“人文清华”云讲坛|吴国盛：《瘟疫之年：重新认识牛顿》

1665年，伦敦瘟疫大爆发，传说牛顿居家隔离时看见苹果落地，发现了万有引力。信仰上帝又沉迷炼金术的牛顿，如何成为最伟大的科学家？瘟疫之年究竟是不是牛顿的奇迹之年？

4月16日19点，“人文清华云讲坛”第五场隆重开讲，著名科学史家、清华大学科学史系主任吴国盛教授登坛讲授《瘟疫之年：重新认识牛顿》，指出牛顿并不是在瘟疫之年发现万有引力定律，牛顿也不是牛顿主义者，而是最后的魔法师。而他终身未婚，并非完全因为沉迷于科研，很有可能是因为存在同性恋倾向。

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吴国盛教授指出牛顿之所以成为最伟大的科学家，源于他的杰出贡献，在数学领域，他发明了微积分和二项式定理；在力学领域，他发现牛顿三定律；在天文学领域，他发现了万有引力定律；在光学领域，他发现白光是复合光，并发明了反射式望远镜。连爱因斯坦都说：“在他以前和以后，都还没有人能像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方向。”

1665年-1666年，伦敦爆发大瘟疫，牛顿离开剑桥回到故乡。在老年牛顿的自述、《自然哲学的数学原理》第三版主编彭伯顿的叙述、伏尔泰的叙述以及牛顿传记作者斯图克利1752年的回忆中都说他在1666年发现了万有引力定律。这些导致“苹果神话”流传了几百年，世人都认为24岁的牛顿从苹果下落悟出了万有引力。但吴国盛教授指出这些叙述都源自牛顿自己，牛顿制造“苹果神话”有特别意图。事实上，牛顿真正发现万有引力定律，是在1685年－1686年之间。

吴国盛教授强调伟大的思想都有历史的渊源，万有引力定律其实是牛顿对前人科学思想的发展。

继哥白尼和开普勒发展出日心天文学之后 ，17世纪的超级天才、新物理学的鼻祖法国人笛卡尔，进一步打破了古希腊天球宇宙的概念，提出了涡旋宇宙说，指出宇宙由物质和运动构成，运动自我维持、数量守恒。将苹果与月亮相提并论是笛卡尔的思想，并非牛顿原创。

早期的牛顿深受笛卡尔影响。从1665年的瘟疫之年至1669年，牛顿推导出了离心力公式和平方反比公式，但他对地表重力的计算结果出了问题，因此他将引力问题搁置，仍然接受涡旋理论。

1667年－1684年，牛顿最主要的精力投入了炼金术实验，排在他兴趣第二位的是圣经年代学研究，在此之余，他做了光学实验和微积分的发明与完善。受炼金术思想影响，牛顿越来越相信作为超距作用的万有引力的存在。笛卡尔认为宇宙由无数的涡旋微粒组成，苹果落地、月亮绕地球转动，都是大量微粒碰撞的结果。而牛顿的万有引力是个超距作用，即两个物体之间即使隔着遥远的距离，不接触也能发生作用。

1684年，哈雷拜访牛顿，询问行星轨道是何种曲线，点燃了牛顿的热情，1684年8月-11月，牛顿严格证明了椭圆轨道需要平方反比引力。1686年-1687年，牛顿严格证明了球体引力公式，并发表了《自然哲学的数学原理》。在这本书中，他提出了牛顿三定律和万有引力定律，严格证明了不存在笛卡尔式的涡旋宇宙，否则开普勒定律就不能成立，并构造了新的天体体系。万有引力定律使得自由落体、潮汐、开普勒定律、岁差等许多现象能够被合理解释。由此，新的天文学终于有了坚实的物理基础，对古代科学的整体替代终于完成，牛顿成为科学革命的完成者。吴国盛教授表示牛顿物理学成了近代科学的典范，所提供的世界观和方法论至今基本没有被改变，其他学科都在向牛顿物理学看齐。能够建立科学的标准，恰恰是牛顿最牛的地方。

为什么是牛顿发现了万有引力定律？

吴国盛教授指出首先是因为牛顿生在一个伟大的时代、并且是站在笛卡尔等巨人的肩膀上做研究。其次牛顿拥有超凡的数学能力和实验能力。

第三，独特的宗教信仰和认识论对牛顿的研究影响深远。笛卡尔的上帝是唯理论的上帝，即上帝以高超的能力创造了一个理性宇宙，这样的世界人们只需要通过理性的方式认识就可以了。牛顿则相信唯意志论的上帝，即上帝的全知全善全能不在于他是否理性，而在于他能否自由挥洒意志，任何理性的构造都可以被上帝随时打破。面对唯意志论的上帝，人们认识世界的唯一方法是经验，通过对经验进行归纳总结，来揣摩世界的规律。牛顿万有引力的发现过程，实际是总结了大量物体运动的现象后再进行数学归纳。所以，牛顿能够提出和笛卡尔不一样的宇宙体系。

虽然牛顿发现了万有引力定律，但他并不相信引力是物体固有的，也不认为单凭引力可以维持太阳系的稳定性，而是认为引力可能是上帝之手在起作用。因此吴国盛教授提醒大家，牛顿本人并不是一个牛顿主义者。在牛顿看来，宇宙一半是机械的，一半是微妙的，归根结底由上帝来解释。

最后，吴国盛教授指出三个原因促使牛顿在晚年制造“苹果神话”。

首先优先权之争贯穿了牛顿的一生，牛顿就光学问题、万有引力定律问题与胡克争论不休，在微积分问题上与莱布尼茨争夺发明权。因此他在晚年抛出“苹果神话”，以显明自己优于其他对手。

制造这个神话，也和他自恋自大的个性有关。

第三个原因，是为了掩盖引力概念的炼金术起源。1936年，著名的经济学家凯恩斯发现了牛顿手稿，经过研究发现，牛顿并不是理性时代的先师，而是最后的魔法师，他小心掩盖着他的炼金术活动与自己反对三位一体的异端信仰。