日前,英国查尔斯国王在温莎城堡盛情款待来访的川普。宾主互相赞美,大侃两国特殊关系。老川也不同往常,显得中规中矩,。有的看官一边感叹城堡内的金碧辉煌,一边感叹当年的日不落帝国如今已是黄昏。有人更近一步,说美国的太阳也在西沉。
英国是不是已到晚上7点,美国是不是也是下午3点,这个我们先不论,今天不谈政治。然而看着那城堡内外,我感觉到的是一种历史的厚重。回首过去300年,英国这样一个小岛,为人类文明做出了非凡的贡献,其根本原因是什么,我在过去的三、四十年里经常在想,但却没想出什么名堂。
这里不谈大宪章、光荣革命等历史篇章,也不说莎士比亚、丘吉尔等“文科生”。就说在科学和技术上为人类做出杰出贡献的人物,一抓就是一大把 — 牛顿(Isaac Newton),达尔文(Charles Darwin),麦克斯韦(James Clerk Maxwell),瓦特( James Watt),道尔顿(John Dalton),法拉第(Michael Faraday)…… 你若说,这都是“古时候”的,现在如何呢?好,举几个最近几十年世界超一流的例子——
弗莱明(Alexander Fleming,青霉素的发现者,这是人类的第一个抗生素)
霍金(Stephen Hawking,当代最伟大的理论物理学家之一)
图灵(Alan Turing,史上最伟大的计算机科学家和密码学家)
富兰克林(Rosalind Franklin,她首先发现了DNA的双螺旋结构,然而得诺贝尔奖的却是另外三个人【很长的故事,这里先不谈】)
伯纳斯-李(Tim Berners-Lee,万维网 www 的发明者)
怀尔斯(Andrew Wiles, 证明了数学上著名的“费尔马大定理”)
…… 英国人口只占世界人口的0.9%,够意思了吧?

在所有的这些人中,最伟大者,我认为首推牛顿。不仅如此,我认为他是迄今人类历史上最伟大的科学家。他的运动三大定律、万有引力定律和微积分的发现,至今在人类科学技术殿堂中依然处于基石和中心的地位。可以毫不夸张地讲,如果没有牛顿,今天的我们不可能有现在这个水平的物质文明程度,很可能还没有航空、航天和对宇宙的探索。牛顿以后,比如相对论和量子力学,的确是进一步的发展。但很多的时候在应用上是不必要的,比如,一般的工程计算和航天器的轨道计算,用牛顿二百多年前的东西就可以了。
那么,是不是说,假如当年那个低体重婴儿没能活下来,这些规律别人就发现不了呢?是不是说如果没有牛顿,人类的现代物质文明是不是就不能产生呢?那倒不是。我认为自从古希腊的亚里斯多德建立形式逻辑体系和欧几里德写出《几何原本》,人类理性认识世界的过程就开始了,这是一个质变。牛顿这个天才让进程加速了,或者说假如没有他,这个过程要延缓。然而只要这个实证逻辑体系已经建立起来了,自然规律终归会被揭示的,即便晚几代人。相反,如果没有这个体系,即便有大量聪明、勤奋的个体,是没有大用的,依然只能是经验性的重复。

牛顿是科学伟人,但从个性角度讲,他比较冷漠、刻薄,可能不是一个可爱的人。让我们来看几个侧面,至于产生什么样的立体感,各人也许不同 ——
** 牛顿是遗腹子 **
牛顿的父亲在他出生前大约三个月就去世了。母亲给他起了与父亲同样的名字Issac。他父亲生前是一位富裕的农民,家里有几百只牛羊,所以母子生活无忧。
牛顿3岁时,母亲Hannah改嫁,由于那个男人不希望抚养牛顿,他母亲便把年幼的牛顿留在了自己的父母家。过了7年,那个男人死了,她带着与他生的三个孩子一起回到了娘家,于是牛顿与母亲重新生活在一起。但多年d分离已经让他与母亲关系比较疏远,同年时期的这段经历,可能与他成年后性格的内向、多疑有关。
后世许多传记学者有认为,牛顿的遗腹子和早年的经历,塑造了一个孤僻内向、缺少信任、沉默寡言的人。然而另一方面,这种不幸的家庭背景虽然让他人格偏执,但也间接促成了他的深思和对解决未知问题的近乎痴迷的投入。
** 牛顿是否患有阿斯伯格综合征? **
阿斯伯格综合征(Asperger Syndrome,简称 AS)是一种精神发育障碍,经常表现为社交困难,这种人既对他人社交信息缺乏理解,也缺乏参与社交的愿望,他们与人交流机械而缺乏感情色彩。这些人的智力正常,有一部分智力超群,兴趣多专注于某个特定领域(如数学、计算机编程等)。2013年颁布的DSM-5诊断标准已经不再把它作为独立障碍列出,而是并入高功能自闭症。
牛顿是否患有AS,一直是学术界和公众感兴趣的问题。牛顿的行为特点的确有点像。然而,现代精神病学诊断不宜直接套用在几百年前的历史人物身上了。如今的精神问题的诊断,需要有经验的精神科医生跟患者本人交流才能作出。牛顿生活在18世纪,没有现代精神医学诊断体系,我们只能依靠历史文献、信件和传记中的描述来推测。我们不能断然给牛顿贴上“阿斯伯格综合征”的标签。
** 牛顿不喜欢发表,却是捍卫自己优先权的斗士 **
牛顿具有“发表”和“争论”的矛盾性。牛顿23-24岁这两年里思想极为活跃且有多项重大突破。他的二项式定理、微积分、万有引力定律、运动三定律的基本思路,都是这时候产生的,但他的研究结果常常拖延多年才公开。他担心自己的思想被误解,或不愿意因为不够成熟而受到攻击。
然而,一旦他的学术声誉或优先权受到挑战,他就会投入极大精力去捍卫。在皇家学会内部,他与资深学者胡克(Robert Hooke,看官还记得初中物理课上那个关于弹簧的“胡克定律”吗?)就万有引力和光的本质(粒子vs. 波动), 展开了多年的争论。较年轻的牛顿声誉逐渐压过胡克,后来他成为皇家学会会长(President of the Royal Society)
更富有戏剧性的是牛顿与德国数学家莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)关于发明微积分的优先权之争。背景是,牛顿发明了微积分,但以手稿形式存在。莱布尼茨在独立发展了微积分(他的符号体系更现代化),并在1684–1686年公开发表。争论升级到不堪的程度,1711年,英国皇家学会发表声明(其实牛顿主导)支持牛顿优先权。欧洲大陆数学家则一直站在莱布尼茨一边。这场争论延续几十年,造成英国数学与欧洲大陆数学一度不交流。
目前科学史专家普遍认为,牛顿和莱布尼茨是微积分独立发明者,牛顿先发明但晚发表,莱布尼茨先公开且独立发展。争论的本质更多是优先权与荣誉问题,而非纯科学问题。
** 牛顿既不是异性恋,也不是同性恋,他只是不感兴趣 **
牛顿一生没有结婚,也没有明确的情感伴侣的记录。他童年和青年时期没有留下过追求女性的记载。在当时社会,学者终身未婚并非罕见,但牛顿这般冷淡有些过于彻底。一些传记作者推测他可能与男性友人关系亲密,但没有事实材料,无证据显示他有同性恋倾向。
能跟他稍可类比的,是法国数学家笛卡尔(René Descartes,直角坐标系就是他发明的。),他终身未婚,但有过情人。德国哲学家康德(Immanuel Kant)或许跟牛顿最像 ,他性格谨慎,终身未婚,但据史料他也有过婚姻的想法。从现有的史料来看,牛顿在性与情感方面的确显得 “缺乏兴趣”,这点跟“异性恋/同性恋”都不契合。
至于原因就不好说了。比如他真有阿斯伯格特征,有可能对社交和情感关系兴趣淡薄。他同年的经历,可能让他回避亲密关系。也有可能他极度沉迷于研究,个人生活的位置极为次要。
** 牛顿热衷于炼金术 **
牛顿除了在物理学、数学和天文学上的巨大成就之外,还对炼金术(Alchemy)表现出极大的兴趣。炼金术的目标是通过化学方法将一些基本金属转变为黄金,或者制造万灵药。炼金术是跨越人类历史和多种文化的一种化学哲学,直到现代化学发展成熟以后,才证实炼金术的不可能和其伪科学的性质。但在牛顿的时代,它是化学探索的一部分。
在他留下的庞大手稿中,炼金术文献占了相当大的比例。据估计,他的炼金术笔记和抄录内容超过一百万字,数量甚至远超他在物理学方面的笔记。牛顿曾仔细研究古代和中世纪的炼金典籍,试图理解并实践“点金术”、炼制贤者之石以及探究物质的本源。他相信其中隐藏着自然界的秘密法则。牛顿在炼金术上的巨大投入,使人们重新认识到他并非单纯的“现代科学奠基人”,作为探索者,他有时也站在科学与神秘主义的交界处。
** 牛顿笃信上帝 **
牛顿在宗教上也有非常深厚的兴趣和投入。事实上,他的宗教信仰对他的一生的研究都有影响。牛顿深信上帝,相信宇宙秩序和自然法则是上帝设计的。他认为,通过研究自然界的规律,人类可以更好地理解上帝的智慧。
对牛顿来说,科学探索和宗教信仰并不矛盾。自然法则的发现和宇宙的秩序被他视为了解上帝智慧的体现。牛顿不仅笃信宗教,而且他的科学研究在一定程度上受到了他宗教观念的启发。他是一个在科学和宗教之间寻求理解宇宙秩序的人。
牛顿写了大量关于宗教和神学的研读手稿,但生前很少发表。这其中他对世界末日的推算颇有意思,不过他并没有把这个信息公开发表。根据他的研究,世界末日不会早于2060年。但他对“具体日期”非常谨慎,他绝不是说世界一定会在2060年结束,只是认为末日不可能发生得更早。各位看官,看来我们尚安全。
** 牛顿长期担任皇家造币厂厂长 **
牛顿去世的时候,不仅是皇家学会的会长,还是造币厂的厂长(Master of the Mint),几年前我第一次听说时,感觉很奇怪。后来才知道该职务是他除了科学研究之外一段重要的经历,而且他干得成绩斐然。
1696年,53岁牛顿被任命为皇家造币厂的“监督官”。这份工作对德高望重的牛顿来说,完全可以当作闲职来做,但他却非常认真,投入大量精力。(这可能也是阿斯伯格综合征患者的“毛病”。)当时英国货币体系问题不少,伪造、私铸、磨边(削掉银币边缘取银)等尤为严重。牛顿亲自调查、起诉伪造者,甚至参与秘密侦查,使混乱局面大为改观。
当局一看,大科学家居然有这等管理才能,于是1699年,牛顿被任命为造币厂厂长,他干了28年,一直到去世。在任期间,他负责英国货币改革与管理。他推动了金币标准化,改进了铸币技术,确立了金币与银币的兑换比率。这为后来英国进入“金本位”奠定了基础。 牛顿在造币厂的工作中展现出的严谨,和他在研究中的严肃认真是一致的。真是“金子在哪儿都会发光”啊。


在牛顿看来,宇宙的一切规律,都可以用数学公式定量表达。在他的运动三定律(惯性定律、加速度定律和作用反作用力定律)和万有引力定律萌发后二十多年,到了1686年,牛顿发表了科学史上的里程碑著作之一,《自然哲学的数学原理(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica)》,简称Principia。这本书篇幅并不宏大,但却是经典力学的奠基之作,标志着近代科学的成熟,它建立了用数学方法解释自然现象的范式,把物理从哲学思辨提升为可验证的科学体系。
这本书是用拉丁文写成的,我一句也看不懂,但几年前我却买了一本来,文盲翻书。到底是什么目的呢?我也说不清楚。