牛顿新传(中文版)

[英] 罗布·艾利夫
前言 在维多利亚女王时代的英国,每位学童都知道艾萨克·牛顿爵士是一位无与伦比的数学天才和科学天才,而且大部分学童还能基本道出牛顿的主要科学发现。在光学上,牛顿发现白光并不是自然界中的基本元素,而是由几种更基本、更原始的光线混合组成的。物体之所以呈现出一定的颜色,是因为物体具有反射某些色光而吸收其他色光的属性。在数学领域,牛顿发现了二项式定理和微积分的基本定律。二项式定理用于展开两个变量之和的任何次幂,而微积分研究的是任意变量(一条曲线的形状或一个移动物体的速度)的瞬时变化率问题,同时也提供了计算曲线面积和曲面体积的技巧(当然还有其他用途)。牛顿在数学和光学上的成就过了好几十年才完全为他的同代人所接受,这首先是因为他只给少数几个同代人展示过自己的工作成果,其次是因为许多同代人感到他的工作成果难以让人重复,而且太具革新性,不易领会。 牛顿体系的辉煌巅峰在于他1687年出版的《数学原理》。在《原理》中,牛顿提出了运动三定律以及万有引力这一不可思议的概念。所谓万有引力,是指所有大质量物体都在根据一条数学定律不断地吸引其他一切物体。牛顿使用诸如“质量”与“引力”等全新的概念,以运动定律的形式宣布:(一)除非受到某种外力的作用,否则一切物体都将一直处于运动状态或静止状态;(二)一切物体所处状态的变化与引起此变化的力成比例,且与该外力的方向一致;(三)对于每一个作用力,总有一个大小相等而方向相反的作用力。对牛顿在该领域成果的后续研究形成了18世纪天体力学的基础,一门全新的、堪称正确的关于地球与天体的物理学(狭义相对论与广义相对论效应除外)由此诞生了。由此可见,绝大多数受过良好教育的人将牛顿视为理性之奠基者并不是没有道理的。 除此之外,维多利亚时代的人们也知道艾萨克爵士既是一个痴迷的炼金术士,也是一个激进的异教徒。为了理解牛顿生活与工作的这些匪夷所思的方面,当时的英国精英们可谓绞尽了脑汁…