前言
在維多利亞女王時(shí)代的英國(guó),每位學(xué)童都知道艾薩克·牛頓爵士是一位無(wú)與倫比的數(shù)學(xué)天才和科學(xué)天才,而且大部分學(xué)童還能基本道出牛頓的主要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。在光學(xué)上,牛頓發(fā)現(xiàn)白光并不是自然界中的基本元素,而是由幾種更基本、更原始的光線混合組成的。物體之所以呈現(xiàn)出一定的顏色,是因?yàn)槲矬w具有反射某些色光而吸收其他色光的屬性。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,牛頓發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理和微積分的基本定律。二項(xiàng)式定理用于展開兩個(gè)變量之和的任何次冪,而微積分研究的是任意變量(一條曲線的形狀或一個(gè)移動(dòng)物體的速度)的瞬時(shí)變化率問題,同時(shí)也提供了計(jì)算曲線面積和曲面體積的技巧(當(dāng)然還有其他用途)。牛頓在數(shù)學(xué)和光學(xué)上的成就過了好幾十年才完全為他的同代人所接受,這首先是因?yàn)樗唤o少數(shù)幾個(gè)同代人展示過自己的工作成果,其次是因?yàn)樵S多同代人感到他的工作成果難以讓人重復(fù),而且太具革新性,不易領(lǐng)會(huì)。
牛頓體系的輝煌巔峰在于他1687年出版的《數(shù)學(xué)原理》[1]。在《原理》中,牛頓提出了運(yùn)動(dòng)三定律以及萬(wàn)有引力這一不可思議的概念。所謂萬(wàn)有引力,是指所有大質(zhì)量物體都在根據(jù)一條數(shù)學(xué)定律不斷地吸引其他一切物體。牛頓使用諸如“質(zhì)量”與“引力”等全新的概念,以運(yùn)動(dòng)定律的形式宣布:(一)除非受到某種外力的作用,否則一切物體都將一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);(二)一切物體所處狀態(tài)的變化與引起此變化的力成比例,且與該外力的方向一致;(三)對(duì)于每一個(gè)作用力,總有一個(gè)大小相等而方向相反的作用力。對(duì)牛頓在該領(lǐng)域成果的后續(xù)研究形成了18世紀(jì)天體力學(xué)的基礎(chǔ),一門全新的、堪稱正確的關(guān)于地球與天體的物理學(xué)(狹義相對(duì)論與廣義相對(duì)論效應(yīng)除外)由此誕生了。由此可見,絕大多數(shù)受過良好教育的人將牛頓視為理性之奠基者并不是沒有道理的。
除此之外,維多利亞時(shí)代的人們也知道艾薩克爵士既是一個(gè)癡迷的煉金術(shù)士,也是一個(gè)激進(jìn)的異教徒。為了理解牛頓生活與工作的這些匪夷所思的方面,當(dāng)時(shí)的英國(guó)精英們可謂絞盡了腦汁。同時(shí),一些證據(jù)還無(wú)可爭(zhēng)議地表明牛頓對(duì)待多位同代人的方式應(yīng)該受到譴責(zé)。從那以后,如何解釋牛頓的人格以及如何調(diào)和牛頓工作的“理性”方面與“非理性”方面便一直挑戰(zhàn)著歷史學(xué)家們。另外,直到20世紀(jì)70年代,人們才有機(jī)會(huì)接觸并認(rèn)真研究牛頓的許多重要論文,這就意味著只有在過去二三十年中我們才有可能勾勒出一幅較為均衡的牛頓的工作圖。
雖然人們?cè)缇椭琅nD有著這些顯然是很古怪的興趣,而且牛頓本人無(wú)疑認(rèn)為這些研究要比他那些“更令人尊敬”的追求更有意義,但是近期一些流行的牛頓傳記卻不斷地大肆渲染這些不那么正統(tǒng)的成分,就好像頭一回描述這些東西似的??墒牵@些傳記既沒有提出什么新的見解,也沒有利用前些年才得以上網(wǎng)的、內(nèi)容驚人的材料。大部分傳記還夸張地聲稱牛頓智力活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域之間有著這樣或那樣的聯(lián)系。為了糾正這些問題,這本對(duì)牛頓的介紹一方面吸納了近期的學(xué)術(shù)研究成果,另一方面也利用了新近才得以上網(wǎng)的著作副本。這樣一來(lái),與近期那些傳記中的形象相比,本書中所描繪的牛頓顯得要奇怪得多。
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[1]其全稱是《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(The Philosophi覸Naturalis Principia Mathematica),簡(jiǎn)稱《數(shù)學(xué)原理》或《原理》。——本書注釋均由譯者添加,以下不再一一說明。