牛顿到底有多牛

　　历史人物简史

　　牛顿有多牛，我们从当时人们对他的态度就能看出来。牛顿是第一个以非王室身份享受国葬，安葬于西敏寺的人，再往后享受这个殊荣的人要在一个世纪后才出现，那是拯救了英国的海军军神纳尔逊。当时为牛顿抬棺的六个人包括一位公爵、三位伯爵和当时的大法官，整个伦敦全城为他送葬。

　　就在当时，人们已经开始神化他了，法国数学家洛必达侯爵就对牛顿产生了对神一般的崇拜，他问英国人：“（牛顿）他吃饭吗，喝水吗，睡觉吗？他和我们一样吗？”有类似崇拜情结的，还有著名科学家拉格朗日、启蒙思想家伏尔泰等人，要知道这些人可都是以理性著称的学者，结果也变成了牛顿的“脑残粉”。

　　经过三百年，牛顿似乎逐渐走下了神坛，很多人甚至可能会觉得：我不认为他那么牛，他有历史的局限性。我们不应该以今天的科技水平衡量过去的成就。对于历史事件或历史人物，需要在一个放大的时空里看，对牛顿也是如此。

　　在中国，人们通常只是将牛顿看成是一个杰出的科学家，而在西方，大家认为他是开启了近代社会的思想家，这两点就有很大的区别。牛顿在西方社会里的地位依然非常崇高。2000 年，《时代》杂志评选人类历史最有影响力的人，牛顿排名第二，排名第一的是耶稣。

　　关于牛顿的生平我们就不多说了，这里我们先说说他在科学上的主要贡献，我将它们总结为这样几方面：

　　1. 在数学上发现二项式定理，与莱布尼茨分别独立发明微积分；

　　2. 在物理学上，奠定了经典力学的基础，定义了许多物理量，提出了力学三定律和万有引力定律；

　　3. 在光学上，提出了光的粒子说，发现了光谱，发明了牛顿望远镜；

　　4. 在天文学上，利用经典力学和微积分，构建了当时最准确的天体运动模型；

　　5. 在化学上，通过对炼金术的研究，提出了原子论的原型，以及朴素的物质不灭定律的构想。当然，牛顿最了不起的不在于发现了那么多的知识点，而在于构建起很多庞大的学科体系，能够建立起系统性学科的人当然非常牛。

　　在牛顿之前的数学是初等数学，在他之后才有了高等数学。初等数学和高等数学有什么区别呢？这不仅仅在于前者容易，后者难，而在于它们看待世界的方式不同。

　　在物理学上，牛顿之前的人类虽然也掌握了很多力学和光学知识，但都是零星的知识点、经验的总结，不成体系，有些结论甚至和非科学的没有什么区别，是牛顿完成了它们科学化的过程。建立一个学科体系，首要的任务则是定义清楚各种基本的概念。

　　在牛顿之前，那些最基本的物理学概念，包括质量和力，都没有清晰的定义，甚至是相混淆的，比如人们搞不清楚力、惯性和动能的区别，质量和重量的区别，速度和加速度的区别。这些概念可能你在中学时也区分了很久才搞清楚，更不要说几百年前的人了。

　　牛顿定义了经典物理学中的这些最基本的概念，然后在此基础上，才提出了力学三定律，进而搭建起整个物理学的大厦。牛顿的工作重现了当年欧几里得构建公理化几何学的过程，再次向世人展示了构建一个学科体系的方法。在牛顿之后，各门自然科学都开始从知识点向体系化发展了。

　　类似地，在光学方面，牛顿提出了完整的粒子说。此前虽然人类对于光、颜色和视觉的研究历史悠久，但是缺乏定量、系统的分析。牛顿建立起完整的光学体系，用各种实验证实了他的理论，并且用理论解释了光学的各种现象。有了完整而可以重复验证的学说体系，人类对规律的认识才可能从自发状态进入到自觉状态。

　　在天文学方面，牛顿通过万有引力定律阐释了宇宙中日月星辰运行的规律，也从理论上解释了他的前辈开普勒的行星运动三定律。

　　这件事情对人类的认知意义很大，因为从此之后，宇宙中星体的运行和各种天文现象都变得可预测了，人类从此有了非凡的自信心。

　　与牛顿同时代的科学家哈雷，利用牛顿的理论，准确地预测出一颗彗星回归的时间。虽然他本人没有能够等到它的归来，但是73 年后，彗星真的回来了。这颗彗星也因此以哈雷的名字命名。

　　在牛顿之前，几乎所有的科学发现都需要先观察到现象，才能发现规律，在牛顿之后，很多发现则是先通过理论的推导，预测可能观察到的结果，然后再通过实验证实。

　　你可能注意到了，我在前面的叙述中，用了很多“在牛顿以后”这样的表述，以上所说的科学领域都以牛顿为分界点开启了新的纪元。但是，牛顿的贡献还不止于此，他在思想领域最大的成就是将数学、物理学和天文学三个原本孤立的知识体系，通过物质的机械运动统一起来。因此，牛顿和当时其他科学家们一起，确立了一种新的世界观，就是机械论。

　　简单地讲，机械论认为我们的世界是客观物质的，是确定的，是可以认识的。物质世界的变化，我们看到的各种现象都可以用各种机械运动来描述，而人类则可以通过对世界的研究，发现那些运动背后确定的规律。

　　这些描述虽然你今天听起来觉得有些绝对化，但是在人类的进步过程中，这是一次巨大的飞跃。因为在牛顿之前，人类搞不清楚世界上各种事情是怎么回事，于是就把自己能力所不及的原因都想象为神的作用。

　　这就如同今天还有些人相信金字塔是外星人造的一样。但是牛顿等人，给了人类这个自信，从此人不再是匍匐在神的面前，而开始相信自己。这也是为什么西方对牛顿的评价如此之高的原因。

　　诗人亚历山大·波普在拜谒牛顿墓时写下了这样一句著名的诗句：“自然和自然律隐没在黑暗中；神说，让牛顿去吧！万物遂成光明。”这其实就反映出人类在牛顿之前和之后对世界态度的变化，在那之后，人类不再觉得自己身处不可知的黑暗了。

　　从历史的必然性来看，牛顿的出现不是偶然的，与他同时代的英国出现了一大批顶级科学家，包括胡克（弹性定律的提出者）、哈雷、波义耳和惠更斯（生活在英国的荷兰人，牛顿选定的继承人）等人。

　　哈雷和胡克等人其实也注意到了行星围绕太阳运动需要一种向心力，即来自太阳的引力，只是这些人没有能力完成理论的建立罢了。不过，如果没有牛顿，可能用不了多久，也会有科学家发现万有引力定律。事实上，哈雷参与了牛顿《原理》一书的出版，并且是该书第一版的出资人。这些事实说明了科技发展的必然性。

　　从历史的偶然性来看，牛顿非常幸运，用法国大数学家拉格朗日的话讲，“牛顿是那么地幸运，因为发现并建立一个宇宙系统的机会只能有一次”。因此牛顿可以讲是生逢其时。在牛顿之后，世界上还有很多伟大的科学家出现，但是以一己之力构建多门学科大厦的机会不会再有了。

　　牛顿最伟大的地方在于他通过确立机械论，让人类有了空前的自信。我们今天遇到问题时，不是求助神，而是通过自己的努力解决问题，并且相信问题一定有答案，这种自信来自牛顿的年代。

　　（摘自微信公众号“历史人物简史”）

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