牛頓的蘋果樹(shù)|大象公會(huì)

從牛頓的老家伍斯特索普莊園,到美國(guó)、加拿大和華北平原上的大學(xué)們,都有那棵蘋果樹(shù)留下的身影。

文|樹(shù)新蜂

你一定聽(tīng)過(guò)兩個(gè)蘋果創(chuàng)造世界的故事。一個(gè)是亞當(dāng)?shù)模粋€(gè)是牛頓的。

只是那顆用掉落的蘋果啟發(fā)了牛頓的蘋果樹(shù),后來(lái)怎樣了?

我們今天就講這顆蘋果樹(shù)。

The story

故事的開(kāi)頭也許會(huì)讓你失望。

按標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)法,1665到1666年間,正在劍橋進(jìn)修的牛頓為躲避瘟疫,回到林肯郡格蘭瑟姆附近的老家伍爾索普莊園。

牛頓那些后來(lái)產(chǎn)生巨大影響的理論,是在避居鄉(xiāng)下這兩年里產(chǎn)生的雛形,其中就包括萬(wàn)有引力理論。

引力公式是牛頓還是羅伯特·胡克最先發(fā)現(xiàn)?這是樁學(xué)術(shù)公案,牛頓的手稿和文件被人研究過(guò)無(wú)數(shù)遍,可惜里面從沒(méi)提到過(guò)蘋果樹(shù)。

蘋果樹(shù)的故事是牛頓晚年才開(kāi)始出現(xiàn)的,早期主要有兩個(gè)來(lái)源。

一個(gè)是牛頓的侄女兼助手凱特琳·巴頓和她的丈夫約翰·康杜特,也是后來(lái)的皇家鑄幣局的助手;另一個(gè)是牛頓的老鄉(xiāng),古董收藏家兼作家威廉·斯塔克里。

一份被確定為牛頓的侄女婿約翰·康杜特1726年留下的手記,是這樣提蘋果樹(shù)的:

當(dāng)他在花園里沉思時(shí),他想到重力的力量(將蘋果從樹(shù)上拽到地面上)并不僅限于在地球上。實(shí)際上,這種力量可以作用于遠(yuǎn)比這廣闊的的多的地方。為什么不能是天上的月亮……

1727年,牛頓去世,伏爾泰撰寫的回憶錄里,蘋果樹(shù)與萬(wàn)有引力的關(guān)系變得明確而清晰:

艾薩克牛頓在他的花園里散步時(shí),看到了蘋果的墜落。由此受到啟發(fā),第一次想到了他的重力理論。

伏爾泰的版本反過(guò)來(lái)又被牛頓的侄女凱特琳·巴頓引用,同年,劍橋自然哲學(xué)家羅伯特·格林也提到了相同的說(shuō)法。

牛頓的小老鄉(xiāng)作家威廉·斯塔克里的描述就更精確:事情應(yīng)該發(fā)生在1666年的夏末。

該作家很早就為自己要寫的書《紀(jì)念牛頓爵士》積累素材。他在1725年4月15日的日記上這么寫道:

那天我跟牛頓約見(jiàn)于他位于肯辛頓,艾爾伯大樓的宿舍里,他的早飯是煮熟的橘皮……

……晚餐后,天氣溫和,我們走進(jìn)花園,在一些蘋果樹(shù)的樹(shù)蔭下喝茶,當(dāng)時(shí)只有我們兩個(gè)人。在一番討論之后,他告訴我他懷念起曾經(jīng)的那段時(shí)光,就像重力這個(gè)概念的啟發(fā)一樣。當(dāng)他正在沉思之中時(shí),蘋果忽然掉落了下來(lái)。

這棵牛頓晚年才出現(xiàn)的蘋果樹(shù),越到后來(lái)細(xì)節(jié)越豐富。

科學(xué)史研究表明,牛頓1687年發(fā)表的萬(wàn)有引力定律,其形成和發(fā)現(xiàn)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,牛頓很可能受過(guò)胡克的重大影響。譬如1679年,胡克給牛頓的信中提出,引力應(yīng)與距離平方成反比,牛頓當(dāng)時(shí)還根本沒(méi)有想到這一層。

但是,牛頓被蘋果啟發(fā)頓悟,于是有了萬(wàn)有引力,顯然是個(gè)更有傳播性的好故事。

皇家學(xué)會(huì)檔案館負(fù)責(zé)人基斯·摩爾認(rèn)為,顯然牛頓本人有意對(duì)此進(jìn)行某種程度上的裝點(diǎn)和美化,巧妙利用時(shí)間的距離感打磨這件軼事,使其更有傳播性。

科學(xué)史學(xué)者們傾向于否定蘋果樹(shù)與萬(wàn)有引力的關(guān)系,但在強(qiáng)大的故事面前,無(wú)異于螳臂當(dāng)車。

故事有了,必須找到那顆樹(shù)。

The tree

問(wèn)題是,所有提到蘋果樹(shù)的資料里,都沒(méi)有明確記載,故事里的「蘋果樹(shù)」特指哪一棵。

關(guān)于此樹(shù)可追溯的最早記載,出現(xiàn)在埃德蒙·特納于1806年出版的《格蘭瑟姆城鎮(zhèn)的歷史》一書中,第160頁(yè)的腳注:「這棵樹(shù)仍然在那兒,并向游客展示?!?/p>

埃德蒙·特納是牛頓蘋果樹(shù)所在莊園的主人——牛頓母親死后,特納家族收購(gòu)了這所莊園,此后直到1980年最后一代家主赫爾伯特·特納死亡后,莊園歸由國(guó)家信托機(jī)構(gòu)所屬。

1820年,埃德蒙的兄弟查爾斯·特納繪制了這顆樹(shù)的圖片,展示了這棵樹(shù)在伍爾索普莊園的相對(duì)位置。

不過(guò),畫中這棵樹(shù)已經(jīng)不完全是牛頓見(jiàn)到的蘋果樹(shù)了。

早在1816年一位姓名不詳?shù)淖髡吡粝碌睦L畫中,牛頓的蘋果樹(shù)已經(jīng)腐朽不堪,奄奄一息。

更不幸的是,1817年夏這棵樹(shù)被大風(fēng)雨中吹倒。當(dāng)時(shí)11歲的Mr.Richard Walker在校長(zhǎng)帶領(lǐng)下,和同學(xué)們伍爾索普莊園并收集了一些殘骸作紀(jì)念。

這些殘骸被Walker的后人捐贈(zèng)給皇家天文學(xué)會(huì)。2012年的太空計(jì)劃中,它們被帶上天,由此表達(dá)對(duì)牛頓萬(wàn)有引力的敬意。

有趣的是,今天被廣泛認(rèn)同的牛頓傳記作者大衛(wèi)·布魯斯特爵士,其實(shí)是蘋果樹(shù)故事的反對(duì)者,但他也加入到牛頓蘋果樹(shù)的尋訪中來(lái)。

布魯斯特在1831年寫的《艾薩克牛頓爵士的一生》及其隨后的擴(kuò)增版中提到:

彭伯頓(Pemberton)和惠斯頓(Whiston)都沒(méi)有從牛頓聽(tīng)說(shuō)過(guò)關(guān)于他最開(kāi)始如何發(fā)現(xiàn)重力的故事,當(dāng)然也就沒(méi)有那顆落下的蘋果。但是,牛頓的侄女凱瑟琳·巴頓像伏爾泰提過(guò)。皇家學(xué)會(huì)主席馬丁·??怂挂蚕蚋窳窒壬岬?。我們?cè)?814年去參觀伍爾索普莊園時(shí)看到了那顆蘋果樹(shù),并摘下了其中一部分樹(shù)根。這顆樹(shù)腐爛的太多,以至于1820年就倒塌了……

幸運(yùn)的是,蘋果樹(shù)的根系并沒(méi)有腐朽,主體部分仍然健在,在原本的殘骸上又生長(zhǎng)出新的樹(shù)并茁壯成長(zhǎng)。

1830年,布魯斯特再次來(lái)到伍爾索普莊園,他繪制了地圖并標(biāo)注了樹(shù)的位置。尤其重要的是他們留下了這樣一個(gè)重要結(jié)論:

盡管牛頓沒(méi)有具體說(shuō)明他觀察到的是哪一棵。如果事實(shí)確實(shí)如他所說(shuō),當(dāng)時(shí)正在這個(gè)莊園里沉思,那么這顆蘋果樹(shù)就是唯一的可選答案。

既然樹(shù)已經(jīng)欽定,故事就要進(jìn)一步完善了。

來(lái)自約克大學(xué)的基辛教授由此收集整理出一條可供參考的「重力樹(shù)」發(fā)展線。并以此確立它的身份問(wèn)題。

1665~1666年牛頓在伍爾索普莊園躲避瘟疫。在花園里漫步時(shí),撞見(jiàn)蘋果落下并建立重力理論雛形。

1721年作家威廉·斯塔克里拜訪伍爾索普莊園并留下一份草圖。

1797年J.C.Barrow(1782~1802)受委托畫了一組關(guān)于莊園的畫。圖中標(biāo)注了蘋果樹(shù)在莊園的相對(duì)位置。

· 1816~1820年

蘋果樹(shù)由于持續(xù)腐爛導(dǎo)致倒塌枯死。所幸的是根基還在,老樹(shù)發(fā)新芽。

最后,莊園的主人特納兄弟將一部分蘋果樹(shù)的殘木做成了椅子。

· 1977年攝于Rochford Hall/Private collection

現(xiàn)在,牛頓的蘋果樹(shù)來(lái)龍去脈算是交代得清清楚楚了。

但按英國(guó)人對(duì)譜系的一貫認(rèn)真,牛頓的蘋果樹(shù)不應(yīng)到此結(jié)束。

轉(zhuǎn)世蘋果樹(shù)

那株蘋果樹(shù)的殘骸上又長(zhǎng)出新的植株,人們認(rèn)可那是牛頓蘋果樹(shù)的后代。

· 攝于1927~1940

1939年,伍爾索普莊園的所有者克里斯托弗·特納向鄰居提及,附近的貝爾頓公園里有牛頓蘋果樹(shù)的后代。

牛頓的蘋果樹(shù)實(shí)際上是一種名為「肯特之花」的稀少品種,15世紀(jì)才被發(fā)現(xiàn),由于比起18世紀(jì)后期的改良品種口感不佳,被迅速淘汰。

臨近伍爾索普莊園的貝爾頓公園里的肯特之花,自然會(huì)被認(rèn)為是從莊園里傳出來(lái)的。

這些散落的牛頓蘋果樹(shù)的后代被東馬林水果研究站的工作人員帶回栽培?,F(xiàn)今市場(chǎng)上出售種植的「牛頓的蘋果樹(shù)/肯特之花」大多是由這里提供的。

你高價(jià)買來(lái)的牛頓蘋果如果長(zhǎng)這樣,它肯定是假的:

真牛頓蘋果必須是長(zhǎng)成這樣:

而且一定不能好吃。

莊園在特納家族手中時(shí),牛頓蘋果樹(shù)被維護(hù)得很好。

這張攝于1978年的照片,可見(jiàn)牛頓蘋果樹(shù)作了大幅度的枝條修剪,更接近早期描述的牛頓樹(shù)只剩兩個(gè)分叉主干的形貌。

如今,伍爾索普莊園連同其所包含的所有東西都?xì)w英國(guó)國(guó)家信托機(jī)構(gòu)所有并管理。

從攝于1998年的照片上可見(jiàn),人們剪掉了果樹(shù)左邊巨大的分叉,特地仿照查爾斯·特納在1820年描繪的圖來(lái)修正樹(shù)的造型。

這顆樹(shù)長(zhǎng)得越來(lái)越像接近1820年的那牛頓蘋果樹(shù)了。

問(wèn)題是,長(zhǎng)得像完全有可能是特型演員,必須拿出有說(shuō)服力的證據(jù)才篤定。

學(xué)者和專家們對(duì)這棵樹(shù)做了樹(shù)輪年代學(xué)和放射性碳檢測(cè),以及基因追蹤。

年輪分析由于缺少足夠信息建立可供參考的數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)位,項(xiàng)目結(jié)果失去可供參考的價(jià)值。

而放射碳檢測(cè)對(duì)1978年采集的樣本的分析結(jié)果顯示,樹(shù)干的核心區(qū)的確起源于1810年至1820年前后。這個(gè)結(jié)果與1820年的特納兄弟所提供的陳述,和1830年大衛(wèi)爵士所提供的資料能夠形成互相印證的作用。

而基因追蹤,除了要考量新老樹(shù)的身份統(tǒng)一性問(wèn)題外,還要考察它與子孫間的親緣問(wèn)題。

由于從1830年大衛(wèi)爵士所保留的部分枝條殘骸和皇家天文學(xué)會(huì)所存的Walker學(xué)士所捐贈(zèng)的殘骸上上提取DNA的過(guò)程目前還未成功,而特納兄弟用蘋果樹(shù)殘骸制作的椅子又已被收為私人藏品。

想要獲得蘋果樹(shù)「重歸新生」前的DNA樣本并不容易。

不過(guò),急切的美國(guó)人顧不上這么多。

1942年,伍爾索普莊園迎來(lái)一批特殊的美國(guó)朝拜者。

Kew Garden派遣專員來(lái)莊園內(nèi)采集枝條并帶回美國(guó)嫁接,轉(zhuǎn)世的牛頓蘋果樹(shù)開(kāi)枝散葉開(kāi)始落戶大洋彼岸。

在美國(guó)的MIT、哥大等名校校園內(nèi),你很有可能看到一個(gè)秀麗的小庭院,院內(nèi)有株獨(dú)占空地的小樹(shù),旁邊有碑:

牛頓的蘋果樹(shù)。

這是凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的牛頓蘋果樹(shù):

這是內(nèi)布拉斯加大學(xué)的牛頓蘋果樹(shù):

基因追蹤表明,美國(guó)人帶回的果樹(shù),與東馬林水果研究站是匹配的。

不過(guò),有時(shí)也會(huì)出些意外。

加拿大國(guó)家研究委員會(huì)(NRC)有兩顆「牛頓蘋果樹(shù)」,一棵是1961年與英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室用楓樹(shù)交換而來(lái),另一棵則是1962年由Kew Garden提供。

兩棵樹(shù)1990年前后開(kāi)始枯萎,為了續(xù)命,研究人員插穗嫁接重新種植,或許是嫁接環(huán)節(jié)出了紕漏,后來(lái)發(fā)現(xiàn)與東馬林所持的樣本基因不匹配。

故事并沒(méi)結(jié)束。

如果你對(duì)牛頓蘋果樹(shù)心生敬仰,不必遠(yuǎn)飛重洋前往朝拜。

天津大學(xué)校園里就有一顆牛頓的蘋果樹(shù)。

千萬(wàn)不要以為天津的就是假貨。

2007年天津大學(xué)校長(zhǎng)龔克親自跑到英國(guó)伍爾索普莊園,從莊園代表Susan Haimes手中接過(guò)枝條并在國(guó)家信托的見(jiàn)證下簽署了《英格蘭伍爾索普莊園「牛頓蘋果樹(shù)」枝條捐贈(zèng)協(xié)議》,血統(tǒng)百分百純正。

揭牌儀式非常天津。

北航校園里也有一顆。

不過(guò),它的名字叫「阿波羅蘋果樹(shù)」,

它是阿波羅10號(hào)將Kew Garden所擁有的牛頓蘋果種子帶入太空飛行1周后回到地球留下的后代,算起來(lái)是第四代。

論血統(tǒng)輩分,還得數(shù)天津大學(xué)的牛頓蘋果樹(shù)最大,真正的「一代」(分身)。

參考資料:

[1]De Voltaire F.M.A. An Essay Upon the Civil Wars of France extracted from curious manuscripts. And also upon the Epic Poetry of the European Nations from Homer down to Milton, 1727.

[2]The Principles of the Philosophy of the Expansive and Contractive Force, or an Enquiry into the principles of the Modern Philosophy, that is into the General Chief rational Sciences, 1727

[3] John Conduitt (Keynes MS 130.4) King’s College Library, Cambridge, 10 - 12.

[4]The Sir Isaac Newton Apple, Tallents, S. Royal Horticultural Society Fruit Year Book, (London: Royal Horticulture Society), no. 9, 1956.

[5]The history of Newton’s apple tree. Contemporary Physics, 1998, volume 39, number 5, pages 377 ± 391

[6]Article from Spectrum - A Newsletter for Alumni and Friends of the Department of Physics and Astronomy of the University of Nebraska Lincoln 1991 Fall

[7]J.L. Heilbron, Electricity in the 17th and 18th Centuries: A Study of Early Modern Physics (Berkeley: University of California Press, 1979), 180.

[8]Thomas Birch, The History of the Royal Society of London, … (London, England: 1756), vol. 2, pages 68–73; see especially pages 70–72.

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