牛顿:科学界的撕逼能手(一)

@ 三月 11, 2016

原文首发于微信公众号“不预的打字机”,感谢作者“不预”的原创分享。注:作者已授权INXIAN发表,如需转载,请联系原作者。原文较长,略有删节。】

前段时间看《时间简史》,霍金在最后一章写到牛顿,他写:“艾萨克·牛顿不是一个讨人喜欢的人物。他和其他院士的关系声名狼藉。他晚年的大部分时间都是在激烈的争吵纠纷中渡过。”后面还写了具体写了牛顿与弗拉姆斯蒂德、莱布尼茨怎么怎么撕。

看完这个评价我很震惊。牛顿在我心中就是那株被苹果砸到了就发现的万有引力的根正苗红一身正气地建设社会主义的小白杨啊!

霍金被称为著名的现代科普小说家,他1988年撰写的《时间简史》,至今累计发行量达2500万册。

同为科学家,就业内影响力来说,牛顿和爱因斯坦是一个级别,普朗克、狄拉克算一个梯队,薛定谔和霍金等排在后面。

拿作家作比较的话,牛顿是莎士比亚,霍金就是张海迪。而且其他人都出现在物理化学课本中,只有霍金一人出现在语文书中,教材编写者给了他一个充满正能量的成语:身残志坚。

所以霍金与牛顿根本没有可比性,而且霍金比牛顿晚出生了整整三百年,该碾压的领域也都被牛顿碾压完了,该取得的成就也被牛顿取走了。

所以霍金没什么好争的。尽管霍金本人比较喜欢伽利略,《时间简史》里也有写到。

所以我相信霍金,因为他身残志坚。

艾萨克·牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一,他几乎凭借一己之力构建了现代科学的基本框架。微积分、反射式望远镜、万有引力定律,以及《自然哲学的数学原理》,都是他一人研究得出的。

图片自网络艾萨克·牛顿

有人说,如果当时有诺奖,牛顿至少能拿4次物理学奖:分光计、力学体系的构建、反射望远镜、万有引力。另外由于他在微积分上的造诣,还能得一次菲尔兹奖,数学最高奖。

牛逼顿!

那牛顿到底是不是真的喜欢与人激烈地争吵?事实是,是的。牛顿就是个撕逼能手,他几乎把当时能吵的著名科学家都吵了个遍。

最后,光学是你的,热学是你的,力学是你的,微积分还是你的!

理科生表示高中时期心愿之一就是把牛顿揪出来鞭尸三百,这也许也是与牛顿撕过的广大著名科学家的心愿。

碾压过多少天才,才出了一个牛顿啊。

下面我来写写牛顿的撕逼史。

第一轮:跟胡克、惠更斯撕

这场撕逼大战,主要是牛顿想独吞发现万有引力的成果。

我们的教科书上是这样写的,1655到1666年,剑桥流行黑热病,剑桥大学被迫停学,刚拿到学士学位,准备留校任教的牛顿回到家乡。一天牛顿坐在苹果树下看书…于是,他遇到了人生中那个可爱而伟大的苹果。

这个苹果启发了当时年仅23岁的牛顿,于是他发现了万有引力定理。这个故事被浓墨重彩地写在我们的教科书上,告诉我们苹果不仅可以吃还可以用来发现万有引力。

But,最早讲这个故事的是谁呢,那就是作家伏尔泰,一位从法国文学、哲学界跑来抱牛顿大腿的国际级票友。

伏尔泰1726年来到英国,当年写了25篇通讯,其中第15篇通讯中有这个故事,后来他说是听牛顿的侄女说的。后来一位比牛顿小45岁的朋友说,这个故事是牛顿去世的前一年,牛顿告诉他的。

所以这故事到底是从哪儿来的?

我们来看看伏尔泰对牛顿有多推崇,当年他与莫佩尔蒂等人在“生命预成论”与“起源渐成论”撕逼大战中,他公报私仇为了碾压莫佩尔蒂,不屑莫佩尔蒂引以为豪的北欧子午线测量之旅,嘲讽其“你在那些无聊之极的地方,证明了牛顿足不出户就能证明的东西。”

莫佩尔蒂,柏林科学院院长,于1759年被疾病和伏尔泰碾压致死。

先不说伏尔泰到底有多能撕,但他写的苹果砸牛顿的故事被广为流传,作为牛顿发现万有引力的契机,这似乎成了固若金汤的不刊之论。对此,后来的学者们表示不服,他们表示,关于万有引力的被发现过程是从开普勒开始的。更早一点,亚里士多德可能对叶子为什么会掉在地上等现象发出过疑问。

开普勒研究行星运动规律时,就推断引力是太阳发出的类似于磁力的流。他还重点关注了一下潮汐现象,认为这是月球与海水间的磁性引起的。

1645年,法国天文学家布里阿德提出一个假设:“开普勒力的减少,和离太阳的距离的平方成反比”。这是第一次提出平方反比关系的思想。

1661年,英国皇家学会成立了一个专门委员会研究重力问题,胡克、哈雷等人参与其中,都做出了重要贡献。

最早使用“万有引力”这个词的,是胡克。

确切说来,牛顿对万有引力的了解,至少是经过了开普勒、胡克、哈雷、雷恩这些人。在牛顿涉(cha)猎(zu)万有引力研究的1679年之前,这个问题就已经有了许多重要的研究成果。

对于万有引力问题,剩下的唯一问题就是在与距离平方成反比的万有引力作用下天体按椭圆轨道运行的严格证明。到这,本文第一场撕逼运动的男主,胡克,隆重登场了。

我们先来介绍一下胡克,胡克被誉为“英国的达芬奇”。

图片自网络罗伯特·胡克

达芬奇是意大利文艺复兴时期的全才,除了会画鸡蛋和微笑的蒙娜丽莎,还会修下水道,架桥梁,筑运河;精通解剖,发现了血液是循环流动的;还发明了直升机、机关枪、手榴弹、潜水艇、武装坦克,等等。总之达芬奇强大到都能自己生孩子了。

胡克自然也不在话下,也是一个全才式的人物,他以惊人的动手技巧和创造能力制造了真空泵,望远镜,抽气机,显微镜等等,在显微镜下观察细胞,并最先命名“细胞”一词。与达芬奇一样,胡克也是一位建筑大师,1666年伦敦大火后他担任测量员及伦敦市政检查官。当时的天文学、物理学、生物学、化学、气象学、钟表和机械、天文学、生理学等学科,都是胡克的碾压范围,在这些领域,胡克都做出过重要贡献。

我们来看一下都发生了些什么:在1679年11月,牛顿致信胡克,就引力问题进行交流。牛顿说:设想一个物体自由落体到地球上,假设地球可以穿透,不受阻力,我认为物体的轨迹应该是一条螺旋线,最终将停留在地心。胡克给牛顿回信:平抛物体不损失任何能量,应该呈一条椭圆轨道绕地球一圈,回到原处。

1679年12月13日,牛顿又写信给胡克,信中说:“我同意你的意见…”嗯,就是这一句。胡克抓住了牛顿的这句话,抓住了自己是对的,在皇家学会四处讽刺牛顿,对牛顿进行人生中唯一一次狠狠打脸。

且不说这些,由此看来,到那时,牛顿和胡克还是进行友好和平交流的。

不过说不定那时牛顿就怀恨在心了,你个老胡克,千万别落老子手里,否则弄死你!

开撕:如果我比笛卡尔看得更远,那是因为我站在巨人们的肩膀上

在1680年1月6日,就万有引力问题,寄给牛顿的信中,胡克讲到了引力大小与距离的平方成反比这个概念,但是当时他在信中说得比较模糊,并未将这一理论加以量化。

1686年牛顿在哈雷的催促下写出了《自然哲学的数学原理》一书。就是在这本书上,牛顿发表了万有引力定律。

胡克看到这本书稿后,非常不爽,同时向哈雷表示了这种不爽,大意是这样的,牛顿这孙子好歹把我胡克在这方面的研究成果提一下啊,怎么说当初“引力大小与距离的平方成反比”这个概念也是我提出来的!胡克的不爽并没有得到牛顿的回应。

1693年,胡克在皇家学会会议上再次正式提出他优先发现万有引力。这惹得牛顿也相当不爽,断然拒绝了胡克之前的合理要求,并把《自然哲学的数学原理》里大部分涉及对胡克的引用都通通删掉。他写信给哈雷说,万有引力完全就是我牛逼顿一个人发现的!我在许多年前就已经揭示了平方反比定律!嗯,就是1666年苹果树下的思考。

据此,有人推断,胡克之所以没能先于牛顿公布万有引力定律,是因为那个重要的平方反比定律,他没有证明。因为他的数学没有牛顿好。咳咳,论数学的重要性。所以大家要学好数学,否则一辈子甚至死后都要被别人碾压得尸骨无存。

其实牛顿与胡克之间的梁子,早在万有引力之前就结下了。对于光的本质,牛顿支持微粒说,而胡克站在波动说这边。

1675年,牛顿向皇家学会递交了他关于光的第二篇论文,这篇论文又受到胡克的批评,并且说论文的一些观点是抄袭他的。这使牛顿无比愤怒,虽经皇家学会调解,牛顿的怒气未消,于1675年2月向胡克写了一封回击的信。信中说了一句话:“如果我比笛卡尔看得更远,那是因为我站在巨人们的肩膀上。”

牛顿的原话是:“笛卡尔所做的是搭了一架好梯子,你在很多方面都把梯子升高了许多,特别是把薄膜的颜色引入哲学思考。如果我看得更远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。”

许多人把这句话理解为牛顿谦虚,其实它是对胡克的一种讽刺和蔑视。意思就是,老子出名也跟你没关系,老子是站在巨人的肩膀上!因为胡克身材矮小,且其貌不扬。

(未完待续…)

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