萬有引力定律是抄襲的嗎？

尋找世界的邊緣系列

上文（不務正業的教士）說到，身為虔誠的神父，哥白尼為了展現上帝的偉大和美，因而提出了日心說，可見科學與信仰並不矛盾。

無論對於夸父，畢達哥拉斯，還是哥白尼，神聖的天國都遙不可及。那裡住著神，有著和人間不同的律法。可憐的人類被束縛在地球的表面，對天空只能仰望和膜拜。第一個揭開天國秘密的，是個被當成農民培養的孩子。

一個「失敗」的農民

1643年1月4日是聖誕節（我沒搞錯，當時英格蘭仍使用著舊的Julian日曆，所以那天是1642年的聖誕節），英格蘭林肯郡的伍爾索普莊園（Woolsthorpe Manor）里，一個農民家庭喜氣洋洋，熱切地等待著一條新生命的誕生。忍著陣陣劇痛分娩的母親是個新寡，就在三個月前，她丈夫才去世。午夜剛過一小時，一個男嬰哇哇墜地。因為早產，他瘦小得出奇，「可以裝進一夸脫（大約一升）的杯子里，」母親後來回憶說。

伍爾索普莊園

她憂心忡忡地看著瘦弱的孩子，暗暗發了個弘誓大願：希望他能健壯起來，成為一個干農活的好手。但男孩長大後未能如她所願，干起農活來不僅糟糕透頂，而且心不在焉。這雖然令母親失望，卻著實是全人類的幸運，因為他在沒幹農活時所做的工作，讓人類對世界的認知前進了一大步。

這個嬰兒的名字叫艾薩克·牛頓 (Isaac Newton, 1643—1727)。

艾薩克·牛頓

突破天上和人間的界限

現代人竭盡所能要給子女提供一個好的家庭環境，為的是培育出像牛頓一樣的棟樑之才。但他們不知道的是，牛頓是在非常惡劣的家庭環境中長大的，不僅窮，而且缺乏親情，母親指望他務農以減輕家中的貧困。他對她和她後來改嫁的丈夫非常敵視，曾威脅「要把他們連同房子一齊燒掉」。

1654年，牛頓到離家十幾公里的金格斯皇家中學讀書，生活中增添了些許陽光。他成績出眾，熱愛學習，對大自然的奧秘抱有強烈的好奇。他曾寄宿在一位藥劑師家裡，受到了化學試驗的熏陶。16歲時，再度守寡的母親讓他退學務農，他雖然順從了，但耕作讓他很不快樂。所幸金格斯皇家中學的校長亨利·斯托克斯（Henry Stokes）說服了母親，他被送回學校完成中學。他18歲進入劍橋大學的三一學院讀本科，四年後獲得學位，正趕上英國鼠疫流行，各大學都關閉了，他被迫回到家鄉。在接下去的18個月里，他度過了一生中最有創造力的時光。

在牛頓以前，人們認為天和地是分離的。天國是神住的地方，遙遠而神聖，主宰天國和人間萬物運動的律法理所當然不一樣，亞里士多德甚至認為天上的物質由水晶組成。人們以為物體運動是因為它們的「衝動」和「慾望」。哥白尼寫道，大地的重性「是神聖的造物主植入物體各部分中的一種自然慾望，以使其結合成為完整的球體。我們可以假定，太陽、月亮以及其他明亮的行星都有這種衝動，並因此而保持球狀。」石頭落到地上，是因為有「奔向地心的慾望」；月亮不掉到地上，因為它沒有這種「慾望」。星球為什麼會運動呢？因為它們有那麼做的「慾望」。

也許是初生牛犢不怕虎，牛頓認為物體沒有「衝動」和「慾望」，天上和人間都遵循著相同的規律，而這些規律可以用數學來表達。當時他只是個窮學生，沒有實驗室和資金，是如何做出如此重大的發現的呢？他運用了一種神奇的工具，叫做「思想實驗」，說白了，就是在腦袋裡「做實驗」。

月亮為什麼不從天上掉下來？他是這樣進行思想實驗的：在一座山頂上放一門大炮，向與地面平行的方向發射一枚炮彈。炮彈會飛行一段距離後落到地上。它速度越大，飛得就越遠。地球是圓的，只要炮彈的速度足夠高，就能繞地球整一周，這炮彈不就和月亮一樣在繞地球轉嗎？

牛頓思想實驗

通過這個思想實驗，牛頓發現了萬有引力定律（星球之間有萬有引力，其大小和它們之間距離的平方成反比）。據傳說，這定律是因為蘋果從樹上掉下來砸在他頭上，他才想到的。牛頓本人對這故事不置可否，筆者認為是後人杜撰的——如果一個人要被蘋果砸頭才知道蘋果都是往下落的，他一定聰明不到發現萬有引力定律的程度。

思想實驗是個被科學家們頻繁使用的工具，但「思想實驗」這個詞就和「虛假的真實」一樣，是自相矛盾的。「思想」和「實驗」貌似截然相反——「思想」不是「實驗」，「實驗」不是「思想」，怎能混在一起？這和前面提到的唯物還是唯心、先有數還是先有世界一樣，是個含糊不得的問題。但「思想實驗」卻將二者合二為一，而且屢試不爽。

1684年，牛頓遇到一個命中貴人——英國天文學家、地質學家、物理和數學家哈雷（Edmond Halley，1656-1742）。哈雷比牛頓小十多歲，而且沒有牛頓聰明，卻成了牛頓的「伯樂」。他得知牛頓發現了萬有引力定律，立即就明白了其重要性，便竭力鼓勵他發表，牛頓於是寫出了一生中最著名的著作《自然哲學的數學原理》。

哈雷和牛頓

雖然這是本劃時代的作品，除哈雷外卻無人重視，甚至籌措不到出版發行的資金。哈雷便毅然自掏腰包，幫助牛頓於1687年出版了此書。為了讓該書被更多的人接受，哈雷甚至致信英國國王，做了深入淺出的介紹。

波與粒子之爭

隨著這本書的傳播，科學界終於看到了牛頓理論的精美。人們就像一群住在山洞裡的野人，在他所創建的巍峨宮殿前頂禮膜拜。卻有一個桀驁不馴的，不僅不跪拜，反而宣稱這「殿堂」里有他貢獻的磚瓦，此人叫做胡克（Robert Hooke， 1635-1703）。他揚言《自然哲學的數學原理》中關於萬有引力和距離的平方成反比的思想是他在通信中告訴牛頓的，牛頓至少應該提一下他的貢獻。牛頓雖然承認胡克確實給他寫過該信，卻堅稱自己在收到信之前就已經有此思想了，於是兩人爭論不休，成了科學史上著名的公案。

胡克絕非等閑之輩，牛頓還在讀大學時，他的聲望就已如日中天了。他發現了胡克定律，首次用顯微鏡看到並命名了細胞，於1665年發表了《顯微圖譜》（Micrographia）一書，是英國皇家學會（Royal Society）第一份主要的出版書籍。他興趣廣泛，多才多藝，在力學、光學、天文學、物理和化學等多方面都有傑出貢獻，被稱為「倫敦的達芬奇」、英國的「雙眼和雙手」。

牛頓第一次和他打交道，是29歲當選皇家學會會員時（1672年）。他興奮地給學會寄去了一篇論文，提出了一個自認為是劃時代的發現——光是由粒子組成的，就像一顆顆微型的子彈一樣。牛頓發現三稜鏡可以將白色的日光分解成紅橙黃綠青藍紫七種顏色，所以他認為，白光是七種不同顏色的粒子混合而成的。

三稜鏡分光

在那之前的大約20年里，以胡克為首的科學家們一直在宣揚「波動說」——光是一種波，就像水面的波紋一樣。因為胡克的聲望，極少人敢向波動說挑戰。

胡克認為光是一種波

「子彈」和「波紋」顯然有著天壤之別，乳臭未乾的牛頓在說偉大的胡克錯了，這還了得！但牛頓對自己的發現深信不疑，天真地認為真理面前人人平等，滿心希望聰明的胡克能理解和接受他的理論，但回報他的是猛烈的抨擊。牛頓無法忍受這種狹隘和愚蠢，一度威脅要退出皇家學會。

按咱們中國人的話說，牛頓和胡克八字不對（想像力豐富但英文欠佳的算命先生甚至會說，一個「牛」一個「虎」（胡），當然有矛盾），自那以後衝突不斷，持續了約30年。1675年，牛頓的另一篇光學論文招來了胡克更猛烈的抨擊，認為文中大部分內容是從《顯微圖譜》中搬來的，只是做了些發揮。

兩人進行了一番英國紳士間特有的、彬彬有禮又暗藏殺機的通信。在致胡克的信中，牛頓寫道：「笛卡兒（的光學研究）邁出了很好的一步。閣下在一些方面又增添了許多，特別是對薄板顏色進行了哲學考慮。如果說我看得更遠一點的話，是因為站在巨人的肩膀上。」「站在巨人的肩膀上」日後成了牛頓的名言，但在這封信里，他只是在諷刺胡克身材矮小、背駝得厲害。

後來牛頓因為一系列偉大發現而日益受到崇拜，而暮年的胡克越來越少人理睬，日益變得抑鬱、多疑和忌妒，終於於1703年在備受疾病折磨後逝世。

幾個月後，牛頓當選為皇家學會會長。他新官上任的三把火之一，是將學會搬到一個新地址，想在搬遷的過程中銷毀喚起他痛苦回憶的胡克的遺迹。搬遷進行得很順利，胡克的所有收藏和儀器都順理成章地「丟失」了。

牛頓主持的皇家學會會議

隨著胡克消失在歷史的長河裡，他所主張的「光波動說」也幾乎銷聲匿跡。正如普朗克（Max Planck，1858—1947）所說：「一個重要的科學發現之所以取得勝利，很少是通過逐漸征服和轉變對手，而是對手都死光了。」「科學的進步是一步一個葬禮進行的。」

永遠消逝的畫像

夜深了，嶄新而氣派的皇家學會大樓里空空如也，人們都回家了，但會長辦公室里仍透出昏暗的燈光。牛頓愁眉不展，正為一個重大決定舉棋不定。他背著手，在嶄新的紅地毯上來回踱著步。

他頭上戴著的假髮，是全倫敦最著名的假髮世家的傑作，用來做假髮的馬尾毛已經有些發黃，上面撲了許多防蟲的白粉。他不是沒錢買新的，而是假髮越舊，所象徵的身份和地位越高貴，他不願意扔。他脖子上纏著雪白的圍巾，披著皇家學會特製的灰色袍子。畢竟是67歲的老人了，他有些佝僂，活像一隻禿鷲。

牛頓

在他看來，面前這個難題比當初弄清萬有引力定律容易不了多少。他在決定一幅胡克肖像的命運——是允許它繼續掛在皇家學會尊貴的牆上，還是把它毀掉。這是一副醜陋的畫像，尖嘴猴腮小眼睛，一看就不是個好人。每次看到它，牛頓都會覺得一陣噁心。

胡克

他知道，胡克因為醜陋，生前不喜歡畫像，這也許是世間唯一的一幅，把它毀掉，後人將不再知道胡克的長相。他朝牆上那幅面目可憎的畫像看了一眼，心中湧起一絲憐憫。胡克啊胡克，你也算是個天才，和我鬥了一輩子，到如今卻什麼也沒落下。

那畫靜靜地掛在牆上，眼睛直勾勾地盯著牛頓。

他覺得脊樑一陣發涼，許多令他憤憤不平的回憶被勾了起來。顯微鏡根本不是你發明的，你只是發表了幾幅顯微鏡下看到的圖案就成了微生物學之父，簡直是欺世盜名!有權有勢的時候，你利用聲望霸佔別人的成果，打擊意見不同的科學家，活該也有今天！

牛頓不由得心頭火起，衝上去把畫扯下來摔在地上，又狠狠地踩了幾腳。畫裂了，胡克臉上滿是腳印，彷彿在哭泣。牛頓把畫從鏡框里摳出來，撕了個稀巴爛，揉成一團，以免有人看出這是胡克的畫像，然後扔掉了。（胡克的畫像、收藏和遺迹確實是在此次搬遷中「丟失」的，但並無確鑿證據證明就是如文中所述那樣發生的，此故事是根據一些線索虛構的。）

未完待續

請看下期……

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