《谈谈大科学家牛顿》

在西方文艺复兴后,各国从皇宫到贵族至平头百姓都以了解科学,新学,天文地理,探险寻新,开疆拓土,出国游历为时尚为荣耀。科学家,哲学家冒险者等等成了他们茶余饭后的谈资。他们崇尚伟大的个人英雄主义冒险行为,并以他们为荣。据说在知会女性的沙龙里也时常有科学家座上宾们并不奇怪。她们也爱畅谈关于科学的事物。不少大家闺秀的床头也会摆上亚当斯密《国富论》或牛顿的《原理》。可见从英国工业革命以来三百多年科学熏香沐浴着欧罗巴大地。我们从爱因斯坦牛顿两位伟大里程碑式人物经历就能深刻地体会到其中风云际会。

最近读了《爱因斯坦传》后,接着就读《牛顿传》,特别感到,一个好的物理老师不读此二传他就不是一个好的物理老师。

一,小孩牛顿。实际牛顿的具体出生年月在他去世最初三年里几乎毫无记载,只是在一张羊皮纸上考证出他生在年1月4日受洗的。这时也正是英国内战时期,老百姓生活在水深头热之中,他的父亲才36岁就去世了。其父死后给他们母子二人留下钱近英镑,绵羊头,牛46头,还有几仓燕麦,大麦,麦芽,这比当时一般人家的经济状况还是要好一些。而那时代一个工人每周打工只能赚到1先令6便士,可知牛顿并不是出生在一个贫穷人家。

小牛顿父亲去世,三岁后其母再嫁,这是一位63岁老牧师的主动聘娶。而小牛顿的母亲届时也才30左右。他们双方亲戚对此都事先进行了充分量化。老牧师个人经济完全大好于小牛顿家,每年有稳定英磅进款,这在当时十七世纪是一笔相当大的金额,在当地他家境殷实,为人端正,一个有线,一个年轻,几经交涉,结为夫妻。他们的婚约合同上有重要一条:婚后老牧师必须将50英磅的土地划拨给小牛顿,在其21岁时合法继承之。这真是一位有备无患聪明的母亲。牛顿的后夫又活了八年,并给她添了三个新丁。

小牛顿并不喜欢他这位后父,不过他死后留下的册书籍倒是一份不错的遗产。牛顿的启蒙知识大概就是从这起步的。

二,母亲再嫁,小牛顿由其外祖父母搬来与其一道照顾,这是他小小心里的第一道伤痕。他在本子上记下,他要连他们和他们的房子一起烧掉。又写道,愿意死掉,也希望一些人死掉。这说的是自己情愿自决并让他们母亲与后父等一起死。这是一个小孩失掉亲情后的迷茫。即使他的后父去世几年了他依然还不断渲泄。

11岁后母亲带着几个孩子回到了他们原来的庄园。母亲送他去上中学,是一个很好的中学,大约有多年的历史。

牛顿在中学。小牛顿在不错的中学就读,但他整日并不活泼开朗,这大概是家庭的原因造成的。学校的课程他很觉没劲,因为他基本都有所了解,正是他后父的那些书给他提供了自学的基础和自学的能力。还有在一座教堂里他找到了不少书,但都和宗教有关,索然无味。但他借助的邻居是一个剑桥毕业的大学生,夫妇二人开了一间药店,又卖药又配药,大大小小瓶瓶罐罐摆的四处都是。配药是化学,还有草药,牛顿对制药的配方成份很感兴趣,这位叫克拉克的药剂师也很乐意授他,于是牛顿自学了不少野知识,首先这提高了他对科学的自研兴趣,真正的学习是从研究开始发端的。

爱因斯坦说,兴趣是最好的老师。无师之师。

没事时他主要是研读他后父及药师借给他的书,真正学校规定的科目他反而应付一下,就如爱因斯坦,乔布斯,盖茨,埃里森,这些人大都是这样,并不算班里的优秀生。因为他们把主要精力都用在了自己感兴趣的问题上。

3.牛顿在剑桥。

3.牛顿在剑桥。其实牛顿中学毕业后由他母亲决定回乡务农,尽管校长力劝说牛顿是一个有能力可以考上大学的准材料,但是想,牛顿的父亲当年大字不识几个不也将农场管理得井井有条吗?读书与养家糊口并无多大关系。所以依然固执地坚持让小牛顿在家放羊和干些杂事,因为他母亲一人管理这么大一个庄园着实费力。但是任何孩子一但与书发生兴趣便再也无法安心做事,他任羊乱跑,啃食山上树木或毁坏他人农田,为此他家被罚了三次。他母亲在原校长的劝说下又让牛顿回到中学去复习准备考取剑桥大学。结果还让他考上了。

十七世纪的剑桥大学并不似徐志摩的诗《再别康河》那么浪漫,就是一个镇子,人数不过一万,满地泥淖垃圾,河里漂流腐物,讨饭,买卖,流浪者,妓女,农民,工人,干什么的都有,校圆是一个开放的镇子。当然能进这里学一趟起码还是很光荣的。所以不少人要到这里来。技术与科学往往是两码事,科学是搞纯理论学问,也许几十年几百年几千年也未必能有什么用。它主要是一种人类思维训练的地方,或说是搞奇谈怪论自由胡思乱想的地方。这一乱想,也许就想出了个金蛋蛋,开启人类新纪元。所以它是创造新理念的地方。

牛顿十九岁来到剑桥,其实他比一般同学平均要大二岁。一样,不来无聊,来后也无聊,这其实是很多大学生共同的心路历程。人活着,他就会追问活着的意义。人生终极来说本无意义,生下来就在往死里去,只不过在这个过程中是个人注入不同的材料才使之折射出不同的颜色。于是旁人会说:某有意义,某无意义。迷茫,彷徨者甚多。牛顿也一样,他虽然专心用功,但并不出色,引不起他人注意,处于默默无闻状态。有你不多,无你不少。人在这样的状态下是最迷茫彷徨的,就是他感觉没劲。念大一时他老觉有罪恶感,于是他写笔记,倾诉,忏悔自己也许犯了罪。他极度孤单。从留下的材料看,牛顿在大学没有什么朋友,大概只有一个,还先他早逝。

说白了,牛顿在剑桥所学一开始就是搞终极的东西,他有个哲学笔记本,就是专门记录平时自己的哲学思考,他记有四十多个问题,如水与盐的本质?磁吸引力?太阳恒星行星及慧星的本质?浮力和重力的本质?总之他就是乱想,基本没什么稚序,有时在标题下写一大段长长的推论。

以牛顿这样天才的学生在剑桥以二等生最终毕业,这好象不尽合理。其实这很正常。他没有把自己拘束在有限的指定教材里下功夫,他有自己大计划。这不是教材所能容纳的。

牛顿26岁成为剑桥三一学院研究员,这为他提供了做研究足够空间时间和物质基础。

牛顿在三一学院研究物质的组成,与是否无限可分性。他认为古希腊哲学家德模克里特的原子论就是原子是物质的最终组成者,但原子不是无限可分的。他的志向就是要研究这些法则。牛顿概括了力是物体的相互作用。但是物体为什么会相互作用?谁让它的?还是它自愿的?至今无人能解。他花了大量精力求这个最终解,但在他那时他未能给出合理解释。

四,.牛顿躲过一劫。就在牛顿对力学作深入研究时,年英国发生了大瘟疫,俗称黑死病。黑死病在这之前欧洲大陆已有年历史,总共造成的死亡人数约2万人。大约是欧洲当时人口的三分之一。

这次瘟疫始自伦敦,此病实际是一种鼠疫,由跳蚤吸食了一种黑鼠的血液而使细菌传播,受到病毒感染的黑鼠又大量繁殖,疾病就如大火缭原开来不可阻挡,当时抗生素并未发现,死亡率自然很高。于是各地相互设障,阻断交通,各自为阵。正好这时剑桥大学放假师生大都离校,牛顿有两年未回学校,他生存了下来。

牛顿在乡下干什么呢?过去不少故事说正是这时他有一天在果园里,突然一枚苹果砸在他的头上,于是启发了他重力的感悟,于是他由此发现了万有引力学说。显然这个故事是假的。传记对这个故事的形成给出了几个考证都否定了这个故事。

牛顿经典力学不是一朝一夕建构的,他总结了大量天文学家与物理学推导基础上建立起来的一个解释宇宙宏观系统的基础理论。牛顿是其中的集大成者。牛顿也曾想建立统一场论,将所有的力原都能放进去解释清楚。这个想法是超前的,但那时人们认识物质的水平连分子状态都还未能达到,原子更不可能了,统一场论只能留给爱因斯坦一辈近当代科学家们去寻找。今天统一场这东西找到了吗?没有,还处于猜想阶段。有没有统一场这个东西,能成为物物接触后变成力?还是通过它来当二传手,即媒介,介质?都不确定。宏观世界与量子微观世界的规律是对称的吗?不确定。我们现在推广的光缆线就是利用光子传导,体积小,速度快,代替以往电缆,这就是为什么几百年来人们一直在追踪研究物质内部结构而溢出的副产品技术。它已摆在了人们的眼前。对物理基础研究同时会溢出副产品,其实就是技术。如核物理是基础理论,其产生的技术就核炸弹。

五,牛顿热心炼金术。牛顿对金钱不是一个很热心的人,为找金子而炼金不是他喜欢的事业。但是牛顿一度沉迷于炼金术。中国人叫炼丹术,是为获长生不老之药。西方人主要是为了暴利发财而拼命追求这项技术。牛顿收集了大量这方面的材料,专心炼金。传记中说他是为了寻找重力源。为此牛顿花了不少精力,这事让人感到很邪门。人们搞不懂他整天在干啥。

牛顿所热心的事很多,炼金术产生了化学,西药配方等等。牛顿在市场上买了一根三角楞镜,由此他对日光进行了分析,得出白光是各色光的混合。只是发光频率不同。他在光学上也走在他人之前。同时牛顿还担任英国造币厂总负责,这个好象和他不搭界吧,但是他上任了,而且干得还不错。牛顿在去世前存下一万多英镑的财富,平均分给了他八个侄子,其终身未婚。牛顿年离世,享年84岁。这在没有抗生素的时代,是一奇迹。



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