牛津通识读本:牛顿新传 [13]
380年,亚大纳西的三位一体论成了全罗马的官方宗教,大叛教由此大功告成。第七印的启封描述的就是这一事件。在牛顿看来,那些行将侵占有形教会、迫害敬神者的叛教者必是基督徒无疑——只不过是那种“异教的”、堕落的基督徒。牛顿认为,有人可能会狡辩说叛教者只是在外表上信仰基督教,但一个基督徒“能比其他任何类型的人更恶毒”。395年的那第一个号角的号声既与那股可怕东风的象征同时,也与第一个碗的象征同步。它讲述的是“一种恶毒而剧痛的疮”长在“那些带有兽印且崇拜兽像的人身上”。天主教会早期的一些作家无意之中给牛顿提供第一手的证据,表明那一时期的神职人员有多么堕落。神职人员的腐败堕落使得上帝安排罗马帝国东部游牧民族哥特人起而攻击他们。天主教徒血腥地迫害那些想要脱离天主教主教会的基督徒群体——牛顿认为这是再可悲不过的,但哥特人却通过一系列野蛮的事件转而攻击罗马本身,最终于410年洗劫了罗马。第二个号角与第二个碗所描述的就是这个事件。
牛顿接着声称,第三个号角与第三个碗跟那股南风恰好暗合,描述的是非洲天主教徒在汪达尔人手中遭受杀戮的事件。汪达尔人要比哥特人凶残多了。不管怎么说,哥特人虽然偶尔会有残暴的行径,但他们管理罗马的方式还算虔诚正直。牛顿从维克托的《汪达尔人迫害录》中得知了汪达尔人施加给好迫害他人的非洲天主教徒的可怕暴行。牛顿指出汪达尔人嗜杀成性,史无前例。谁不追随他们的迷信做法,他们就谋害谁,就着手实施“那些血腥的迫害,而且这些迫害一直在欧洲实行,直到今天还在天主教会中持续存在”。牛顿怀着非常激动的心情一次又一次地写道,汪达尔人连本带息地回敬了天主教徒。汪达尔人的首领根泽里克用烧红的铁板折磨修女,使许多修女变成了残废,牛顿也同意这是“非常残酷的”。不过,天主教徒是不贞洁的,成千上万的天主教徒遭受苦难是神圣正义的体现。牛顿认为其中的关键在于,汪达尔人迫害天主教徒是因为天主教徒道德败坏,而不是因为他们信仰的宗教。
对偶像与圣母马利亚的崇拜“始于”第四个号角与第四个碗的末期。那时上帝让非洲的天主教会短暂恢复,好让教会里那些傲慢而顽固的神职人员一次又一次地遭受汪达尔人的迫害。从第五个号角与第五个碗开始,“事情”出现了“新的一幕”。《启示录》这样描述道:烟从一个坑中冒出,从烟里涌出一大群蝗虫——它们在预言式的语言中指军队,这些蝗虫不得伤害各种生物,只可伤害那些额头上没有上帝的印记的人。
在第六个号角与第六个碗期间,一位天使放开了幼发拉底大河所捆的四个天使,准备让骑着狮头战马、穿着鲜艳盔甲的骑士杀死“人类的三分之一”。那些照常崇拜鬼魂和由金、银、铜、石、木造的“看不见、听不见、走不动”的偶像的人们受到了谴责,那些犯了凶杀、奸淫和偷窃等罪行却仍不悔改的人们也受到了谴责。
第六个碗描述的是幼发拉底大河干涸枯竭,从龙口、兽口和假先知的口中出来三个邪灵,状如青蛙。它们是邪魔之灵,会行奇迹。它们让诸王与异教徒为哈米吉多顿大战做好准备。
牛顿对教会历史的这个分析可谓新颖独到,惊世骇俗。在17世纪七八十年代,这一分析曾占据了牛顿的大部分心思。牛顿使用的分析技巧与同代那些激进的新教徒所采用的差不多,但是他的结果却彻底颠覆了各派正统基督徒所坚信的历史上的英雄与恶棍。实际上,就在牛顿编撰他的《原理》的时候,他同时在撰写一篇具体而详尽的评论,剖析天主教徒是如何满足第六个号角与第六个碗所描述的条件的。在此评论中,牛顿将天主教徒称为“巫师”和“术士”。鉴于最后一个号角和最后一个碗之前的许多事件尚未发生,牛顿在此也表现出了他从事哲学工作的谨慎态度,说他不愿冒险去揣测未来之事的具体性质和发生时间。相反,他认为自己的工作是对预言在历史中的应验进行观察,并在事实的基础上进行分析。在18世纪早期,牛顿将未来大事的发生时间进一步推后,认为在基督再临之前,还将有一段很长的腐败时期。
第七章 神圣之书
1679年6月初,牛顿的母亲死于一种热病。这病显然是她在照顾牛顿的同母异父弟弟本杰明时染上的。牛顿返乡照料生病的母亲并处理庄园事务,前后花去了大约六个月的时间。但不要忘了,在此期间,他每天还会花好多个小时来思考神学问题。11月底,牛顿从伍尔索普回到剑桥。回来后的第二天,他就回复了罗伯特·胡克的一封信。那时候,皇家学会的例会上早已不见了科学创新的乐趣。作为学会的秘书,胡克恳求牛顿将他可能想到的任何“哲学”问题与学会进行交流。胡克还问牛顿如何看待他的这一理论:利用一条惯性路线和一种将一个物体吸向另一物体中心的力来研究行星的运动。这次请教对牛顿发展自己的轨道力学具有非常重大的意义。
在回信中,牛顿找了个借口,说“我由于忙于其他事务”,多年来已很少考虑哲学了。不过,他还是提了一个关于地球日常自转的“怪念头”:当一个物体从空中落到地球上时,地球的日常自转并不会让物体落到正下方的那一点之后(“这与一般人的观念相左”),而会让物体落在它原来位置的前面(即东侧)。这是因为物体在落下之前所处的高度上由西向东运转的速度要大于它在离地球较近的位置上的速度。如果将一个物体从一个高塔上扔下,也许就能证明地球每日都在自转。在假设地球没有阻力的情况下,牛顿还画了一个示意图,具体描述了物体落向地球中心的螺旋路线。
图10 牛顿提出的物体从地球表面正上方落下时途经的路线。在这里,随着地球围绕着C逆时针旋转(即BDG),牛顿假设物体的路线会一直进入地球的表面之内。
胡克回应说,根据他假定的惯性运动以及向心引力,牛顿描述的那样一个物体下落时会划出一个椭圆的形状,而不是一个螺旋。除非遇到阻力,不然这个物体会沿着曲线AFG永远运动下去,落到地球中心附近。胡克的这一评论很有见地,在他早期出版的一部作品中也宣扬过。一些历史学家据此觉得胡克在这方面应该得到比牛顿多得多的荣誉,后来的一些评论家也承认轨道力学的基本原理是由胡克提出的。但不管怎样,这些都永远无法改变一个事实:胡克始终未能证明如何从自己的物理原则中推出绕轨运行物体的椭圆运动。
像以往一样,牛顿无法接受别人对自己的纠正。他回信指出,再次假设没有阻力,物体也不会以椭圆路线下落,而会“在其离心力与重力交替压倒彼此的过程中进行或升或降的循环运动”。牛顿的回答表明,他此时距离七年后将在《原理》中采用的天体运动分析方法仍然非常遥远。不过,牛顿也暗示了一种复杂得多的方法:通过连续不断的、无限小的重力元素来解决这个问题。不仅如此,牛顿还暗示他能够处理一种并非维持不变而是从中心向外不断变化的重力。
图11 胡克反过来说,除非遇到阻力,否则牛顿所描述的那样一个物体会沿椭圆AFGHA旋转。在有阻力的情况下,物体则会落到地球中心附近。
胡克再次回信,这次透露说他原来就假定物体的重力总是与其到引力中心的距离的平方成反比。胡克说,现在的问题是:如果一个物体被吸向某一特定物体的中心,且其所受引力与它们之间距离的平方成反比,那么这个物体的运行会划出怎样的路线呢?在这里,胡克向牛顿提供了研究直线运动惯性与向心引力之间的新动态关系的关键线索。接着,胡克向牛顿提出了一个相关的问题(胡克与雷恩在伦敦讨论这个问题已经好几年了):由开普勒第一定律可知天体的运行轨道是椭圆,那么如何将平方反比定律与天体的运行轨道联系起来呢?胡克告诉牛顿,他毫不怀疑“您轻易就会算出这个曲线到底是什么,它有什么特性,并提出这个比例的物理原因”。虽然牛顿后来指责胡克无能,不愿继续与他通信,但牛顿后来还是向埃德蒙·哈雷承认,他与胡克的这次交流引发了他对天体力学的重新思考。的确,大约就是在这个时候,牛顿迈出了重大的一步:用开普勒第二定律来证明一个沿着椭圆轨道运行的物体遵循引力平方反比定律。
图12 牛顿回信中的示意图。在图中,重力和“离心力”交替压倒对方。
牛顿还与首任皇家天文学家约翰·弗拉姆斯蒂德进行了一系列通信。这些通信对牛顿发展自己对天体运动的思考具有同样重大的意义。1680年11月初,天文学家们观察到了一颗灿烂的、让许多人感到恐惧的彗星(即所谓的大彗星),而且在随后的12月,夜空中又出现了一颗彗星。那时的人们还不大了解彗星的状况和运行轨道,其中部分原因在于彗星的出现频率非常之低。笛卡儿曾称彗星是耗尽了的恒星,而大部分天文学家认为彗星沿着直线运行。不过,弗拉姆斯蒂德于12月15日告诉牛顿,他曾经预测11月出现的那颗彗星将会再次出现,所以他提前几天就开始寻找这颗彗星,而且终于再次发现了它。不久,弗拉姆斯蒂德告诉埃德蒙·哈雷,他认为那颗彗星是一颗毁灭的行星,被太阳吸进了自己的涡旋。他说那颗彗星被吸到太阳前面的时候在太阳北极引力的作用下偏离了自己原来向南的路径,但同时太阳涡旋的旋转也使得这颗彗星侧向运动(从图13的e点到g点)。太阳继续将彗星吸向自己的中心,但同时逆时针旋转的太阳涡旋则不断地改变彗星的路径。当彗星离太阳最近的时候(在C点),太阳涡旋已将彗星的反“面”对向太阳,这样太阳的引力就变成了斥力。他说彗星的尾巴是大气中的潮湿部分为太阳加热所引起的。
牛顿也对这颗彗星着迷不已。牛顿从1680年12月12日开始观察彗星,一直持续到1681年3月初彗星消失。随着彗星逐渐消失,他还使用功能更强大的望远镜进行追踪观察。牛顿无法接受这两颗彗星本是同一颗的观点,并于2月末对弗拉姆斯蒂德的观点提出了一些尖锐的批评。他说虽然他可以想象太阳会持续不停地吸引彗星,使彗星偏离自己原来的路线,但是太阳对彗星的吸引永远都不会使彗星径直朝太阳方向运行。而且,太阳涡旋只会将彗星推离太阳。就算一颗彗星曾经转到太阳的正前方,它返回的路线也不会是天文学家所观察到的那个样子。此外,假设11月的那颗彗星与12月的那颗是同一颗,那么就会出现这样一个问题:这颗彗星从首次消失到再次现身之间何以会有那么长的一段时间?
图13 弗拉姆斯蒂德提出的1680至1681年冬的那颗彗星的运行轨迹。它从右下方的β点开始,在太阳前面的C点遭到