鏡都是用透鏡做的,像伽利略那種,又長又笨重,而且看東西邊緣有彩虹色的光圈(色差)。因為玻璃會像棱鏡一樣把光拆開。

牛頓想:既然透鏡有色差,那我就不用透鏡。他用鏡子。

他親手磨制了一塊凹面鏡,通過反射來聚光。這臺望遠(yuǎn)鏡只有6英寸長,卻比那些6英尺長的折射望遠(yuǎn)鏡看得更清楚。

他把這玩意兒送到倫敦的皇家學(xué)會。那幫老頭子驚呆了。他們立刻把這個鄉(xiāng)下來的數(shù)學(xué)教授選為會員。

牛頓很高興,稍微展示了一下他在光學(xué)上的發(fā)現(xiàn)。

然后,麻煩來了。

皇家學(xué)會有一位負(fù)責(zé)實驗的管家,叫羅伯特·胡克。這人是個全才,顯微鏡玩得很溜,脾氣卻不怎么好。他看了牛頓關(guān)于光學(xué)的論文,哼了一聲,寫了一篇回復(fù),大意是:這小子的東西我也研究過,有些是對的,但很多是錯的,而且他引用的很多東西都是我以前做過的。

牛頓在劍橋收到了這封信。

那一刻,伍爾索普那個想要燒房子的男孩又回來了。牛頓暴怒。他逐條反駁胡克的觀點,措辭尖刻。

胡克也不是吃素的,兩人在信件往來中夾槍帶棒。

最后,牛頓寫下了一句流傳千古的名言:“如果我看得更遠(yuǎn),那是因為我站在巨人的肩膀上?!?/p>

后世的人把這解讀為牛頓的謙遜。錯了。

胡克是個駝背,身材矮小,像個畸形的侏儒。牛頓這句話是在惡毒地嘲諷:我確實看得遠(yuǎn),因為我踩在你這個矮子的肩膀上,你就是個墊腳石。

這次爭吵后,牛頓決定:再也不發(fā)表任何東西了。他把所有研究成果再次鎖死。既然人類如此愚蠢且充滿敵意,那就讓他們在黑暗中繼續(xù)摸索吧。

煉金術(shù)士的爐火

在接下來的十幾年里,如果你在凌晨三點路過三一學(xué)院牛頓的房間,依然會看到燈火通明。

他在干什么?在算天體運行嗎?在研究引力嗎?

不。他在煮金屬。

他弄了一個巨大的實驗室,里面全是爐子、坩堝和奇怪的藥水。他著魔般地研究煉金術(shù),試圖找到“賢者之石”,把鉛變成金子。

他留下的煉金術(shù)筆記超過一百萬字,比他寫物理的字?jǐn)?shù)多得多。他抄寫古老的文獻(xiàn),記錄火焰的顏色,親身試驗?zāi)切﹦《镜幕瘜W(xué)試劑。長期接觸汞讓他晚年出現(xiàn)手抖、易怒等癥狀。

他的頭發(fā)里檢出了高濃度的汞。這或許解釋了他后來那著名的暴脾氣和偏執(zhí)狂。

對他來說,引力只是上帝展現(xiàn)神跡的一種方式,而煉金術(shù)則是通向上帝更深層秘密的鑰匙。

那個打破沉默的賭約

打破這長達(dá)近二十年沉默的,是一場賭局。

1684年,三個聰明人在倫敦的咖啡館里聊天:建筑師雷恩,那個討厭鬼胡克,還有年輕的天文學(xué)家埃德蒙·哈雷。

他們在討論行星運動。胡克吹牛說他已經(jīng)證明了引力與距離的平方成反比,但他現(xiàn)在不想拿出來,要讓別人先試試。雷恩不信,懸賞40先令,看誰能在兩個月內(nèi)給出證明。

哈雷搞不定。他想起了劍橋那個性格古怪的盧卡斯數(shù)學(xué)教授。

8月,哈雷敲開了牛頓的門。寒暄幾句后,哈雷問:“伊薩克,如果太陽拉著行星的力是距離平方的反比,那行星的軌道會是什么形狀?”

牛頓連眼皮都沒抬,盯著爐火說:“橢圓?!?/p>

哈雷驚得差點從椅子上掉下來:“你怎么知道?”

“我以前算過?!迸nD淡淡地說。

哈雷激動地讓他把計算草稿找出來。牛頓在一堆亂七八糟的文件里翻了一會兒,沒找到?!拔遗獊G了,”他說,“但我可以再給你算一遍?!?/p>

哈雷意識到他挖到了寶藏。他盯著牛頓,直到牛頓答應(yīng)重寫。

這次重寫,變成了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。

這本書不是寫出來的,是噴涌出來的。在接下來的18個月里,牛頓幾乎不吃飯,不睡覺。他像個被附體的瘋子,在房間里走來走去,偶爾在墻上畫個圖,然后撲到桌子上瘋狂書寫。

他把那只在伍爾索普看到的蘋果,那個在心中醞釀了20年的宇宙模型,全部傾瀉在紙上。

但他又遇到了那個老問題:錢。

皇家學(xué)會當(dāng)時窮得叮當(dāng)響,因為他們把所有的錢都印了一本關(guān)于魚的書(《魚類史》),結(jié)果沒人買。他們告訴牛頓:書很好,但我們沒錢印。

哈雷站了出來。這個仗義的朋友不僅負(fù)責(zé)編輯、校對,還自掏腰包支付了印刷費。

1687年,《原理》出版。

世界安靜了。雖然沒幾個人能讀懂里面復(fù)雜的幾何證明,但所有人都感到了一種震懾。在這本書里,宇宙不再是上帝隨性擺弄的玩具,而是一架精密的時鐘。萬物,從落葉到彗星,都服從于三條簡單的定律和一個萬有引力公式。

胡克又跳出來說:引力平方反比定律是我先想到的,牛頓抄襲我。

這一次,牛頓沒有退縮。他在書的定稿中,系統(tǒng)性地刪掉了所有提到胡克名字的地方。除了不得不提的數(shù)據(jù)引用,胡克就像從未存在過一樣被抹去了。

倫敦偵探故事

寫完《原理》后,牛頓累垮了。他經(jīng)歷了一次精神崩潰,給朋友寫信指責(zé)他們想害死他。

他不想搞科學(xué)了。他對學(xué)術(shù)界的爭吵感到厭倦。他想要換個活法,最好是有權(quán)有勢的那種。

機會來了。1696年,他依靠學(xué)生蒙塔古的關(guān)系,謀到了一個肥差:皇家鑄幣廠監(jiān)督。

通常這只是個掛名職位,領(lǐng)薪水,喝茶,簽字就行。但牛頓是誰?他是那個為了搞懂光線敢拿針戳眼睛的人。他不可能只喝茶。

當(dāng)時的英國貨幣危機嚴(yán)重,到處是偽幣。剪邊幣(把銀幣邊緣剪下來一點點)盛行。

牛頓搬到倫敦,立刻把鑄幣廠變成了他的新實驗室。他研究冶金,改進(jìn)鑄幣機器,提高效率。但他最大的熱情在于——抓賊。

他建立了一個龐大的間諜網(wǎng)。他喬裝打扮,出入倫敦最下等的酒館和妓院,收買線人,收集證據(jù)。

他的頭號對手是一個叫威廉·查洛納的超級偽幣制造者。查洛納是個天才罪犯,甚至還在議會作證教政府怎么防偽。他嘲笑牛頓是個只會讀書的書呆子。

牛頓被激怒了。這不再是科學(xué),這是戰(zhàn)爭。

他像獵犬一樣死咬不放,審訊了上百個證人。他的檔案里充滿了關(guān)于這個犯罪團(tuán)伙的詳細(xì)記錄。最后,他把查洛納送上了絞刑架。

在行刑那天,查洛納被切成四塊。牛頓沒有去現(xiàn)場,他大概正在辦公室里冷靜地核對新鑄造出的硬幣重量。作為法官,他冷酷無情。在他任期內(nèi),幾十個偽幣販子被處死。

微積分戰(zhàn)爭

晚年的牛頓成了英國科學(xué)界的教皇。他是皇家學(xué)會會長,甚至還當(dāng)了議員。

但他還有一場最后的戰(zhàn)役要打。

德國人萊布尼茨發(fā)表了微積分。符號比牛頓的“流數(shù)術(shù)”更簡潔,更好用。

牛頓堅稱是他先發(fā)明的。這確實是事實,但他藏了幾十年沒發(fā)。萊布尼茨雖然晚了一些,但也確實是獨立發(fā)明的。

如果牛頓大度一點,可以說這是共同發(fā)現(xiàn)。但他字典里沒有“大度”這個詞,只有“贏”。

皇家學(xué)會成立了一個“公正”的委員會來調(diào)查版權(quán)歸屬。

這簡直是歷史上最大的鬧劇。因為這個委員會的成員全是牛頓的朋友,而調(diào)查報告實際上是牛頓自己匿名寫的!

他在報告里把萊布尼茨描繪成一個卑鄙的剽竊者。然后,他還匿名寫了一篇書評,稱贊這份報告寫得多么公正、詳實。

萊布尼茨在這一連串的組合拳下郁郁而終。

這還不夠。萊布尼茨死后,牛頓據(jù)說曾說過一句讓人不寒而栗的話:“我很高興打斷了他的心臟?!?/p>

最后的計算

1727年,84歲的牛頓病倒了。他拒絕臨終圣禮。

他在痛苦中死去,那是膀胱結(jié)石折磨的結(jié)果。

當(dāng)人們整理他的遺物時,發(fā)現(xiàn)他沒有立遺囑。這很符合他的作風(fēng),他不需要把東西留給任何人。

但他留下了巨額的財富,大部分是他在股市泡沫(南海泡沫事件)破裂前撤資賺來的,或者是精明理財?shù)慕Y(jié)果。當(dāng)然,他也虧過錢,曾感嘆:“我能計算天體的運行,卻無法計算人類的瘋狂。”

詩人亞歷山大·蒲柏為他寫下了那句著名的墓志銘:

“自然和自然的法則隱藏在黑暗中;上帝說,讓牛頓去吧!于是一切都被照亮?!?/p>

然而,真實的牛頓遠(yuǎn)比這句詩復(fù)雜。

他是一個極其小心眼、報復(fù)心極強、沉迷于神秘學(xué)、性格孤僻、終身未婚的怪人。他一生大部分時間都在研究圣經(jīng)預(yù)言和煉金術(shù),物理學(xué)對他來說只是副業(yè)。

但就是這個副業(yè),單手托起了現(xiàn)代文明。

他死后,醫(yī)生取下了他的面模。那張臉消瘦,沒有假牙支撐的嘴唇癟進(jìn)去,鼻子依然高傲地挺著。

他用那個時代的語言——幾何和煉金術(shù)——與宇宙對話,然后把答案翻譯成了我們能聽懂的數(shù)學(xué)。

他并不愛人類,但他給了人類一把鑰匙。至于人類是用這把鑰匙打開天堂的門,還是地獄的門,那就不是他關(guān)心的事了。

他只是想知道門后面是什么。

免責(zé)提示:本文基于公開歷史資料與技術(shù)文獻(xiàn)整理,部分細(xì)節(jié)為敘事化演繹,僅供科普參考。

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