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牛顿回到伍尔索普后住在母亲的庄园中，照传统的说法他在那时即获得了关于重力的伟大发现，还有使他不久后成名的数学上的突破。就在伍尔索普庄园旁的果 园中，那个著名的苹果正如我们所期盼的那样在恰到好处的时间脱落枝头，触发了重力学说的发现。之后，我们以为只需要把这个伟大的事实发现加以公式化，《原 理》这本伟大的著作就完成了！然而，在现实世界中，无论知识有多么深邃、对科学的发展有多大影响，其发展过程远比传说要平淡无奇。事情的真相是，牛顿并不 会侥幸地因为单一事件或者回到童年的环境，而让他内心深处产生某种推动力而得到启发，专心的研究和绝对的奉献，逐步揭露事实真相，才是比较可能的情况。正 如有人问牛顿是怎么会想到这些前所未知的东西时，他回答说：“我经常将一些问题放在眼前，等待第一道曙光缓缓出现，再一步步地看到圆满、明亮的光辉。” 苹果的故事几乎可以确定是捏造的，要不然就是对事实的过度渲染。真正说来，它和早期记述牛顿的许多事迹是相通的，人们都指称牛顿一生中有两年最为重要 ——所谓神奇的1665年和1666年，这两年让他把所有的问题都想通了，但这绝对是把真相极度简化的结果。虽然牛顿在伍尔索普那段不算短的日子里有了许 多灵感和直觉，且那些思想日后大都变成伟大的定律，成为现代科技的基础，但乡居期间培养的思想并未成熟也未定型，即使1665年和1666年的确是牛顿快 速发展他知识的时期，这也应该只能算是他迈向成功的起步吧。如果我们要在牛顿的年表上标示他一生的成就，那么他的神奇岁月应该涵盖20年以上，从他回到伍 尔索普开始，一直到1687年他发表《原理》一书为止。在17世纪70年代至80年代间，他除了将直觉的概念逐渐转化成实实在在的科学外，也腾出不少时间 一心一意地钻研炼金术。 灵感究竟是在什么地方什么时候出现的，这仍然是个谜。尽管各种各样的传闻和记载都指出，牛顿在1665年和1666年间是如何地奋发用功，但我们可能永远无法得知，历史上最重要的一组发现之一——牛顿的数学和科学，是如何被启发出来的。 关于苹果的故事出自好几个源头，首先是斯蒂克利，这位传记作者在牛顿去世的前一年，也就是1726年春天，到这位伟大科学家最后定居的肯辛顿访问，他们 两人在花园中散步的时候，牛顿向斯蒂克利指出，正是在这样的地方，他第一次觉悟到重力的道理。斯蒂克利觉得十分有意思，在回忆这件事情时就加以强调。他 说：“在几株苹果树阴之下，只他和我两人，谈论了许多事情，他告诉我，当年正是在与此相同的情景下，重力的观念进入了他的脑中。那一刻刚好落下了一个苹 果，他开始陷入冥思。” 另外一个故事是极端崇拜牛顿的伏尔泰写的，他的著作《牛顿哲学原理》（1736）使这位英国科学家扬名法国。 在该书的英文版中，他说：根据牛顿的外甥女康杜伊特太太所说，牛顿回到乡下之后。看到园子里的果子落满地上。就在1666年的某一天，他陷入深思之时，忽 然想到物体掉落地面所走的是一条直线，如果这条线一直延长下去，它几乎会通过地球中心。如这段话所言，伏尔泰是从牛顿的同母异父妹妹的女儿凯瑟琳·巴顿， 即康杜伊特太太那儿听来的二手故事，伏尔泰自己没有见过牛顿。 另外还有一桩当年的传说，是由彭伯顿传下来的。彭伯顿是《原理》第三版 的主编，该版发行于1726年。他叙述那情景的手法也很相近：“导致他写出《原理》的最早思想启发，是在1666年逃避大瘟疫、从剑桥回家之后产生的。他 时常单独坐在园子里，并陷入了对重力的沉思。” 这些不同版本的故事有一个相同的特点，就是都声称直接来自牛顿本人的说法，因此我们若 仅根据牛顿自己的说法，不加推敲，只得信以为真。也许在1666年夏天的某一个下午，牛顿真的坐在苹果树下，看到一个苹果落下来，或许就是这个景象结合了 其他因素，激发了他的思想理论。 但是苹果的故事也像是后人为他捏造的，或者是后人出于特殊目的添油加醋，我们几乎可以确定这样做是为了隐藏一个事实，就是引起牛顿重力理论的灵感，大部分来自他接下来从事的炼金术。 实际上，牛顿在炼金术上的研究，在传统的科学界和一般社会人士看来都是不入流的，不过，有一个更实际的问题不容忽视：炼金术专注于把普通的金属炼成黄金 这项工作，在那个时代里一向被统治者视为重罪。因此，甚至到了晚年，牛顿仍然要设法隐瞒他的双重性格，一方面为了保护他自己的生命财产，另一方面为了不使 他辛苦得来的名誉——历史上最伟大科学家的名声受到玷污。 如果苹果的故事不可靠，那么牛顿又是如何想到重力的平方反比律的呢？这是说明所有的质量都会相互吸引的定律，亦即万有引力定律非常重要的基础。 第一步是要靠他研究数学所建立的一套通用的数学原理，用以研究行星的运动。自从早两年，即1664年的春天，牛顿开始探索基础数学之后，他已经能够将全 部已知的数学融会起来，并延伸至前所未知的领域。经过了60年之后，牛顿这样向人提起他自己：“在那些日子里，我正处于个人发明岁月的精华时期。”他已经 熟稔曲线数学的最新方法，知道能够用切线来逼近曲线的原理，并作出相当程度的计算。他也和当时其他数学家一样追求精确，尤其是对曲线下面积（曲线与x坐标 轴之间所涵盖的部分），以及曲线曲率（或为斜率）的精确算法特别有兴趣。 (责任编辑：中国历史网) |