當牛頓于1664年4月離開劍橋返回故鄉(xiāng)躲避鼠疫時,沒有人意識到,他剛剛完成的大學生活是高等教育史上最有成效的學習過程。這首先歸功于新哲學的影響力。牛頓進入劍橋時,一場被稱為科學革命的運動已經(jīng)在歐洲進行得如火如荼:開普勒把哥白尼提出的宇宙太陽中心說加以完善;伽利略提出了自由落體運動和慣性定律;而笛卡爾已開始為自然界提供新的概念,他的哲學思想的核心就是懷疑一切,“我思故我在”??墒牵敃r包括劍橋在內(nèi)的大學教授們對這些進步都熟視無睹,他們?nèi)匀还淌貋喞锸慷嗟碌念B固堡壘,主張宇宙的地球中心說,同時只是定性而不是定量地研究自然界。也就是說,那個年代的大學尚未成為科學、哲學研究的中心和前沿。
其實,在接受高等教育之初,牛頓和成千上萬的大學生一樣,也沉迷于亞里士多德的學說??墒遣痪?,他從社會傳聞而不是從課堂上了解到了笛卡爾的新哲學,開始相信物理世界是由運動著的物質(zhì)粒子所組成的。即使在革命性較弱的數(shù)學領域,牛頓從學習笛卡爾的解析幾何入門,掌握了用代數(shù)方法解決幾何問題的方法,然后又轉(zhuǎn)回去學習經(jīng)典幾何學。眾所周知,為了避免伽利略所受的那種牢獄之苦,笛卡爾的《幾何學》是作為他的哲學著作《方法論》的附錄三出現(xiàn)的,因而不在正統(tǒng)的教科書之列。牛頓從中獲得啟示,得到了二項式定理,再借助費爾馬的畫切線方法,發(fā)明了微積分,可以用來求曲線的斜率和曲線下的面積。簡而言之,牛頓的特殊教育和養(yǎng)料是經(jīng)由大學時代的閱讀閑書和道聽途說(可否稱之為另類選課?)獲得的,這促使他此后在鄉(xiāng)村度過的兩年時光里才情勃發(fā)。
回顧科學史上那些赫赫有名的人物,相當一部分都是接受了非常規(guī)或非典型的教育和思想,并且在相對缺少約束和壓力的情況下成就了自己的事業(yè)。以愛因斯坦為例,他早年對嚴厲而又學究式的德國教育感到厭煩和恐懼,幸好他是個有才藝的小提琴手,這有效地保留了他的激情和自信。十五歲那年,由于歷史、地理和語言課程成績太差,愛因斯坦沒有取得文憑就離開了慕尼黑的預科學校,主動放棄了德國國籍。后來,他來到蘇黎世的瑞士聯(lián)邦工業(yè)大學求學,成績并不十分突出,畢業(yè)后在伯爾尼專利局做了一名專利員,利用業(yè)余時間完成了一生最主要的工作——狹義相對論,包括現(xiàn)在人們熟知的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式。這是自牛頓以來最重要的科學發(fā)現(xiàn),而愛因斯坦工作的推動力來自于數(shù)學家新建立的四維時空結(jié)構。
需要指出的是,最早意識到亞里士多德的三段論法工具,或曰工具論已經(jīng)過時,不能滿足科學發(fā)展需要的哲學家并非笛卡爾,而是牛頓的英國前輩弗朗西斯·培根。培根是掌璽大臣的兒子,就讀的恰好也是劍橋的三一學院。只不過他在校期間因為體質(zhì)孱弱,常有疾患之苦,繼而產(chǎn)生厭學情緒。雖然如此,培根仍是劍橋人的驕傲,在三一學院著名的禮拜堂內(nèi),牛頓的塑像立在最中心的位置,在他前面的五位院友中,就有正在打瞌睡的培根。培根畢業(yè)以后,很快建立起法學家和政治家的聲譽,后來卻不幸被政敵控告受賄,囚禁于倫敦塔。釋放以后,培根被迫退出政治舞臺,從而過上隱居寫作的生活,并成為享譽世界的散文大家。
與此同時,培根也建立起了他的科學理論和方法,其核心是歸納法推理。他認為,之前所有有關自然的信念體系缺乏嚴格的證明,原因在于對從中作出推論的一般命題處理不當。它們或者是只憑一兩件事情便匆匆作出判斷,或者是依據(jù)眾所周知和普遍認可而不加鑒別地被認為是不證自明的。遺憾的是,這種新工具并沒有被數(shù)學家們賞識,因為歸納法畢竟只是其中的一種方法,他忽略了包括演繹法在內(nèi)的其他工具。培根也不關心當時最重要的自然科學進展,如開普勒的行星三大運動定律和哈維的血液循環(huán)理論(雖然他本人是這位醫(yī)生的一個病人)。不過到了19世紀,隨著達爾文的出現(xiàn)和生物學的進展,培根的方法和思想終于有了用武之地。
最后,我想談談牛頓返回劍橋以后的情況。出于幼年時代產(chǎn)生的一種害怕批評的心理(他一直憎恨他的繼父),牛頓并沒有急于公布他的偉大發(fā)現(xiàn)。尤其是在他發(fā)表了一篇光學論文之后,立即遭到同行權威的責難和圍剿,這讓他大吃一驚,此后很長一段時間沒有公開發(fā)表論文。牛頓在萬有引力定律及其應用方面的工作是在天文學家哈雷的勸告和催促下發(fā)表的,而包含微積分學理論在內(nèi)的數(shù)學名著《自然哲學的數(shù)學原理》(1687)則是在哈雷的協(xié)助編輯和資助下出版的。這里必須提及的是,1684年,身為牛津大學教授的哈雷主動來到劍橋,向年輕的牛頓請教行星運動的力學解釋,兩人由此建立起了深厚的友誼。
1701年,牛頓遷居倫敦,此前他已經(jīng)基本上放棄了學術生涯,擔任不列顛造幣廠廠長(后又擔任局長)。在以后的二十七年時間里,他沒有做任何科學研究,把時間奉獻給了自己缺乏創(chuàng)造力的神學研究,與此同時,認認真真地做好本職工作。據(jù)說,牛頓非常注意防止偽幣,成為偽幣制造者的死對頭,有一些人因此上了斷頭臺。按照女王伊麗莎白一世對三一學院院士所要求的那樣,牛頓終生未婚。事實上,他與女性接觸很少,除了母親,而母親當年幾乎遺棄了他,因此母子關系也不是非常融洽。當牛頓去世時,身邊只有與他同住的一個外甥女和她的丈夫?;蛟S,我們可以這樣認為,作為有史以來最偉大、最有影響力的科學家,牛頓一生的主要工作在他學生時代躲避鼠疫的那兩年時間里就已經(jīng)完成了。