愛因斯坦說:“在人類的歷史上,能夠?qū)⑽锢韺嶒?、?shù)學(xué)理論、機械發(fā)明結(jié)合為科學(xué)藝術(shù)的人只有一位,那就是牛頓。”
牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,發(fā)明微積分,首先提出可見光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七個分光組成的。他將數(shù)學(xué)導(dǎo)入科學(xué),使物理、化學(xué)成為更精確的學(xué)問。在牛頓的動力學(xué)三定律中,數(shù)學(xué)成為描述宇宙運動的語言。種種杰出成就,為他贏得“歷史上最杰出的科學(xué)家”與“近代物理學(xué)之父”的尊稱。
站在巨人的肩膀上
牛頓生于1642年12月25日(據(jù)當(dāng)時英國使用的儒略歷)午夜,是一個早產(chǎn)兒。父母親都是信仰堅定的基督徒。在牛頓出生前三個月,他的父親病逝。家徒四壁,母親哈拿絕望地抱著奄奄一息的早產(chǎn)兒牛頓,向上帝發(fā)出了這樣的禱告:“你若垂顧婢女的苦情,眷念不忘婢女,賜我一個兒子,我必使他終身歸于你?!?/p>
在牛頓的一生中,母親的這個禱告對于他的個性與信仰有很深刻的影響。他經(jīng)常思索母親當(dāng)年的禱告——上帝讓他活下來,一定有些事是要他去完成的。
1661年6月,牛頓進入劍橋大學(xué)。牛頓是個窮學(xué)生,母親存的錢只夠付學(xué)費,他必須為老師做實驗助手,才能賺取生活費。如此無意中,牛頓接近了當(dāng)時劍橋的優(yōu)秀教授,承襲了這些教授一生的研究精華,成就了他后來的名言:“如果我看得比別人更遠(yuǎn)些,那是因為我站在巨人的肩膀上?!?/p>
好學(xué)的牛頓在劍橋大學(xué)不但不浪費任何資源,還遇到了影響他一生的好老師。亨利·摩爾是影響牛頓科學(xué)與信仰最深的老師。摩爾教授是數(shù)學(xué)家,以一個老師對學(xué)生的敏銳直覺,一下子就發(fā)現(xiàn)牛頓的不同。他發(fā)現(xiàn)牛頓在每學(xué)期開學(xué)以前,先利用假期,將上課要學(xué)的所有課本都看完,等到上課時,牛頓已經(jīng)在看比那門課更進階的研究報告了。牛頓自己也寫道:“當(dāng)我走進教室上課時,常發(fā)現(xiàn)對上課內(nèi)容的了解深度,已經(jīng)超過了我的老師?!边@種讀書法會令一般老師倍感壓力,摩爾卻把牛頓找來,給他程度更深的書,并且讓自己的1800本藏書成為“隨時向牛頓開放的圖書館”。同時,摩爾長期為牛頓支付生活費。
掉在地上的蘋果
1664年,牛頓開始利用課余時間進行自己的研究。他首先用三棱鏡研究光的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)光的分光有不同的折射率。1665年至1667年,英國發(fā)生可怕的黑死病,死了許多人。大學(xué)宣布停課,政府下令所有人不準(zhǔn)離家遠(yuǎn)行,以免感染或傳播黑死病。在這段時間,牛頓由無窮等比級數(shù)的解法里創(chuàng)立了微積分。
事后有人問牛頓,為什么他能夠有這么偉大的發(fā)現(xiàn),牛頓答道:“我始終把思考的主題像一幅畫般擺在面前,再一點一線地去勾勒,直到整幅畫慢慢地凸顯出來。這需要長時間的安靜與默想?!?/p>
牛頓對科學(xué)的思索與他的信仰有密不可分的關(guān)系。他常在信仰的思索里想到科學(xué),在科學(xué)的思索里想到信仰。1666年,他開始思索地球在軌道上的運轉(zhuǎn),并且計算運轉(zhuǎn)時的重力與離心力的關(guān)系。1669年,他在筆記上寫下他的發(fā)現(xiàn)——萬有引力定律。
牛頓是在什么情況下發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的呢?他的好友史塔克利說:“牛頓經(jīng)常在花園散步,有一天中午他回來了,對我說他看到一個蘋果掉到地上,想到了萬有引力。”這個蘋果后來成為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的標(biāo)志,其實更重要的是,牛頓有獨自來到花園禱告與默想的習(xí)慣。因此后人說:“近代科學(xué)源自牛頓對上帝的默想。”
圈外的邊緣人
當(dāng)時許多科學(xué)家、教授都看不出牛頓的杰出,甚至譏諷他的理論“又是解釋天體論的陳腔濫調(diào)”。幸好這時有貝若的支持。
貝若是當(dāng)時歐洲的光學(xué)泰斗,劍橋大學(xué)首屈一指的數(shù)學(xué)與天文學(xué)教授,是少數(shù)能仔細(xì)驗證牛頓數(shù)學(xué)與物理學(xué)觀念的人。他私下找到牛頓,對這個最優(yōu)秀的學(xué)生提出最嚴(yán)格的要求。貝若要求牛頓:“回到物理學(xué)最基本的假設(shè)上,精密地驗證每個假設(shè),一次又一次,幾乎無止境地反復(fù)驗證,并投入所有的精力,以免將其浪費在無用的芝麻小事上。”然后貝若申請退休,讓27歲的牛頓接替他的職位,成為劍橋大學(xué)的教授。
然而,劍橋大學(xué)的教職并未將牛頓帶入桃花源。當(dāng)時貝若的職位有很多人在背后垂涎,牛頓一接任,立刻感受到號稱學(xué)術(shù)自由、獨立的大學(xué)里面眾多的派系紛爭、人事傾軋。喜歡安靜思考、不愛交際的牛頓被排擠,成為權(quán)力圈外的邊緣人。
牛頓的老友魏克金斯寫下:“牛頓看起來更孤獨、沉默,30歲不到,頭發(fā)已經(jīng)半白?!迸nD下定決心不涉入這些糾紛,不管人家怎么中傷他,他只把努力放在科學(xué)研究與對基督的信仰上。
慢慢地,他將更深的思索與實驗結(jié)果寫成曠世名作《原理》一書。這本書不只記載了牛頓的科學(xué)發(fā)現(xiàn),也反復(fù)提到他的“機械論”與神的關(guān)系。
1672年,牛頓加入英國皇家學(xué)會——英國最高級別的科學(xué)研究學(xué)會。《原理》的出版,對全歐洲的科學(xué)界是一大震撼,引來稱贊也招來攻擊。牛頓說:“一個人如果控制不了自己的脾氣,脾氣將控制你?!币龑?dǎo)牛頓一生的,是信仰而非起伏不定的脾氣。
愛人如己
牛頓并非科學(xué)研究上的常勝將軍。他從1669年至1691年長期研究實驗化學(xué),并沒有取得什么突破,不過因此結(jié)識了有“近代化學(xué)之父”之稱的波義耳,兩人通信長達(dá)16年。年長的波義耳不僅在研究工作上幫助牛頓,更重要的是在牛頓遭受猛烈抨擊的時候,他的榜樣力量堅固了牛頓的信仰。牛頓身為一個杰出的科學(xué)家,喜歡公開表達(dá)自己的信仰,又具有不擅與人交際、喜愛獨自安靜工作的個性,現(xiàn)實社會對他這樣的人有時是非常殘酷的。
1693年9月30日,牛頓寫下:“我陷入極端的難過中。過去的12個月,我無心進食,也無法安穩(wěn)地入睡,我心動搖,無法思考?!睙o情的攻擊持續(xù)下去,1695年,牛頓幾乎精神失常,各地都傳言牛頓死了。牛頓百口莫辯,只有退出人群,他寫道:“斯賓塞的《希伯來律法》一書成為我困難中的安慰?!?/p>
在英國國王出面,任命他為“英國皇家學(xué)會會長”后,這些攻擊突然就消失了。
牛頓在此后數(shù)十年,根據(jù)過去兩年半受中傷的經(jīng)驗,堅持給科學(xué)界建立“誠實的體系”,而他本身就是最好的模范。
牛頓晚年名滿歐洲,步入老年后,他最大的樂趣就是跟小孩一起玩。一天,他對他的小侄兒講:“我不知這個世界將來怎么看我,對我而言,我就像一個在海灘玩耍的男孩,偶然間發(fā)現(xiàn)了一塊比較圓的石頭和一枚比較漂亮的貝殼,覺得很愉快,但是在我面前,尚未被發(fā)現(xiàn)的石頭、貝殼仍然不計其數(shù)。”
牛頓逝于1727年,晚年他寫下:“在任何環(huán)境下,都要守住耶穌基督救贖的真理與最大的誡命——愛人如己?!?/p>