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牛顿探索——与数学密切相关的经典电影(6) [编辑] [删除]
2016-10-11 23:52:38 | 分类: 数学欣赏

 影片名称:牛顿探索

 英文名称:Newton's Dark Secrets

 发行时间:2005

 艾萨克·牛顿(1643141727331),是世界近代科学技术史上伟大的物理学家、天文学家数学家。他提出的万有引力和三大运动定律,奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点;在力学上,牛顿阐明了动量角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究做出了贡献。他的科学贡献已成为人类认识自然的里程碑。

    1936年,大量科学和个人论文的收藏品在伦敦索斯比拍卖。这些论文从未公开过,大部分被著名的英国经济学家约翰·梅纳德·凯恩斯(John Maynard Keynes)购得。很多内容用密码书写,凯恩斯花了6年时间,试图破译它们。他希望这将揭示那个发明了新数学分支--微积分的私人想法 ; 弄明白了光的组成; 告诉我们支配宇宙的三大运动定律,被认为是现代科学的奠基人,艾萨克.牛顿爵士。

    牛顿开创了一个时代----牛顿时代,它是一切概念的前提,实际上,宇宙经得起科学解释的检验。牛顿的工作既美丽、又简洁、优雅,是科学史上做出的最伟大工作。但凯恩斯的发现打破了他对牛顿的印象。因为,在这些手稿中,凯恩斯发现牛顿不为人知的一面,牛顿似乎对宗教痴迷并致力于(炼金术、占星术等)秘术。

    今天,他被认为理性时代的大主教,但是这是对牛顿的一种误解。牛顿的现代诠释尽可能来自牛顿对自己的评价。一方面,我们承认他是一个科学家,但另一方面,他从事的活动,我们现在贴上了伪科学的标签。

    现在,科学家和历史学家正在试图使他们认为的与与私人文件中的牛顿保持一致。现在我们的计划必须遵循牛顿自身的看法,而不是试图把牛顿看成我们所希望的样子。关于有史以来最伟大的科学家之一,这些神秘文件到底揭示了什么?接下来本片将为揭示牛顿的黑暗秘密。

剧情简介(根据字幕翻译整理)

位于耶路撒冷的一个图书馆藏着一份非常稀奇的文件。这本书大约写于300年前,只有少数学者研究过它。作者被誉为有史以来最重要的科学家,发现了支配整个宇宙物理定律的一个天才,艾萨克.牛顿爵士。这个问题?牛顿算出了圣经中的世界末日:2060年。如果这一计算正确,那么这种计算可能意味着世界末日离我们不远了。当这个文件最近引起公众的关注,成了头条新闻。但为什么牛顿会做出这么可怕的预测呢?我们觉得奇怪,牛顿听起来像电视传道者谈论世界末日。

    我们感到震惊,因为我们已把牛顿看成了另外的人。我们把牛顿看成理性,开明的形象。这不是牛顿的本来面目。这些手稿揭示了一个完全不同于一般人想象的牛顿。牛顿不是一个冷漠,精明的科学家。假如你想据实地揭示牛顿的所有荣耀。那么,真实的牛顿到底是怎样一个人?

    英格兰乡村的小农场,叫伍尔斯索普,牛顿的冲突一生开始于1642年。是年恰逢天文学家伽利略(Galileo)逝世,但他的工作还是震撼了整个欧洲。伽利略冒着生命危险,挑战天主教教会的古老信念,太阳围绕地球旋转。不是基于信仰,而是观察,他证实了地球只是绕太阳旋转的几大行星之一。这是科学革命的曙光,科学和理性将重新定义世界的时代来临了。一个完全新时代的感觉。这种理念以观察或实验为依据的想法回答我们的问题,这一理念采取的方式,之前几乎从来没有这样做过。

    从青年时代开始,牛顿沉浸在这一新的前景中。当还是一个男孩,他钻研一本叫《自然与艺术之迷》的书,一本关于机械发明和调查自然世界的手册。他全神贯注于物理学家也关心的问题-----时间和运动,所以他做了风车,小船。他放的风筝据说把邻近的居民吓坏了;他在风筝上面系蜡烛,别人看了以为是彗星。但是,从一开始,牛顿还有另外一面。

    他的父亲在他出生前去世了,当他只有3岁时,他母亲改嫁并搬走,把年幼的牛顿留给他的祖父母。牛顿后来承认愤怒到他想烧了母亲和继父的家。当他离家到剑桥大学为止,牛顿经历了两十年激烈的政治和社会动乱:一场残酷的内战,国王被斩首,以及查尔斯二世在1660年恢复君主立宪制。

    在剑桥,牛顿埋头他的研究。真理是沉默和不断冥想的产物。他没有去任何地方。我的意思是,他很少旅行。他从来没有去过欧洲大陆。他是封闭的。我的意思是,他留在他的房间。他每周工作7天,每天18小时,他不断鞭策自己。他有自己的图书馆,大约16001800册,但却是一个通过印刷品或他人手稿与外界沟通的世界。剑桥大学弥漫着颓废的空气,年轻的牛顿不想同流合污。查尔斯二世复辟后,这是一个特殊时期,这是一个玩乐,嬉戏的时期。而我认为牛顿惊惶于他许多同学的滑稽动作:狂饮,寻欢作乐。为了抵制诱惑,牛顿制定了一个计划,他坚持了一生。保持贞节的方法不是与纵欲的思想直接斗争,而是转移满脑的这些想法,通过阅读,或沉思,或交谈。因为他认为想到纯洁就会联想到女人。他是一个沉默,有想法的年轻人,我想,外表看上去,他完全乏味。我认为,没有证据显示有人会喜欢他,除了他的朋友约翰.韦金斯(John Wickins)。约翰.韦金斯也是剑桥学生。和把娱乐摆第一位的同学很难相处,他和牛顿成了室友。他们关系非常特殊因为韦金斯在三一学院比牛顿有更高的地位(注:韦金斯是自费生,而牛顿是减费生)却似乎成了牛顿的抄写员,即在随后的20年成了他的秘书,但是,他们关系一定非常密切,在一起住了20年。

    作为一名学生,牛顿吞噬最新的科学思想。当时人们普遍接受了行星环绕太阳旋转。但现在的问题是,“行星怎么旋转?什么控制他们在轨道上运行?最流行的理论是来自法国哲学家笛卡尔(Rene Descartes),把宇宙想象成一个巨大的机器,就像一个时钟。笛卡尔说过:一切,即使行星的轨道,可以简单地解释为这台机器零件的相互作用。但是,牛顿难以接受这种观点。牛顿是一个非常聪明的人,他开始相信唯一可以接受的陈述,说穿了,是在实验室测试。

    但是,正当牛顿探求笛卡尔的局限时,瘟疫肆虐英国。每周成千上万的人死去。大学关闭了,牛顿回家以防感染。也正是在这里,家外的苹果园,牛顿的传说诞生了。故事当然说的是他在花园里躺着没有去想女孩,而是思想月球如何绕着地球等,这时,苹果掉下来了。据说他突发灵感使苹果掉入和保持月球在其轨道上是一码事。牛顿在晚年说了这个故事,宣称,随着苹果的掉入,他意识到,保持行星在轨道上不像笛卡尔发条的物理机制,而是一种无形的力,他所谓的“重力”。他深信把苹果拉到地面的力和保持月亮绕地球的轨道上的力是同一个。他通宵达旦计算力的大小。但是,当答案算不出来时,他把这个想法搁置。传说就出现了。

    我怀疑苹果激发了他的想法。这肯定是杜撰的故事。是啊,我不认为它甚至是否发生过。我对水果在牛顿的生活中的作用持怀疑态度。但是,毫无疑问像苹果和月亮这些对象的运动在当时迷住了牛顿。意大利科学家伽利略(Galileo) 在著名的运动实验已经证明,所有坠落到地面的物体都加速,或加速向下,不论其质量大小,速度 一样。求出平均下降速度很简单。例如,如果你想求出苹果从树上落下的平均速度,你只要把苹果下降的距离除以苹果旅行时所花费的时间。但是,牛顿并不满足于平均值。苹果的速度不断加速,下降过程中每一点的速度是多少?苹果掉到中途的速度是多少?为了找到答案,你可以在越来越小的时间段上测量苹果的平均速度。时间间隔越短,越接近苹果的瞬时速度。但想求到精确的瞬间速度,你必须缩小时间间隔尽可能接近零。

    牛顿发明了一种方法使时间间隔无穷小。什么是无穷小?这是比任何你想到的数都小。不是零,但它比任意你想到的数都小。第一次,使计算不断变化的量成为可能,如一个掉落的苹果在任何特定时刻的速度,或随着时间的推移,行星的位置变化。

    使用这个技术,牛顿发明了一种新的数学分支,叫做“微积分”。当然,这改变了科学的全部。因为微积分,看待世界的方式改变了。微积分是变化的定量认识,不光速度,还有与物理,化学,甚至与人口有关。人口随时间变化的速度? 这一数学框架成为现代科学阐述的语言。

    今天,到处都用到微积分,从股市分析到全球气候变化模型。那时他只有22岁,在伍尔斯索普致力于微积分,他是世界上最伟大的数学家,然而,没有人知道。只有牛顿自己知道,这是他的秘密。这个男孩喜欢各种计算。涉及的范围,如果你打开他的手稿,你可以看到,例如,你会发现他计算对数到50位,他这样做不是因为他需要这些结果,而是因为他喜欢这样做。我的意思是,对他来说这是一件很愉快的事。

    如果这些还不能说明问题,牛顿还用大针,锥子对自己做了实验,推翻了颜色是如何产生的常识,我把锥子放在眼睛和骨头之间尽量刺近眼睛里,挤压眼睛使其弯曲,出现一些白色、深色和彩色的圆。所幸的是,牛顿发现了一个更安全的方法利用棱镜研究光和颜色。从亚里士多德到笛卡尔,科学家认为光,或白光是纯的。他们相信颜色是由于白光通过棱镜而产生的。但是,牛顿决定自己试试。发送阳光透过第一块棱镜,他制作了色彩光谱。然后他又进了一步:他在延长的光谱里加上第二块棱镜。但折射没有产生新的颜色,红仍然是红。牛顿断定白光不是纯的,而是由五颜六色组合而成。他认为棱镜实际担当了光的分离器。几乎每个人都非常难以接受因为这意味着,当你看着白光,实际你看着所有的颜色。这似乎完全有悖直觉,事实上,坦率地说,这违反当今大多数人的直觉。

    只有25岁,牛顿在科学史上做出了最惊人的突破,但他几乎完全保持自我,正如他完成了微积分。瘟疫过后,他回到剑桥在那里,他被任命为卢卡斯数学教授,今天斯蒂芬霍金获得的职位。

    牛顿因早白头和他关于光的冗长演讲而闻名。由于折射的发现,表明有一个物理假说尚未健全。我判断这必定能被接受,如果我用科学的原则进行更严格的检查。牛顿性格内向,很少有时间与学生在一起,他们对他的兴趣不大。多年以后,牛顿的实验助理回想起。所以,很少有人找他,了解他的人更少,他经常由于缺乏听众,对着墙壁自言自语。但牛顿关于光的研究即将开始一场革命。

    50年前,伽利略已建造了第一个望远镜。它用玻璃透镜收集来自遥远物体的光并聚焦到观察者。但这类望远镜有一个缺点。在被观察对象的边缘镜头产生彩色条纹。这意味着你看到的对象总有色差。他们看起来总是彩色的。实际上对象原来不是这样的。另一方面,牛顿开始亲手做一些东西。他设计了一个新型望远镜,以前从来没做过的。牛顿意识到,透镜边缘的性质象一个棱镜,白光穿过时,分解成不同颜色。于是,他放弃了透镜,用镜子取代采集并聚焦来自遥远物体的光。由于光线没有经过透镜,就没有色彩失真。牛顿的望远镜只有6英寸长,但牛顿自夸,它可以放大直径约40倍,一部6英尺的折射器都做不到。我用它看到清晰的木星和他的卫星。这是至今还影响着天文学的仪器。

    今天的巨型望远镜就以此为模型。他们是这个小东西的放大版本。望远镜架上雄伟的山顶上。通过太空望远镜,我们能够窥探可见宇宙的最深部分。牛顿把他的发明当做一个玩具,但一位同事把它带到伦敦,呈现给国王查理二世。影响在牛顿时代是即时和戏剧性的。它使牛顿走上科学世界的舞台,牛顿一夜成名。牛顿当选为英国皇家学会会员,伦敦领袖级科学家的一员。他们大都敬畏这位来自剑桥的神童。

    牛顿非常高兴他答应寄一份论文给皇家学会,关于他的发现白光是由不同的颜色组成的。但是,英国皇家学会成员不知道这时牛顿正在研究比光更神秘的东西。他的私人笔记本显示,同年他成为剑桥大学的教授,他买了两个熔炉,一推化学品,一套奇怪的书。牛顿已成为一个炼金术士。

    炼金术是一个古老而神秘的活动,来源于中东。通过长期而复杂的化学步骤,炼金术士试图制作出一种神奇的物质所谓的点金石。点金石威力巨大,即使很小的剂量,据说能创造奇迹:治疗疾病,长生不老,把普通金属如铅变成纯金。在16世纪和17世纪,许多人来到欧洲的宫廷并声称,他们拥有点金石,他们被整个欧洲王公贵族聘用制造黄金。有时候,极其有利可图。毫无疑问,你可以讹公爵或王子一大笔数额,但如果你被抓住了,这是非常危险的。我们知道,对炼金术士一个常用的惩罚是绞死在镀金的断头台上。有时当他们被绞死的时候,他们被迫穿上金银丝织品示街游行。

    当牛顿沉浸在炼金术,关于光的论文在伦敦掀起一场轩然大波。评价牛顿的思想工作落到另一皇家学会会员,罗伯特.胡克(Robert Hooke),后来成为牛顿的宿敌。论文公布后,胡克写了一份报告。那是一份特殊的报告,因为,说的是,“我相信牛顿所有的实验,但无论那些新的,我都已经做到了。他所有关于光的主张都是错误的。”(:胡克的波动理论和牛顿的微粒理论),四年间,牛顿和他的批评者做了回击,一波又一波,在英国皇家学会杂志上发表。敏感的牛顿感到受辱。牛顿对批评过敏,我的意思是真的过敏。当有人批评他,他暴跳如雷。牛顿的问题是有人质疑对他所做的一切。

    从一开始,他不想告诉任何人,但如果他被迫,你肯定更相信他说的话。他无法说服尽可能多的人,他说的话是真实的。失败,如果你想称呼它,他是非常痛苦的。16世纪70年代中期,他从国际科学世界完全退出。牛顿发誓他不会再发表一篇科学论文。在剑桥与世隔绝,牛顿投身于炼金术。炼金术已被宣布为不合法,因为英国政府担心骗子用假黄金贬值货币。

    多年来,争论一直持续,为什么牛顿接受炼金术。即使牛顿的实验室助理也莫名其妙。他的目的是什么,我猜不透。在那段固定时期,他的刻苦,他的勤奋,让我觉得,他所追求的超越了人类的技术和工业范畴。在过去,许多学者把牛顿的炼金术作为毫无价值的科学,但现在,他们正在做再度审视。

    为了了解牛顿真正在忙什么,Bill Newman已开始破译牛顿的加密配方重现牛顿300年以前做过的炼金术实验。如果我们想弄清楚这些实验室的笔记本是怎么回事,方法是做一下实验,看看会发生什么。牛顿认为在遥远的过去,人们知道有关自然界和宇宙的伟大真理。这些知识已经失传已久,但牛顿认为这些隐藏在希腊神话中,他解释为加密的炼金术配方。在某些情况下,他解释神话用一个非常,非常精确的方式,使它们符合实际的配方。但获得这些配方不是容易的事。像所有的炼金术士,牛顿用稀奇古怪的术语隐藏他的配方。我们的身体结合被称为雌雄同体,两性,对点金石既是父亲和母亲。他用了当时炼金术特有的非常生动的语言。例如他谈到“绿狮子”“肮脏妓女,”与“肮脏妓女的月经血。”这些术语曾在17世纪的炼金术中非常具体的提及。牛顿的一个配方,所谓“网”来自罗马诗人奥维德的著作。在他的诗“变形记” 中奥维德讲述了火神乌尔冈把妻子爱神维纳斯和战神马尔斯捉奸在床的故事。根据神话,火神有了一个很精细的金属网把奸夫淫妇吊在天花板以儆效尤。

    在炼金术中,维纳斯,战神和火神意味着铜,铁与火。从这个角度来看,神话成了炼金术配方。如果Bill Newman解释配方正确,他将与300年前牛顿得到同样的结果,一种紫色的合金,称为“网”,它被认为是往点金石迈出了一步。看:“网”,它产生了纹网状表面紫色合金,效果非常好。通过重现这些配方,Bill Newman发现牛顿的炼金术中包含了现代科学的关键要素:它是一个关于结果的系统流程,可以重现和验证。历史学家还发现,牛顿不是唯一一个追求炼金术。当时其他科学家,包括英国皇家学会成员,也是炼金术士。也许牛顿的炼金术是更少的神秘活动比别的方式探讨自然世界。炼金术是真正重要的理论。

    炼金术是一门科学,追求最基本的问题 :“什么是地球?宇宙是什么组成的?物质是什么组成的?,炼金术的做法有一个深刻的要素,使它被称为早期的现代化学。他不是一个疯子,玩弄奇怪的物质,他试图真正弄清楚如何改变粒子,得到一点别的东西。而这并不奇怪。经济学家凯恩斯1936年买下论文,在文中出乎意料的发现了牛顿的炼金术。但其他手稿现在放在耶路撒冷内含更大的惊喜。他生活的大部分时间,牛顿保留了一个危险的秘密。作为三一学院的一名研究员,他被要求成为英国教会牧师,但他强烈反对。牛顿坚信基督教的中心教义--- 三位一体,或圣父,圣子和圣灵同样神圣的想法,并非如此。他越读古老的基督教书,他越相信基督是上帝的儿子但不等同上帝。

    现在,牛顿相信,上帝是如此强大和独一无二,牛顿,俗语有云:“自己投身异教。”换言之,牛顿开始尽量淡化、最终否认基督的神性。牛顿很早就得出结论,三位一体是对第一戒律的亵渎,因为第一诫律说,“在我之前没有其他上帝。“对圣父,圣子和圣灵的崇拜,从牛顿的观点来说,是邪教。但是,否定三位一体是非法的,牛顿有这些信仰非常危险。在剑桥,如果牛顿反三位一体暴露出来,他的职业生涯将结束。他将被排斥在外。几乎可以肯定,不会被处死,但进监狱可能性很大。牛顿最终免于成为牧师。但他写的更多的是关于神学和炼金术,而不是科学和数学组合。

    最近在耶路撒冷的国家图书馆才公布于众,这些文件目前揭示,对于牛顿,宗教和科学是不可分割的,终身探索了解宇宙两个相同的部分。牛顿自己想设计一个宇宙,其中上帝是绝对,绝对强大。这里隐含了一个巨大的讽刺。

    18世纪,一群翻译家,其中大多数是法国人,将去除牛顿世界的上帝。这是牛顿学说世界很常见的形象,没有灵魂,是机械的,这根本不是神学的动机。现在,具有讽刺意味的,恰好反牛顿学说,因为牛顿认为上帝存在,你无法读取他的宇宙。最美丽的太阳系,行星和彗星只能服从聪明和强大的人的统治。

    牛顿拥有超过30本《圣经》,他严格检查他们就像他对待自然世界。圣经段落与天文资料关联起来,他重新对古代历史定时,制定详细的图表和年表表明文明开始公元前约980年,我有成百上千页的计算和工作,并重新工作,他试图探讨将近30年。一次又一次,他返回,计算和重新计算,要使它有效,和他得到光的理论方法一样。同样的热情,他带到科学和数学,牛顿还梳理了圣经未来的关键。他想确定什么时候世界末日来临,当基督复活,所有世界末日的预言事件发生。现在这一日期惊人地接近:2060年。

    牛顿不是一个把神学放在一个盒子里只在星期日拿出来,然后在一周的其他日子做他的科学。牛顿把工作看作一个天衣无缝的整体,他的目的是了解上帝的真理。今天,大多数人认为宗教和科学是完全不同的领域。在牛顿时代,科学,对自然世界的调查,是宗教的一部分。在某种程度上,是所有问题以神圣的知识结束。

    炼金术和宗教可能继续主导牛顿的思想,但在他40岁出头,他收到了突然来访,使他重新集中在物理上,是天文学家哈雷( Edmond Halley),有以他的名字命名的彗星闻名。他问牛顿关于行星探测轨道难解的问题。我的问题是:假定行星到太阳的引力与其到太阳距离的平方成反比,行星描绘的该是何种曲线? 一个椭圆。椭圆?你怎么知道?我已经算过了。你算过啦?你是怎么算出来的?我拿给你看。应该在这里的某个地方。别担心,我会重新算。寄一份给你。哈雷的问题将永远改变科学。经过多年的观察,科学家们发现,行星围绕太阳移动的轨迹,不是完美的圆,而是稍微拉长的椭圆轨道。但是,没有人能解释为什么。

    哈雷和许多其他科学家已经开始怀疑行星被太阳的某种力量吸引着。他们猜测,吸引力随距离减弱数学的关系,所谓的“平方反比”定律。例如,平方反比定律指出,当行星到太阳的距离是原来的2倍,引力弱到原来的1/4。但是,没有人能够在椭圆轨道上证明这一结果。几个月后,哈雷收到来自牛顿的论文。这是牛顿的数学证明:一个行星服从重力平方反比定律,必定在椭圆轨道上运行。

    牛顿用微积分做到这一点,但他没有公布这个新的数学形式,他的证据用传统欧几里德几何的语言书写。但要牛顿不光想要一个数学证明;他想知道行星如何在空间移动。在未来的18个月,牛顿曾在这个问题上夜以继日。他几乎不吃,不睡,不见任何人。当你看看他当时的所作所为,很难相信有人能进行这种大量的新颖数学和数学物理研究。最后,他提交了500页杰作的草案,《自然哲学的数学原理》,发表在英国皇家学会。无疑,它是科学史上最伟大的书。这是最宏伟的工作,它是最全面的工作,它是有史以来最大胆的科学论文。《原理》出版后,牛顿成名了。我的意思是,你知道,很少人能够明白其中的内容,但很多人可以看出,这很重要。人们看到的是,站在上世纪前辈的肩膀上,牛顿正在为了解宇宙提供一个新的框架 。

    伽利略花几年时间研究地球上的运动,并发现炮弹总是沿曲线路径称为抛物线前进。但伽利略认为,像月亮这样的天体运动是完全不同的。伽利略仍然相信地上和天上之间存在差异,他保留了老观念:运动在月球上和地上是不同的。

    牛顿不同意。他认为,同样的规律支配地球上和天上的运动。为了演示,他将要设计一系列强有力的法则可以解释任意的运动。他在《原理》中开始于基本原则,他著名的三大运动定律:

    牛顿第一定律(惯性定律):一切物体在不受任何外力的作用下,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

    牛顿第二定律:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。

    牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。

    这些定律允许科学家准确的预测物体如何运动,他们今天仍被运用于火箭送入太空,探索其他星球。但解释行星的轨道需要另一个因素。这使牛顿回到他20年前关于重力的工作。为了展示重力对地球和天空中的作用,牛顿设计了一个思想实验。他想象从一个非常高的山峰发射炮弹。根据他的运动第一定律,他知道炮弹将以固定的速度在一条直线上永远前往。但重力把球向下拉。如果它的速度下降,炮弹将击中附近的山脉:速度越快,球落地的距离越远。如果你投的速度越快,落地就越远,更快,距离更远,再快,它可能落到一千里之外;再快,它实际上可能绕地球半周后才撞上地球。

    牛顿设想,如果速度足够快,炮弹将一直绕地球旅行,进入轨道。炮弹环绕地球的轨道是炮弹的下降趋势与沿一条直线飞之间的平衡行为,并且它不断被地心引力拉,朝向地球中心。所以,在牛顿的世界中,有两件事情:物体的自然趋势是保持匀速直线运动状态,在地球上或在空间或任何地方存在重力的吸引,在地球的表面上是对的,在太空中也对。牛顿的突破是看出月球围绕地球的轨道和炮弹在地球上的运动都受万有引力定律支配。这是一个美妙的方式可能说服你,我和他的同事炮弹落到地球上和月亮落到地球上是同一个物理定律:重力。那一刻,他意识到,几乎一切遵循于此。牛顿推断,如果引力支配地球和月球的运动,用他的反射望远镜看见的木星及其卫星难到不行呢?整个太阳系难到不行吗?一个大胆的飞跃,牛顿宣称,这种无形的力量在宇宙中到处影响。

    这是一个令人难以置信的飞跃。在当时,任何人都无法想象的事情。牛顿把它叫做“万有引力定律” ,他写了一个简单的数学方程描述它。它是如此重要,因为它告诉我们,自然界如何在一个基本的新方式上运行。牛顿说:“同样的事情会在天上的,在地球上进行,反之亦然了。”它为我们提供了指南,回答了关于潮汐原因的古老问题。它告诉我们答案,行星及它们位置的轨道。这是一个智力上的巨大胜利,一个伟大的基石,我们知识遗产的基石。这是一个彻底革命。重力的普遍规律是一个彻底革命,我们对世界的认识方式,太阳系,无论宇宙当时多大,我们对自己的认识方式。

    《原理》给出了一个承诺,重力本身可以解释几乎所有我们知道的运动,在我们的行星系统里。科学的其他部分,到今天,已经建立了这个基础。牛顿证实更正确比他已有的信心。但牛顿无法长久享受他的成功。《原理》一发表,牛顿的老对手,罗伯特胡克,声称他早就提出了核心的一些想法。后来,因为牛顿没有解释什么是重力,只告诉如何计算大小。别人攻击它,牛顿自己也没搞明白。对象如何彼此吸引?他们之间什么也没有。对他们来说就像回到了一些神秘的哲学排序。

    事实上,有些人认为牛顿关于重力的思想涉及炼金术神秘的做法。牛顿对炼金术步骤着迷所谓的金属“植被”惰性金属似乎活着,长的像植物。今天,我们知道这仅仅是汞和银与硝酸溶液反应,但牛顿认为这类的反应表明,神秘、 无形力量他所谓的“积极的原则”在自然界到处存在。也许他用同样的方式想考无形的重力。牛顿追求炼金术,因为它给到大自然有效组份的见解。重力是一种神秘的力量,它没有解释,牛顿认为引力可能是这些力量之一,积极原则其中一个。因此,在这个意义上说,牛顿的炼金术可以洞察重力。然而,到了16世纪90年代初,经过20多年的研究,牛顿的炼金术实验,没有像在数学和物理上取得科学突破。

    我们还没有确定他到底试图做什么。他当然是寻找某些东西显然是相当重要的,他显然没有找到,它因为他选择不发表任何事情。我认为毫无疑问,他很失望,因为他在寻找问题的最终答案,没有像他在其他的爱好一样,他在炼金术以失败告终。

    最后,牛顿被认为神经衰弱。他对他的几个朋友妄加指责,指控哲学家约翰.洛克(John Locke),试图“卷入”妇女的纠纷。洛克对整件事搞困扰了.知道,“牛顿怎么了?” 他没有暗地里开妓院,并把艾萨克带去。当牛顿解释说,经历了5个晚上未眠,他生病了,他的朋友们原谅了他。他精疲力竭。如果他垮了,我想这可能是因为疲劳。不管是什么原因,牛顿的病情减弱了。短短几个月,他似乎已经恢复了平静。

    不久,一个完全不同的牛顿开始成形。牛顿搬到伦敦并被任命为造币厂厂长,一份高薪的工作负责发行新货币,打击盗版。在牛顿在任期间,大约二十几个造伪币者被处决。牛顿成了国会议员,英国皇家学会会长,并封为爵士。他请人给自己绘制了至少14个画像。这是一个巨大的变化。他非常喜欢这些画像,并适应了这个新角色,我认为,在伦敦,喜欢上了伟人的角色。

    罗伯特胡克去世后一年,牛顿出版了他的第二个伟大的杰作《光学》,进一步阐述了他关于光的工作。在这个书的最后,在想法孕育40年后,牛顿终于写下了微积分的主要想法。

    尽管他放弃了炼金术,他继续投身神学。直到他去世,他试图尽可能保密他的异端邪说,他认为,“试图说服这些人我所做的一切还不是时候,因为时间不对。这些人不适合接受我说的那些话。

    牛顿于1727年去世。当时84岁。他被安葬在威斯敏斯特教堂(英国名人墓地),边上葬着国王和王后,下面是对他科学成就的纪念碑,他的炼金术和热情,但邪教,宗教信仰鲜为人知。现在,两个半世纪后,艾萨克牛顿爵士以一个全新面貌出现,随着角色新的认识,科学、宗教和炼金术在他生活中的地位。他把他的世界看成一个,把追求真理当成一个爱好,无论带他到神学或自然书籍,还是天文或炼金术的书籍,这对他并不重要。牛顿所做的是出色的使用工具适合他工作的各个领域。

    他是一个聪明和精力充沛的建造者,惊人的辉煌谱写华丽的纪念碑,最聪明的设计。有时,这些表现在《原理》一样伟大的书籍。有时,他们在实验中体现。但是,我们只寻找一把钥匙打开艾萨克.牛顿整个谜,将是错误的。他完全是一个天才。我的意思是,我不加思考,像牛顿这样的人,500年至多出一个。

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