前言
在维多利亚女王时代的英国,每位学童都知道艾萨克·牛顿爵士是一位无与伦比的数学天才和科学天才,而且大部分学童还能基本道出牛顿的主要科学发现。在光学上,牛顿发现白光并不是自然界中的基本元素,而是由几种更基本、更原始的光线混合组成的。物体之所以呈现出一定的颜色,是因为物体具有反射某些色光而吸收其他色光的属性。在数学领域,牛顿发现了二项式定理和微积分的基本定律。二项式定理用于展开两个变量之和的任何次幂,而微积分研究的是任意变量(一条曲线的形状或一个移动物体的速度)的瞬时变化率问题,同时也提供了计算曲线面积和曲面体积的技巧(当然还有其他用途)。牛顿在数学和光学上的成就过了好几十年才完全为他的同代人所接受,这首先是因为他只给少数几个同代人展示过自己的工作成果,其次是因为许多同代人感到他的工作成果难以让人重复,而且太具革新性,不易领会。
牛顿体系的辉煌巅峰在于他1687年出版的《数学原理》[1]。在《原理》中,牛顿提出了运动三定律以及万有引力这一不可思议的概念。所谓万有引力,是指所有大质量物体都在根据一条数学定律不断地吸引其他一切物体。牛顿使用诸如“质量”与“引力”等全新的概念,以运动定律的形式宣布:(一)除非受到某种外力的作用,否则一切物体都将一直处于运动状态或静止状态;(二)一切物体所处状态的变化与引起此变化的力成比例,且与该外力的方向一致;(三)对于每一个作用力,总有一个大小相等而方向相反的作用力。对牛顿在该领域成果的后续研究形成了18世纪天体力学的基础,一门全新的、堪称正确的关于地球与天体的物理学(狭义相对论与广义相对论效应除外)由此诞生了。由此可见,绝大多数受过良好教育的人将牛顿视为理性之奠基者并不是没有道理的。
除此之外,维多利亚时代的人们也知道艾萨克爵士既是一个痴迷的炼金术士,也是一个激进的异教徒。为了理解牛顿生活与工作的这些匪夷所思的方面,当时的英国精英们可谓绞尽了脑汁。同时,一些证据还无可争议地表明牛顿对待多位同代人的方式应该受到谴责。从那以后,如何解释牛顿的人格以及如何调和牛顿工作的“理性”方面与“非理性”方面便一直挑战着历史学家们。另外,直到20世纪70年代,人们才有机会接触并认真研究牛顿的许多重要论文,这就意味着只有在过去二三十年中我们才有可能勾勒出一幅较为均衡的牛顿的工作图。
虽然人们早就知道牛顿有着这些显然是很古怪的兴趣,而且牛顿本人无疑认为这些研究要比他那些“更令人尊敬”的追求更有意义,但是近期一些流行的牛顿传记却不断地大肆渲染这些不那么正统的成分,就好像头一回描述这些东西似的。可是,这些传记既没有提出什么新的见解,也没有利用前些年才得以上网的、内容惊人的材料。大部分传记还夸张地声称牛顿智力活动的各个领域之间有着这样或那样的联系。为了纠正这些问题,这本对牛顿的介绍一方面吸纳了近期的学术研究成果,另一方面也利用了新近才得以上网的著作副本。这样一来,与近期那些传记中的形象相比,本书中所描绘的牛顿显得要奇怪得多。
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[1]其全称是《自然哲学的数学原理》(The Philosophi覸Naturalis Principia Mathematica),简称《数学原理》或《原理》。——本书注释均由译者添加,以下不再一一说明。