早在牛頓去世之前，他的名譽(yù)就存在著爭(zhēng)議。他的一些宗教觀念被某些人認(rèn)為是非正統(tǒng)的。但對(duì)于絕大多數(shù)學(xué)者來(lái)說(shuō)，他在科學(xué)方面的貢獻(xiàn)超越了一切�！杜ｎD新傳》利用了牛頓未經(jīng)發(fā)表的私人手稿，闡釋了牛頓復(fù)雜個(gè)性的成因，展示了他在煉金術(shù)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等方面的成就。本書(shū)簡(jiǎn)介：
牛頓對(duì)于歐洲政治、科學(xué)和宗教都產(chǎn)生了巨大影響，《牛頓新傳》大量披露了牛頓生前從未發(fā)表過(guò)的手稿，細(xì)致剖析了牛頓的工作和生活，詳細(xì)解釋了牛頓的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，深刻挖掘出了牛頓思想背后的動(dòng)因，由此展現(xiàn)出了一位異常復(fù)雜的偉大人物。
作者簡(jiǎn)介：
羅布·艾利夫薩塞克斯大學(xué)學(xué)術(shù)史和科學(xué)史教授。《科學(xué)史》雜志編輯。曾發(fā)表過(guò)多篇有關(guān)早期現(xiàn)代史和科學(xué)史的學(xué)術(shù)文章。他還是一個(gè)有關(guān)牛頓的國(guó)際項(xiàng)目的編輯總監(jiān)，該項(xiàng)目致力于整理出牛頓所有著作的完整電子版本。
目錄：
前言
1 一位愛(ài)國(guó)者
2 哲學(xué)式玩耍
3 神奇歲月
4 挑剔的大眾
5 真正的煉金術(shù)哲學(xué)家
6 少數(shù)蒙選者之一
7 神圣之書(shū)
8 都市之中
9 萬(wàn)有之主
10 馬人與其他動(dòng)物
索引
英文原文前言序言
四年以前的2005年被聯(lián)合國(guó)規(guī)定為國(guó)際物理年，也可以叫做愛(ài)因斯坦年，標(biāo)志性的事件是一百年前(1905)愛(ài)因斯坦在他二十六歲這一年內(nèi)，發(fā)表了五篇?jiǎng)潟r(shí)代的物理論文，序言陸埮 譯林出版社的於梅編輯打來(lái)電話要我為該社即將出版的《牛頓新傳》(英國(guó)羅布·艾利夫著，萬(wàn)兆元譯)的中文譯本寫(xiě)個(gè)序，并把書(shū)稿寄給了我。對(duì)于我們從事物理和天文工作的人來(lái)說(shuō)，牛頓當(dāng)然是這個(gè)領(lǐng)域的先驅(qū)人物，出版他的傳記自然是一件有意義的事。
四年以前的2005年被聯(lián)合國(guó)規(guī)定為國(guó)際物理年，也可以叫做愛(ài)因斯坦年，標(biāo)志性的事件是一百年前(1905)愛(ài)因斯坦在他二十六歲這一年內(nèi)，發(fā)表了五篇?jiǎng)潟r(shí)代的物理論文，這一年被認(rèn)為是愛(ài)因斯坦的奇跡年。那一年，他創(chuàng)建了狹義相對(duì)論、證明了E=mc2、發(fā)表了光電效應(yīng)(量子論的奠基性論文，諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)之作)和布朗運(yùn)動(dòng)(皮蘭因用實(shí)驗(yàn)證明了愛(ài)因斯坦的布朗運(yùn)動(dòng)理論而獲得諾貝爾獎(jiǎng))。談起愛(ài)因斯坦，人們自然會(huì)同時(shí)提起牛頓，他們兩人常常被相提并論。說(shuō)來(lái)也巧，牛頓也有他的奇跡年，那是在他二十三至二十四歲期間(1665—1666)，當(dāng)時(shí)他剛從英國(guó)劍橋大學(xué)三一學(xué)院畢業(yè)在家躲避瘟疫。這兩年，牛頓的科學(xué)思想十分活躍，遍及數(shù)學(xué)、光學(xué)和力學(xué)，幾乎把他一生中大多數(shù)重要科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖規(guī)劃了出來(lái)。
牛頓的科學(xué)貢獻(xiàn)主要在如下三個(gè)方面。1)數(shù)學(xué)方面：他發(fā)展了無(wú)窮級(jí)數(shù)理論，證明了二項(xiàng)式定理，求出了任意冪二項(xiàng)式的級(jí)數(shù)展開(kāi)式，特別是創(chuàng)立了微積分。2)光學(xué)方面：他發(fā)現(xiàn)了分光現(xiàn)象，用三棱鏡將太陽(yáng)光進(jìn)行分解，證明白光是由不同顏色(即不同波長(zhǎng))的光混合而成，這一發(fā)現(xiàn)為光譜分析打下了基礎(chǔ)。牛頓還把一個(gè)凸透鏡的凸面，壓在一個(gè)十分光潔的平面玻璃上，在白光照射下看到了明暗相間的同心圓圈，人稱“牛頓環(huán)”。對(duì)于光的本性，牛頓還提出了光由微粒組成的學(xué)說(shuō)。此外，他還首次制成了反射式望遠(yuǎn)鏡，這在天文學(xué)上也具有里程碑的意義。3)力學(xué)方面：這是牛頓最主要的科學(xué)貢獻(xiàn)。他提出了力學(xué)三定律，構(gòu)成了完整的力學(xué)體系。他還發(fā)現(xiàn)了人類所知的第一種基本作用力——萬(wàn)有引力定律。無(wú)論月亮繞地球運(yùn)動(dòng)，還是行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力都是支配它們的唯一的一種力，而且與地面上物體所受的重力實(shí)屬同一種力。萬(wàn)有引力的提出第一次顯示了地上的規(guī)律和天上的規(guī)律實(shí)際是統(tǒng)一的，因此，牛頓已經(jīng)完全奠定了天體力學(xué)的基礎(chǔ)。人們精確計(jì)算行星、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，以及人們發(fā)射人造衛(wèi)星，均需要依據(jù)這些規(guī)律。事實(shí)上，他不僅提出了力學(xué)定律，而且也提出了包括絕對(duì)時(shí)間、絕對(duì)空間在內(nèi)的完整的經(jīng)典力學(xué)框架。這是人類提出的第一個(gè)完整的科學(xué)體系。
科學(xué)的發(fā)展要有兩個(gè)前提，一個(gè)是能提供正確理論分析的嚴(yán)格的邏輯，一個(gè)是能反映客觀實(shí)際的觀察和實(shí)驗(yàn)。在牛頓時(shí)代，這兩個(gè)條件已經(jīng)具備。古希臘的歐幾里得幾何學(xué)已經(jīng)給出了嚴(yán)格邏輯體系的范例。伽利略、開(kāi)普勒等已經(jīng)開(kāi)創(chuàng)了力學(xué)和天體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)工作。牛頓得以在他們的基礎(chǔ)上完成了完整的低速度經(jīng)典力學(xué)體系，系統(tǒng)描述了物體的動(dòng)力學(xué)行為。他是第一位集大成的科學(xué)家。他所處的時(shí)代和環(huán)境，必然還處于科學(xué)發(fā)展的早期，還存在著不少非科學(xué)甚或迷信的東西。在這樣一種環(huán)境和氛圍中，在這樣一種科學(xué)發(fā)展的過(guò)渡時(shí)期，作出這樣的科學(xué)貢獻(xiàn)確實(shí)十分不易。20世紀(jì)上半葉，人們?cè)l(fā)現(xiàn)了一箱子牛頓沒(méi)有公開(kāi)過(guò)的手稿，包括了他的大量筆記、手稿和私人信件等資料。事實(shí)上，牛頓本人也存在著兩面性，他不僅發(fā)表了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》和《光學(xué)》等著作，總結(jié)了他的科學(xué)貢獻(xiàn)，也留下了五十多萬(wàn)字的煉金術(shù)手稿和一百多萬(wàn)字的神學(xué)手稿這些非科學(xué)的東西。當(dāng)然，無(wú)論從他本人思想達(dá)到的程度，還是從他產(chǎn)生的客觀效果來(lái)看，發(fā)表的與未發(fā)表的應(yīng)當(dāng)區(qū)別看待。
這本《牛頓新傳》也收集了他的大量鮮為人知的新材料，可以讓人們了解，科學(xué)是怎樣艱難地一步一步地在非常復(fù)雜的社會(huì)背景中誕生出來(lái)的。只有把他的一生看作為永恒真理而斗爭(zhēng)的舞臺(tái)上的一幕才能理解他。——愛(ài)因斯坦哲學(xué)式玩耍
根據(jù)英國(guó)當(dāng)時(shí)使用的歷法，牛頓出生于1642年的圣誕節(jié)（在歐洲大陸的大部分地區(qū)是1643年1月4日）。在他出生后的頭十年里，英國(guó)經(jīng)歷了可怕的內(nèi)戰(zhàn)。17世紀(jì)40年代，議會(huì)軍與保皇軍之間爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)，結(jié)果將查理一世于1649年1月送上了斷頭臺(tái)。牛頓的舅舅和繼父都是地方教區(qū)的教區(qū)長(zhǎng)。在國(guó)會(huì)召集教會(huì)當(dāng)局檢查宗教“虐待”情況的過(guò)程中，他們兩人似乎并沒(méi)受到什么折磨。十多歲的時(shí)候，牛頓生活在激進(jìn)的、信奉新教的共和政體下。到了1660年，查理二世復(fù)辟，共和政體被取代了。牛頓出身于一個(gè)相對(duì)殷實(shí)的家庭，在一種濃厚的宗教氛圍中長(zhǎng)大。牛頓的父親也叫艾薩克，他是一個(gè)自耕農(nóng)，在1639年12月繼承了林肯郡伍爾索普教區(qū)的一片土地和一座很氣派的莊園。牛頓的母親漢娜·艾斯庫(kù)來(lái)自下層鄉(xiāng)紳家庭，似乎僅僅受過(guò)一點(diǎn)基本教育（不過(guò)這在那時(shí)是比較普遍的）。不過(guò)，她弟弟威廉卻是17世紀(jì)30年代劍橋大學(xué)三一學(xué)院的畢業(yè)生。后來(lái)，在送牛頓去上三一學(xué)院的過(guò)程中，威廉發(fā)揮了很大的作用。
牛頓的父親（他顯然連自己的名字都不會(huì)寫(xiě)）死于1642年10月初，當(dāng)時(shí)離兒子出生還有將近三個(gè)月時(shí)間。牛頓曾對(duì)孔杜伊特講，他剛生下來(lái)時(shí)瘦小孱弱，一副病態(tài)，人們都認(rèn)為他活不長(zhǎng)久。家里打發(fā)兩個(gè)婦人到當(dāng)?shù)匾晃毁F婦那里尋求幫助。結(jié)果她倆卻在半路上坐下來(lái)休息，因?yàn)樗齻兛隙ǖ茸约悍祷貢r(shí)那個(gè)嬰兒已經(jīng)死了。然而，命運(yùn)多舛的牛頓還是活了下來(lái)。母親把牛頓撫養(yǎng)到三歲的時(shí)候，當(dāng)?shù)匾晃簧狭四昙o(jì)的教區(qū)牧師巴納巴斯·史密斯向她求婚。史密斯牧師很富有，他答應(yīng)會(huì)給漢娜的頭生子牛頓遺留一些土地，于是漢娜就在1646年1月和史密斯結(jié)婚了。從那以后，一直到史密斯1653年去世，漢娜大部分時(shí)間都和后夫生活在一起，而且為他生育了三個(gè)孩子（其中一個(gè)就是凱瑟琳·孔杜伊特的母親）。雖然約翰·孔杜伊特用抒情的筆調(diào)描寫(xiě)了漢娜的品德，并且很細(xì)心地指出漢娜是一位對(duì)所有的孩子“都很溺愛(ài)的母親”，但同時(shí)強(qiáng)調(diào)她最鐘愛(ài)的還是小艾薩克。無(wú)論這話的真實(shí)性如何，來(lái)自牛頓自己的證據(jù)則表明他少年時(shí)與母親的關(guān)系非常不好。此外，在長(zhǎng)達(dá)七年的時(shí)間里，漢娜實(shí)際上都將牛頓留在伍爾索普由外婆撫養(yǎng)，歷史學(xué)家一直覺(jué)得很難將這一事實(shí)與孔杜伊特的描述協(xié)調(diào)起來(lái)。
牛頓先后就讀于當(dāng)?shù)氐膬伤W(xué)，十二歲后進(jìn)入格蘭瑟姆文法公學(xué)讀書(shū)。他寄宿在當(dāng)?shù)氐囊晃凰巹⿴熂s瑟夫·克拉克家中�？死说乃幏砍闪伺ｎD獲取信息的一個(gè)大好來(lái)源�？死说囊晃缓蟠嬖V威廉·斯蒂克利，牛頓對(duì)店中大量的藥品和化學(xué)制品表現(xiàn)出了極大的興趣。斯蒂克利寫(xiě)道，牛頓曾花了大量時(shí)間來(lái)收集藥草，還很可能向克拉克的學(xué)徒了解過(guò)這些藥草的屬性。牛頓當(dāng)時(shí)和克拉克的繼子女生活在一起。這些繼子女中有一位叫凱瑟琳——也就是后來(lái)的文森特夫人，她提供了有關(guān)這位神童的大量信息。斯蒂克利遇到的每個(gè)人都會(huì)向他敘說(shuō)牛頓制造機(jī)器的“天賦和非凡的創(chuàng)造性”。他們這樣告訴他：“放學(xué)后，牛頓不跟其他男孩一起玩耍，而總是在家里忙個(gè)不停，隨心所欲地制作各種各樣的小玩意兒和木頭模型�！蔽纳胤蛉朔Q自己就是那位年輕的發(fā)明家當(dāng)年關(guān)注、愛(ài)慕的對(duì)象。根據(jù)她的記錄，牛頓的同學(xué)“并不十分喜歡”牛頓，因?yàn)樗麄冎琅ｎD要比他們“心靈手巧得多”。小艾薩克“一直”都是“一個(gè)嚴(yán)肅、沉默寡言而善于思考的少年”。他從不跟男孩子一起玩耍，但偶爾會(huì)做一些玩具小屋中擺放的家具，給女孩子“擺放玩偶和懸掛小飾品”。
牛頓將母親給他的錢都用來(lái)購(gòu)置鋸子、鑿子、手斧、錘子之類的工具，并慢慢在格蘭瑟姆建起了“一家齊備的工具店”�！八闷疬@些工具來(lái)得心應(yīng)手，好像生來(lái)就是干這一行似的�！蔽纳胤蛉嗣枋鲞^(guò)的那些機(jī)器以及牛頓制作的其他機(jī)器，其設(shè)計(jì)構(gòu)思大都源自約翰·巴特的《自然與藝術(shù)的奧秘》一書(shū)。《自然與藝術(shù)的奧秘》屬于當(dāng)時(shí)極為流行的“數(shù)學(xué)魔術(shù)”一類的書(shū)籍，其中包含了無(wú)數(shù)制作機(jī)器的法子和圖畫(huà)。那時(shí)的牛頓已不甘于按部就班地利用書(shū)中的信息，而總要大大發(fā)揮一番才行。由于不滿足于按照巴特的描述復(fù)制一個(gè)簡(jiǎn)單的風(fēng)車，牛頓曾專門跑到附近一個(gè)村子里觀摩制造一架真正風(fēng)車的過(guò)程。他“天天跟工匠們待在一起”，“非常準(zhǔn)確地掌握了風(fēng)車的制作機(jī)理，然后自己制作了一個(gè)真正的、完美的風(fēng)車模型”。不僅如此，牛頓還超越了他的風(fēng)車樣板。他改變了風(fēng)車的機(jī)理，竟讓一只老鼠來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)車的翼板——老鼠為了夠著谷物，只得不停地推動(dòng)一只輪子。雖然給斯蒂克利提供信息的人對(duì)風(fēng)車的準(zhǔn)確機(jī)理有著不同的說(shuō)法，但他們都一致說(shuō)當(dāng)時(shí)人們會(huì)從幾英里外趕來(lái)觀看艾薩克的“老鼠磨工”。斯蒂克利敏銳地指出，牛頓往往會(huì)專注于“滑稽的”（即“好玩的”）發(fā)明。除了老鼠磨工和玩偶家具之外，牛頓還研究過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單風(fēng)箏的結(jié)構(gòu)和尺寸，然后做了一個(gè)更好的風(fēng)箏，拴上一個(gè)點(diǎn)燃蠟燭的燈籠放飛。這個(gè)風(fēng)箏曾一度引起當(dāng)?shù)厝说捏@恐，給了他們?cè)S多飯余酒后的談資。
牛頓還造了一個(gè)木鐘，而且就像他制作風(fēng)車和風(fēng)箏那樣，緊接著又造了一個(gè)更好的。改進(jìn)后的木鐘帶有一個(gè)鐘盤，由涓涓細(xì)流來(lái)驅(qū)動(dòng)，而水是他每天早晨加進(jìn)去的。這個(gè)木鐘是牛頓用漢弗菜·巴賓頓送給他的一個(gè)箱子改做的。巴賓頓是克拉克夫人的弟弟（克拉克夫人是漢娜·史密斯的好友），他因?yàn)榫芙^宣誓效忠共和政體而被三一學(xué)院開(kāi)除。在以后的幾十年中，巴賓頓將在牛頓的生活中扮演一個(gè)重要的角色。此外，牛頓還進(jìn)一步發(fā)揮自己的藝術(shù)天分，著手制作復(fù)雜的日晷，在克拉克家房子外部的許多地方刻畫(huà)了各種各樣的時(shí)鐘。根據(jù)斯蒂克利的記載，牛頓“畫(huà)了長(zhǎng)長(zhǎng)的線條，在上面系上穿有滾球的長(zhǎng)線；在墻上插入栓子，以標(biāo)明小時(shí)、半小時(shí)以及一刻鐘。凡此種種都顯示了他思維的深度與廣度”。牛頓還用這些線條做了一本“年歷”，“根據(jù)線條就能知道是某月的第幾曰，太陽(yáng)進(jìn)入各宮的時(shí)間，以及二分點(diǎn)與二至點(diǎn)”。與牛頓的其他發(fā)明一樣，“艾薩克的日晷”在當(dāng)?shù)亟虆^(qū)也非常出名。這些發(fā)明也許是少年牛頓最偉大的成就。斯蒂克利認(rèn)為它們就是牛頓醉心于天體運(yùn)動(dòng)的開(kāi)端。
牛頓在藝術(shù)方面也很出色，比如在素描方面，甚至在作詩(shī)方面——雖然他對(duì)詩(shī)歌的興趣僅僅持續(xù)了一小段時(shí)間。牛頓在自己所住閣樓的墻上用木炭畫(huà)滿了動(dòng)物、人物和植物的素描以及數(shù)學(xué)圖形，還將自己的名字刻畫(huà)在隔板上。在20世紀(jì)中葉，人們?cè)谖闋査髌涨f園的石雕上發(fā)現(xiàn)了蝕刻的幾何圖畫(huà)，這無(wú)疑也是牛頓的杰作。
在1659年購(gòu)買的一本筆記本上，牛頓作了一系列有關(guān)巴特那本著作的筆記，從中可以看出牛頓當(dāng)時(shí)的藝術(shù)傾向。這些筆記顯示出牛頓比較關(guān)注素描的實(shí)用方面，還表明牛頓對(duì)如何利用動(dòng)物、植物和礦物或者通過(guò)混合幾種現(xiàn)有顏色來(lái)制作各種彩色墨水和顏料比較感興趣。僅僅十多年之后，牛頓就因混合現(xiàn)有顏色生成新的顏色而聞名遐邇。筆記本中摘錄的其他一些說(shuō)明涉及魚(yú)餌制作以及通過(guò)迷醉手段捕鳥(niǎo)的種種方法——這些方法并非全都很復(fù)雜。巴特的書(shū)中還有一些配制萬(wàn)能軟膏和藥膏的配方，牛頓也記下了好幾種。實(shí)際上，在劍橋和牛頓做過(guò)二十年室友的約翰·威金斯后來(lái)回憶起的幾件事情之一就是：牛頓經(jīng)常會(huì)拿一種自制的、令人作嘔的調(diào)和物（“盧卡泰諾香膏”）來(lái)作防腐劑。還有一些筆記來(lái)自約翰·威金斯的《數(shù)學(xué)魔術(shù)》。這是一本當(dāng)時(shí)流行的著作，其中提供的信息與巴特的書(shū)類似。筆記本中的其他筆記提到了產(chǎn)生永動(dòng)的不同方法，而永動(dòng)是牛頓以后幾十年中都一直極感興趣的一個(gè)題目。
心靈手巧的牛頓沉浸在實(shí)用創(chuàng)造的世界中，這不僅預(yù)示了他非凡的未來(lái)，而且直接造就了他非凡的未來(lái)。實(shí)際上，對(duì)于牛頓早期所癡迷的活動(dòng)與他后來(lái)所取得的成功之間有著怎樣的聯(lián)系，斯蒂克利有過(guò)極為出色的描述。他指出，少年牛頓能夠嫻熟地使用機(jī)械工具，加之具有素描與設(shè)計(jì)的專長(zhǎng)，這對(duì)他后來(lái)?yè)碛谐錾膶?shí)驗(yàn)技能幫助極大，“給他打下了運(yùn)用自己強(qiáng)大推理能力的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)”。非常罕見(jiàn)的是，牛頓具有成為一位偉大自然哲學(xué)家的所有素質(zhì)，諸如“深邃的洞察力”，“堅(jiān)定不移、百折不撓的解決問(wèn)題的精神”，“延伸其推論[與]演繹鏈的巨大思維力量”，“無(wú)與倫比的代數(shù)技能以及其他使用符號(hào)的方法”。與所有的孩子一樣，牛頓也很喜歡模仿他人。但在斯蒂克利看來(lái)，“他實(shí)際上就是一位天生的哲學(xué)家。
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