数理化通俗演义-第16章
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1666年，牛顿还在剑桥大学当穷学生时，他脑海里就翻腾过这个颜色问题。说来真巧，他在乡下，因看到苹果落地发现万有引力，回到学校，却又因看到门缝里的光而解决了光学中的颜色问题。那是个假日，同学们都去郊游，刻苦的牛顿却将自己锁在房中，推演着那引力的公式。不觉日已当午，他饥肠辘辘，便推开稿纸，抬起头来伸个懒腰，这一抬头不要紧，只见紧闭的门缝里露进一缕细细的阳光，在幽暗的房间里显得格外明亮。他不由自语道：“从来没有见过这样细的光丝，不知可否将它再分成几缕？”这来想有，他便伸手从抽屉里摸出一块三棱镜，迎上去截住那丝细光，然后又回过头去看这光落在墙上的影子。这一看不要紧，那墙上竟出现一段红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的彩色光带。他将镜子转转，光带不变，再前后移动，终于选出一个最佳点，这一下天上的彩虹便清楚地出现在他的肩里。他捏，三棱镜就像抓住了那条巨龙的尾巴，任他细看细想。从这天起，牛顿一有空，就把自己关在房子里，还把门窗都用床单遮严，放一道光进来，做着这种玩三棱镜的游戏。他已经悄悄地领悟到一个秘密：我们平时看到的白光，其实不是一色白，它是由许多光混合成的。但是那各个单色又是甚么呢？它们之间靠甚么区别成不同颜色呢？按道理应将那单色光再分一次，但这还得要一块三棱镜，还得有暗室设备，他这个穷学生是办不到的。
前面说过，牛顿在剑桥大学有一位恩师叫巴罗，他们生尊师爱，情同鱼水，结下了忘年之交。这巴罗几日不见牛顿出来走动，一天使到房里来找牛顿。他见门虚掩湝，屋里静悄悄的不像有人，便推门而进。不想一头正撞在一个人身上。巴罗刚从阳光下走进这间暗屋里，他一时看不清是谁，只听有人喊了他一声“老师”，将他扶住，又一把扯下窗户上的床单－原来是牛顿。巴罗说：“你又在搞甚么名堂，几天不露面，我还以为你病了呢。”牛顿却笑嘻嘻地如此这般说了一遍。巴罗也大为惊喜，连声埋怨他何不早说。第二天，他就给牛顿又弄来一块三棱镜，布置起一个真正的暗室。他们先让一束光穿过一个黑色木板上的小孔，用三棱镜将它分成七条不同的彩色光，再用一个有孔的木板挡住分解后的光，让每条单色光逐一从孔里通过，木板后再放一个三棱镜。这时新的发现出现在粉墙上：一是这单色光通过三棱镜时不会再分解，二是各色光束经过三棱镜时折射的角度不同。凭着数学天才和实践才能，牛顿很快就计算出红、绿、蓝三色光的折射指数。这一实验不久，1669年底牛顿便接替巴罗老师，开始在剑桥大学向学生们开设光学课了。可惜学生们听不大懂他在讲些甚么。
1672年2月6日，牛顿向皇家学会写了一封详细的信《光和颜色的新理论》，归纳了十三个命题。他指出：我们平常看见的白光不过是发光体发出的各种颜色光的混合。白光可以分解成从红到紫的七色光谱。一切自然物体的颜色是因为它们对光的反射性能不同。对哪一种光反射的更多些，就是那种颜色。按这个理论，虹的问题解决了，它不过是白光让空中的水滴（相当于三棱镜）分成七色而已。物体的颜色不同不过是因为各自的反射性能不同。这又是一大发现。牛顿并因此而创立了光谱理论。后来恩格斯说：“牛顿由于进行光的分解，而创立了科学的光学。”
说到颜色，各位读者，容我这里插上一笔。这个问题在当时，从十七至十九世纪的一、二百年间实在是一个难题，也是一个热门题。比牛顿晚一些的还有一位大名鼎鼎的人物－德国诗人歌德，他以诗人的气质，到处靠眼睛去观察各种颜色。冬季爬上阴森寒冷的山顶，看落日熔金，积雪变红；黄昏走进小铁铺，看铁匠的大锤下金黄的火星炸开和渐渐里拢来的夜幕。他像一个猎人到处猎取各种颜色奇观，分析各种颜色现象。甚至见了脸白唇红的少女也要盯住研究一番，使人奇怪这个快60岁的老头儿是否正常。在他的《色彩学》里就有这样一节记载：
有一天，我走进一个小旅馆的房间里，一个美艳的少女向我走来。她的脸色洁白而有光泽，头发乌黑，身上穿一件绯红色的紧身衣裙。当她在距我稍远的地段站定时，我在微暗的黄昏光线下对她注视了一会。她离开时，我在对面的白色墙上，看到一个被发亮的光晕包围着的黑色脸庞。那件裹着极其苗条体型的衣裙，竟是美丽的海水绿色。
歌德的研究进入另一个领域，他已经提出了视觉生理上的补色问题。我们看的实物突然从红的波段过渡到白的混合波段时，视神经系统不能一下适应，曾在中间绿波段上停一会儿。这正符合牛顿的光谱学说。但可惜牛顿的弟子们极力嘲笑歌德老头儿的非实验室研究。所以后人都同情这位诗人在科学上费力不讨好的遭遇。
这段插曲说过，还说牛顿向皇家学会送上的那封信后。皇家学会立即成立了一个专门评议委员会来评议这个新理论的价值。真是冤家路窄；这个委员会主席，又是在学术上与牛顿不和的胡克。虹的现象，颜色现象，就算牛顿说清楚了，但光本身，不管红光还是绿光，本质又是甚么？牛顿也有他的看法，说光就是一些高速运动的粒子，它能按直线前进，碰到物体过不去，就投下了影子；镜子能反射光，是因为那些小粒子碰到镜面就弹了回来。但是胡克却很干脆地否定了牛顿的微粒说，而提出振动说，就是连白光中包括了其它颜色这一点胡克也不承认。他们两人的怨恨越结越大。牛顿想：你不承认我的微粒说，由你去吧，反正我是对的。他这样安慰着自己，也就不再去生这份闲气。但没过多久，一条爆炸性消息又使他大为吃惊。1678年荷兰人惠更斯又提出一个“波动说”。这个惠更斯斯实厉害，但他不像胡克那样蛮横，却以冷静的分析卡住了牛顿微粒说的咽喉：你不是说光是小粒子吗？那么两束光交叉时，那些小粒子为甚么互不干扰？而波动说却能解释：因为波是不会相互干扰的，我们常见的水面上两个波就可以交叉通过。胡克等人也觉得这下子可惜来了生力军，高兴得忘乎所以。牛顿急忙起而申辩：你们说光是波，那为甚么它不能像水波那样绕开障碍物前进呢？胡克又来驳难：你说光都是一样的粒子，为甚么不同颜色的光在同一物体中却有不同的折射角度呢？
正是：
公说公有理，婆说婆有理。 是波是粒子，难分高和低。
牛顿这人在科学发现上算是运气不错，一个接一个，个个顺利。但好事多磨，他与别人的争论也一个接一个，个个难缠。从此，物理学上便开始了一场粒子说和波动说的大争论，一争就是一个世纪。
到底结果如何，且听下面慢慢分解。
第三十回
崇上帝 巨人甘心当仆人，入歧途 半生聪明半生愚
——神是第一推动的妄说
话说牛顿由于在光学和引力方面的成就，立即使他名噪欧洲，成了科学界的一颗新星。他本想一鼓作气再完成一系列的课题，但九十年代初却出现了使他最难过的岁月。由于为《自然哲学的数学原理》的写作付出了巨大的劳动，他的身体渐渐不支，患了严重的忧郁症。他又不断因科学发明权而与人打官司；在光学问题上与胡克争吵，在天文方面与格林威治天文台长弗拉姆斯蒂德闹翻了，在微积分的发明权上更是与莱布尼茨闹得全欧洲都议论纷纷。不久他的母亲去世，更使他心痛欲绝。他长期在学校教书，工资不高，又不会管理生活。工作、学术、生活绞成一团乱麻，真使他伤透了脑筋。他早没有心思再看一页书，整天在那间杂乱的工作室里坐立不安，若有所失。这天，正当他又心神不宁时，仆人送进一封信来。他忙拆开，先看信后的落款，是财政部长查尔斯•；蒙塔吉。这人比牛顿小十九岁，也是三一学院的学生，但早就混入了官场，今天突然来信有甚么大事？只见信是这样写的：
“先生：我非常高兴，因为我终于能对我们的友谊以及国王的赏识，给你一个良好的证明。造币厂督办欧佛顿被任命为海关督办，国王已应允我任命牛顿先生为造币厂督办。这个职位对你最合适，是造币厂的主管，年俸约有五、六百英镑，而且事情不太多，不必费心照料…”
这真是瞌睡给了个枕头，牛顿立即走马上任。 1696年3月29日，他连家也搬到了伦敦。三年后他又正式升任为造币厂厂长。
伦敦这个地方是欧洲最大的都会，当然与那安静的剑桥学府又自不同。牛顿在这里整天交结宫廷权贵，参与政界、财界大事，忙忙碌碌，好不热闹。而且自从升任厂长后，他的年薪又长高到二千英磅，他现在已经一跃而为大富翁了。他住的房子富丽堂皇，而且常有贵人登门，他也再不好那样邋遢，于是便把他的侄女凯瑟琳．巴顿接来，专门给他料理家务。由于《原理》一出版即已脱销，牛顿又请了一位年轻的数学家罗杰•；科茨来做他的助手，准备二版书的出版。他在这个新地方又开始了新的工作秩序。
这天哈雷来看望牛顿。自从牛顿来到伦敦后，他们的来往就更密切了。他进门时看见牛顿斜靠在那张大圈椅里，正在向对面的科茨口授《原理》二版的序言。他见哈雷进来，欠起身子，示意请坐，又喊凯瑟琳倒茶，然后继绞说下去：
“我只是通过上帝对万物的最聪明和最巧妙的安排以及最终的原因，才对上帝有所认识。我因为他至善至美而钦佩他，因为他统治万物，我们是他的仆人而敬畏他，崇拜他……”
哈雷不愿打断他们的工作，悄悄坐到桌旁，翻看一些文稿，拿起牛顿刚起草好的一篇关于过去的科学发现备忘录：
“在1665年开始，我发现计算逼近级数的方法……，同年5月间我发现了计算切线的方法……，11月间发现了微分计算法。这一年里我还开始想到重力是件向月球的轨道的，于是我把月球保持在它轨道上的力和地球表面上的重力作了比较，发现它们近似相等。所有这些发现都是在1665－1666年的鼠疫年代里作出的，因为在那些年代里我最年轻力壮，对发明的兴趣也很浓厚。在此以后，任何时期我都更致力于数学和哲学的研究。”
哈雷看看这个备忘录，听着牛顿口授的序文，两两相比很觉得不是滋味。二十三岁时的牛顿是初生牛犊，月亮，太阳，整个宇宙都敢去探索，而现在这个七十三岁的牛顿，却将自己一生的发现又都还给了上帝，而且连他自己也已匍匐在上帝的脚下，做了一名最顺从的仆人。他又顺手翻翻桌子上的文稿都是：“关于上帝在七天中创造世界的考证”，“关于圣父、圣子、圣灵三位一体的研究”，“关于圣经史和自然史年表的一致性”……。他突然觉得自己现在像是坐在一座神学院里或是一座教堂里，牛顿口授文章的喃喃声，像一个主教在诵读圣经，又像一个教徒在祈祷，不觉打了一个寒襟。可是眼前分明是他尊敬的牛顿教授，他们一同研究彗星、出版《原理》的朋友啊。哈雷的心里不由升起一种惆怅之情。
一会儿牛顿口授完了序文便热情地招呼哈雷坐近一点，他永远不能忘记哈雷对他的帮助。哈雷犹豫了一会儿，终于怯生生地提出他刚才思考的问题：“先生，你近来主要研究些甚么？”
“研究神学。你知道，我们这个世界的完美，全靠神的摆布。我研究自然规律，越到后来，越发现一切都可以在上帝那里找到答案。他早就为我们安排好了，我的一切工作都不过是圣经里的一个小小的注解。”
“先生，你的万有引力不是把世界已经解释得很清楚了吗？众星，还有世间的物体不是都按着这些规律和谐相处吗？”
“这引力是它们维持现在的运动轨道的力，但它们一开始怎么转起来的呢？我想这第一推动力就是上帝，是上帝推了一下，这个世界才动起来。所以找现在正集中精力考证圣经上说的年代，考证上帝创造世界的时间。”
“先生，你知道，你的《原理》揭示了宇宙的奥秘，将哥白尼、伽利略、开普勒都包容了进去。现在大家都在拚命地研究这本书，可以说，你给人们打开了一个新的世界，全欧洲都在崇拜你，尊敬你，你应该再给大家多指出一些规律……”
牛顿还不等他说完，突然从圈椅上直起身子，正襟危坐，以责备的目光看着这个晚辈：“哈雷先生，怎么能这样说呢？我们的一切工作只能是更好地证明上帝创造的世界。我是上帝的仆人，我们大家都应该崇拜和尊敬上帝。”说完，用手在胸前划了个十字。哈雷赶忙下意识地正了正身子，好像牛顿对神的崇拜对比出他对神的亵渎。他感到一种无形的威严向他压来，不觉垂下眼睑，看看自己的双手。一会儿他又小心地问道：“先生这样虔诚，为甚么当初在三一学院毕业时不接受神职呢？”
“这正是出于对上帝的崇拜与敬仰。我选择自然哲学，就是要用自然哲学的思维去证明神均存在。你知道，他们那些神职人员是不能完成这个任务的。”
哈雷无话可说了。喝了一会儿茶，他知趣地起身告辞。在走廊上他叫住凯瑟琳问道：“你舅舅近来脾气怎样？”凯瑟琳手里端着盘子，将嘴凑到哈雷耳边说：“越来越固执了，谁的话也听不进去。每天来访的都是些神父、主教。”说完匆匆走了。刚才牛顿的那些话使哈雷心里沉甸甸的。他百思不得其解，这个科学巨人，他的朋友，他的师长，正当他在对自然的宣战中取得如此显赫的成果，全欧洲都在羡慕他，以他为旗手、为偶像时，而他自己怎么一下子又带着这全部的战利品，全部的荣誉去甘心投靠上帝，去作一名仆人，作一名小卒呢？这确是一场悲剧。后来恩格斯有一句名言替哈雷回答了这个问题：“哥白尼在这一时期的开始给神学写了挑战书，牛顿却以关于神的第一推动的假设，结束了这个时期。”
牛顿的晚年除了写他那有150万字的神学巨着外．就是享受非凡的荣誉。1703年11月30日，他被选为皇家学会会长，连续担任这个职务近四分之一个世纪。1705年，他被封为贵族。
1727年2月28日，牛顿以85岁高龄在伦敦刚刚主持了皇家学会的一次会议，突然胆结石症发作，一阵酸痛昏迷过去。整整一天一夜，他才睁开那双疲倦的眼睛，汗水将他两‘鬓的白发湿成一团。他看看周围，守在床边的有他的侄女凯瑟琳；有�
