牛頓：我的數學論文，請一篇也不要發表_風聞
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歷史的真相到底是什麼？
撰文 | [美] 威廉·鄧納姆
譯者 | 馮速
01
地獄開局，封神收尾
1705 年 4 月 16 日，在一次莊嚴的劍橋大學授爵儀式上，英國安妮女王封艾薩克·牛頓為爵士。藉此,這位女王把不列顛的最高榮譽授予了她最重要的國民之一。
關於牛頓爵士的一大事實就是他是跨越兩門學科的神一樣的人物。讓任何一位數學家説出三四位歷史上最有影響的數學家，他們無一例外都要提到牛頓。讓任何一位物理學家説出三四位偉大的物理學家，這其中肯定還會包括牛頓。
的確，牛頓生活在學科之間還沒有豎起不可逾越的高牆的時代。在他那個時代，數學和物理學之間沒有明顯的界限，它們擁有共同的方法、問題和從業者。那是一個把諸如光學、天文學、力學作為數學的一個分支的時代。
科學發展到今天，數學家和物理學家常常發現他們各自太專業而已無法彼此交流，因此很難想象三個世紀之前，他們之間的界限竟能模糊到不存在的程度。所以，你也許小看了牛頓的這種跨越學科的卓越。
然而，這也許漏掉了關鍵的一點。被兩個學科的從業者如此高看的人物的確非常少有。類似的人物還有劇作家兼詩人莎士比亞，或者畫家兼雕塑家米開朗琪羅，但是他們的雙重卓越還是不能與牛頓媲美。牛頓的身份的確是非同尋常。
對於牛頓來説，生命之初是那樣地不穩定。1642 年，牛頓出生於英格蘭的伍爾索普，他是個早產兒，因此活下來的機會很小。另外，他的父親在他出生的幾個月前去世了。但是，更大的衝擊即將來臨。就在他3 歲那年，牛頓的寡母再婚，並搬到她新丈夫的家。深思熟慮之後，她還是決定拋下牛頓不管。幾年之後她又回到牛頓身邊，但是很多心理歷史學家相信，這期間，小艾薩克受到的傷害已經無法挽回。關於這個話題，一本非常暢銷的書説：“牛頓近期的所有傳記作家都認為，在三歲到十歲與母親的這種分離是造成成年牛頓多疑、神經質和扭曲個性的關鍵因素。”
不管牛頓是不是神經質，他都顯示出了無可爭議的天才跡象。這表明他應該進入大學，與此同時他顯然對於成為鄉紳不感興趣。於是在1661 年他進入了劍橋大學的三一學院，開始了他非同尋常的學術生涯。
02
在榮耀面前，選擇沉默
一個事實可能促成了這樣的學術旅程：劍橋大學的教授對教學不感興趣，就像牛頓自己對農業技術不感興趣一樣。因此牛頓可以自由地跟着自己的興趣走，不久，這些興趣就遠遠偏離了代表着當時正式課程特點的希臘語和拉丁語的繁重學習，轉向了在那個時代令人興奮的數學和其他科學門類的進步上來。
牛頓，這位孤獨的學者，貪婪地學習這些科目,，直到他能夠開始原創性的研究，雖説當時他還是一名大學生。
在 1665 年到 1667 年暴發了瘟疫，這使劍橋大學兩次閉校，在這段空暇時期，他的工作仍在繼續。為了躲避瘟疫，牛頓不得不返回伍爾索普的家，但他很難把這次返鄉看成悠閒的度假。
正是在伍爾索普，牛頓才遇到了那隻蘋果。據傳説，當時他正在一棵樹下休息，差點兒被一隻掉下來的果子打到。他沉思着，既然地球能用力拉拽這隻蘋果，那麼它不也能拉更遠的天體嗎？牛頓回憶道：“我開始考慮把萬有引力擴展到月球軌道上。”這就是你能查尋到的萬有引力的簡短導言。
現代學者認為，那隻掉下來的蘋果能砸中牛頓未免神乎其神，但是這個故事本身卻很吸引人。拜倫勳爵因此這樣寫牛頓：
自亞當之後，凡人中僅此一位，他抓住了墜落，或一隻蘋果。
這場瘟疫平息下來之後，牛頓返回三一學院。1669 年，儘管他還相當年輕，而且也不知名，卻擔任了劍橋大學享有盛譽的盧卡斯講座數學教授。
他眾所周知的偉大成就發生在 1687 年，當時在埃德蒙·哈雷（Edmund Halley）的鼓勵之下，牛頓最終同意發表他的鉅著《自然哲學的數學原理》。這本著作用精確、詳細的數學語言陳述了牛頓力學。在這本書中，他引入了運動定律和萬有引力的原理，並以數學方式推斷了從潮汐流到行星軌道的每一件事情。《自然哲學的數學原理》被很多人視為至今最偉大的科學著作。
由於獲得這樣的成功，牛頓成了科學界令人矚目的人物。當然，公眾對此不甚瞭解，但是非常像 20 世紀的愛因斯坦，牛頓成為新科學的活符號。伏爾泰稱牛頓是“至今最偉大的人”，並評論説像牛頓那樣的天才一千年只能出現一個。
在這次閃耀登場之後，牛頓的生活發生了根本性的變化。1689 年，他代表劍橋大學參加英國“國會會議”。1696 年，他擔任皇家造幣廠的監督，並搬到倫敦度過了他的餘生。1703 年，他當選皇家學會的會長，並於次年發表了另一份偉大的手稿《光學》。到了 1727 年他去世的時候，艾薩克·牛頓先生已經是一位令人尊敬的科學家、富有的政府官員，是有資格葬於威斯敏斯特教堂名人堂中的英國民族英雄。
對於數學家來説，他最偉大的發現源於大約 17 世紀 60 年代中期被他稱為“流數”的這門學科，但是後來人們採用了萊布尼茨為它起的名字“微積分”。出於現代人可能永遠無法理解的原因，牛頓沒有發表他的發現。在擁有可能是歷史中最偉大的數學成果的榮耀面前，他卻選擇了沉默。
03
沉默求靜，反引騷亂
牛頓古怪和神秘的個性對他並沒有幫助。在他的一生中，牛頓可能多次發現其他人正在走着他幾年前已經走過的思想路線。如果他總是遲遲不對外公佈自己是第一發現者，這自然就會引起學術界的騷亂。對他來説，假如在剛做出成果的時候交流工作，事情會更簡單，這樣既能保證他的影響力，還能維護他的名聲。
因此，我們有這樣一位科學家，他很在意他的名聲，卻不情願公開他的發現。甚至對於為私下交流而準備的手稿，牛頓也力求控制其發放範圍。“我的數學論文，請一篇也不要發表，”他在給一位有一份其沒有發表的手稿的同事的信中寫道，“這必須得到我的特別許可。”其實，即使不是牛頓這樣級別的天才也能夠預見這樣的行為會帶來不愉快的後果。
隨着時間的流逝，他開始捲入關於優先權的紛爭之中，與其他科學家展開了“誰在什麼時候做了什麼”的令人厭惡的爭吵。他與他的同胞羅伯特·胡克及約翰·弗拉姆斯蒂德發生了衝突，但是他所捲入的最激烈的爭論是與萊布尼茨關於誰先創建了微積分的論戰。
縱觀這段歷史，這一事件的基本事實是下面這樣的。
(1) 在 17 世紀 60 年代中期，牛頓已經發現了他的流數方法。他在1669 年修改完成的一篇名為《運用無窮多項方程的分析學》的論文中描述了它，到了 1671 年，這一論文被擴充為《流數術與無窮級數》。這些論文都是在英國數學家特定的圈子裏交流的，而且沒有發表，因此並沒有很多人知道。看到過這些東西的人立即意識到牛頓的強大，有人把他描述為“非常年輕……卻非同尋常的天才和行家”。
(2) 在 17 世紀 70 年代中期，也就是足足十年後，萊布尼茨提出了本質上相同的方法。由於一次外交任務，1676 年他來到倫敦，看到了一份牛頓的《運用無窮多項方程的分析學》的手稿。
(3) 大約就在這個時候，萊布尼茨收到了牛頓的兩封信，就是現在所説的《前信》和《後信》。在這兩封信中，牛頓闡述了他關於無窮級數的一些思想以及關於流數的一些思想，但是相當隱晦。
(4) 1684 年，萊布尼茨發表了關於微分學的第一篇論文，就是我們在第 D 章一開始介紹的那篇。在這篇論文中，萊布尼茨隻字未提早在八年前他看過牛頓的手稿或者與他的書信往來。當然也完全沒有提到牛頓這個人。
但是，這並不意味着萊布尼茨剽竊了牛頓的東西（儘管這正是很多英國數學家表明的態度）。這份手稿的形跡確定萊布尼茨儘管與牛頓接觸過，但是他獨立發現了微積分原理，而且堂堂正正地分享這一發現的榮譽。因為牛頓習慣秘而不宣，所以萊布尼茨在 1684 年的論文毫無疑問成了學術界瞭解這一優美學科的源頭。
顯然，兩位當事人都有錯。如果牛頓在他完成相關發現與萊布尼茨發表論文這中間的二十年裏的任何時候發表他的研究成果，那麼優先權的問題也就不存在了。因為保持沉默，牛頓招來了麻煩。對於萊布尼茨來説，如果他承認接觸過牛頓的文件，那麼他就能更令人信服地得到他應該得到的這份信任。又是因為沉默，萊布尼茨讓整個世界都以為他是唯一的發現者。隨着這場爭吵不斷升温，他不斷承受着自己的不誠實帶來的困擾。
在 1684 年萊布尼茨發表論文之後，牛頓開始抱怨優先權的事，而且這些牢騷漸漸演變成一觸即發的憤怒。在牛頓看來，只有第一發現者才有資格得到認可（即使發現者花費了很大努力來隱蔽他的工作以避開公眾的視線）。1699年，牛頓在1676年給萊布尼茨的兩封信被公之於眾，英國人都相信他們已經發現了“確鑿的證據”，或者用一句當時的行話，即發現了“確定的武器”來證明後者的學術剽竊行為。
在那之後，局勢逐漸惡化，一片混亂。譴責之聲如潮水般湧來，各自忠實的粉絲分別加入這兩個主要人物的陣營，他們之間的唇槍舌劍瀰漫整個英吉利海峽。
反思這段歷史，所有時代中最偉大的兩位數學家之間的這種相互譴責在歐洲知識史中寫下了悲傷的一章。如此天才之人做出這種相互人身攻擊的無恥行徑，不會給後世更謙遜的知識分子帶來好影響。整個事件給牛頓、萊布尼茨、數學乃至整個學術界帶來了極大的困擾。
這樣極不體面的爭吵使牛頓的形象受損，至少在某種程度上是這樣的。在接下來的幾十年，他的注意力轉到了鍊金術和神學。
當然，鍊金術是中世紀人們從事的研究，科學家和魔術師想要把普通的化學制品變成金子。牛頓閲讀了大量關於這一問題的資料，在他自己製造的爐子旁邊花費了大量時間，堅持不懈地把化學制品加熱，然後尋找黃金的閃光。與流數研究相比，牛頓對他的鍊金術似乎更遮遮掩掩，儘管如此，他的鍊金術筆記最終達到近一百萬字。
他的神學作品同樣數量眾多。牛頓是仔細研讀《聖經》的大師，喜歡識別預言，聯結似乎不相關的段落。他的筆記包含耶路撒冷的神廟的平面設計圖，這是他依據《聖經》的相關段落整合而成的。他還發表了《但以理書》和《聖·約翰啓示錄》兩卷本等著作。這顯然是他主要關注的一個問題。
遺憾的是，儘管無論是數學還是物理學都因牛頓的著作而徹底豐富起來，但是他在神學方面的遺產卻沒有保存下來，而且今人把鍊金術士都看成江湖騙子。人們很想知道：如果牛頓在這些事情上投入的時間少一些，那麼他還可能取得哪些科學成就？
本文經授權轉載自微信公眾號“圖靈新知”。
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