《牛頓傳》:牛頓真的是因?yàn)楸惶O(píng)果砸到,才發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的嗎?

《牛頓傳》:[美] 詹姆斯·格雷克 / 歐瑜 / 圖靈|人民郵電出版社 / 2021-8 /


文丨云海

作為科學(xué)界最偉大的人物之一,科學(xué)天才牛頓(1643年-1727年)發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的故事,我們從小就耳熟能詳:有一天牛頓在蘋(píng)果樹(shù)下看書(shū),被從樹(shù)上自由落體掉下來(lái)的蘋(píng)果砸到腦袋,突然間靈光閃現(xiàn),發(fā)現(xiàn)了地心引力,從而提出萬(wàn)有引力學(xué)說(shuō)。幾百年來(lái),這個(gè)關(guān)于蘋(píng)果的故事一代傳一代,逐漸形成了科學(xué)發(fā)現(xiàn)史上最經(jīng)久不衰的一個(gè)傳奇。

不過(guò),國(guó)際知名的科普作家詹姆斯·格雷克(James Gleick)在《牛頓傳》一書(shū)中,對(duì)這個(gè)故事提出了質(zhì)疑。他考證了牛頓的筆記后,發(fā)現(xiàn)牛頓從來(lái)都沒(méi)有在筆記中提到過(guò)蘋(píng)果,而只是提到那段時(shí)間,他正在思考延伸到月球上的重力。實(shí)際上,牛頓在思考月球等星體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力。


在這本關(guān)于牛頓生平的經(jīng)典名作中,作者回顧了牛頓的一生,描述了牛頓的個(gè)性,以及他的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程。

1665 年倫敦大瘟疫期間,劍橋大學(xué)的各個(gè)學(xué)院先后關(guān)閉,就讀于三一學(xué)院的牛頓也回到伍爾索普鄉(xiāng)下的家里避災(zāi)。在家鄉(xiāng)的大約20個(gè)月里,牛頓孤獨(dú)一人、幾乎不與外人交流,憑借無(wú)窮的耐心,沉迷于思考數(shù)學(xué)問(wèn)題,在極短的時(shí)間里就建立起龐大的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備,創(chuàng)造了現(xiàn)代數(shù)學(xué)、力學(xué)和光學(xué),這使他成了世界上最杰出的數(shù)學(xué)家。難怪后人有種說(shuō)法,瘟疫肆虐之年正是牛頓脫胎換骨之年。

1665 年到 1666 年避居鄉(xiāng)下的大瘟疫期間,正是牛頓處于創(chuàng)作的巔峰時(shí)期。專(zhuān)注于數(shù)學(xué)和哲學(xué)的他,致力于將數(shù)學(xué)的和諧和抽象擴(kuò)展到凡俗世界中。在伏爾泰和牛頓外甥女的丈夫康杜特等人的講述中,牛頓在花園里沉思時(shí),從有些水果(如蘋(píng)果)從樹(shù)上掉了下來(lái),想到重力的力量并不僅限于地球上的某段距離,這種力量要比我們想象中延伸得更遠(yuǎn),比如延伸到月球,正是這種力量,推動(dòng)或拉動(dòng)月球離開(kāi)一條直線軌跡。通過(guò)計(jì)算,牛頓發(fā)現(xiàn)了將月球保持在其軌道上的力,和地球表面重力的大小幾乎是相等的,并據(jù)此提出了對(duì)引力的猜想。

當(dāng)然,作者指出,牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力也并非一蹴而就那么容易,實(shí)際上,在1666 年他才剛剛開(kāi)始理解其中的原理。作者認(rèn)為蘋(píng)果和月球的例子只是一個(gè)巧合,牛頓之所以能夠發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力,要得益于他非凡的概括能力和跨界能力,一種從近到遠(yuǎn)、從凡常到無(wú)垠進(jìn)行跨界跳躍的能力。他能夠把看似不相干的思想領(lǐng)域聯(lián)系起來(lái),所以才能由蘋(píng)果聯(lián)系到月球的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而發(fā)現(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)定律。


在作者的筆下,牛頓內(nèi)向、害羞、并不富裕,卻酷愛(ài)學(xué)習(xí),終其一生都在孜孜不倦地閱讀、心懷未解疑問(wèn)。青年時(shí)的牛頓從最晦澀難懂的研究和書(shū)籍開(kāi)始學(xué)習(xí),比如笛卡兒的《幾何學(xué)》。由于太過(guò)內(nèi)向和羞怯,當(dāng)無(wú)法理解書(shū)中的內(nèi)容時(shí),牛頓不愿去請(qǐng)教任何人,而是重新開(kāi)始讀上三四遍,直到他不僅掌握了全部?jī)?nèi)容,而且還發(fā)現(xiàn)了笛卡兒的錯(cuò)誤。同時(shí),他還善于記錄學(xué)習(xí)筆記,甚至自己制作實(shí)驗(yàn)儀器,并在學(xué)習(xí)和研究過(guò)程中提出新的發(fā)現(xiàn),卻又常常對(duì)自己的工作和新發(fā)現(xiàn)秘而不宣,極少將自己的成果公之于眾。

在《牛頓傳》這本不算厚的傳記里,我們看到的就是這樣一個(gè)富有好奇心和鉆研精神的科學(xué)天才。

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