牛津通识读本：牛顿新传 [5]
“哲学问题”笔记本开头的一些条目配有小标题，这些小标题涉及物质的本质、一些微小物体“凝结”成大物体的原因、冷与热的本质，以及有的物体下降而有的物体上升的原因。他还有力地批评了传统的观点。实际上，他评论过的这些普遍主题将是他一辈子感兴趣的焦点所在。最先的这些条目带有一种形而上的味道，这与他不久以后采用的更具实验性的方法截然不同。例如，关于物质的本质，他认同亨利·莫尔在其《灵魂的不朽》（1659）一书中的看法，指出物质世界的基本建构模块非原子莫属。物质与“数学上的点”不同，无法进行无穷分解，因为一个由无穷小的部分——无论它们有多小——组成的集合，是无法构成一个有限物体的。对于凝结现象，牛顿利用笛卡儿的假设来解释。笛卡儿假设，一种太阳“涡旋”会喷出一种稀薄的物质，这种物质产生了大气，而大气反过来又“向下压迫”地球，使“世上的一切物质紧紧簇拥在一起”。
一直到17世纪80年代初，牛顿都信奉笛卡儿的涡旋说。起初，他将涡旋最精纯的部分称为“轻纯物质”，不过，为了将这种遍布一切而又不可觉察的介质与更为粗糙的“空气”区别开来，他后来改用了“以太”一词。牛顿怀疑涡旋的搅动是否会使物体升温，还想知道热究竟是由光驱动空气引起的，还是由光本身直接引起的。他还提出了这个问题：在波义耳的真空泵（该气泵可抽取或压缩玻璃箱中的空气）中排除水的热量，能否让水结冰？牛顿认为，那种通过自身向下运动生成重力的物质必然会以另一种形态上升，这是因为：（1）如果不上升，就会导致地球地下洞穴的膨胀；（2）如果不以另一种形态上升，上升的物质就会抵消下降的物质，重力也就无从产生。牛顿还认为，上升的物质一定要比下降的物质“粗重”，否则上升的物质会撞击大物体更多的（即内在的）“部分”，从而产生一种比下降力更大的上升力。牛顿对这种循环宇宙论的兴趣从来没有减弱过，而这一兴趣的意义在他后来的炼金术实验和科学工作中都有体现。
甚至天体现象也可通过实验来研究。牛顿就笛卡儿《哲学原理》中对彗星本质的论述作了笔记，并紧接着在后面记下了他自己在1664年12月对彗星的观测结果。根据牛顿后来的回忆，那次彗星观测耗费了他许多时间和精力，甚至让他“身心紊乱”。牛顿记录道，彗星“沿涡旋流逆向”向北移动，并提出了一些非常特别的实验，以测验月球涡旋可能产生的作用。是月球的作用引起了潮汐吗？一开始，牛顿指出不是这么回事，因为如果是这样的话，潮汐应该在新月出现的时候最小，但事实并非如此。不过，这可以通过一试管水或水银来检验，看看管内液体的高度是否会受到月球方方面面的影响。
在每一点上，牛顿都会提出解决主要哲学问题的实验。这在当时的大学生中是绝无仅有的。牛顿提出了一系列实验，来测定不同元素的具体重力，确定将物体加热或冷却是否会影响其重量，还有将物体移到不同地方或不同高度是否会影响其重量。令人惊叹的是，牛顿不仅建立了重力理论，而且还提出了这样的问题：重力的“射线”能否像光线那样被反射和折射？若能使重力射线击打一个上面按特定角度安置了板条的水平轮子，从而让轮子像风车一样转动，或者设法让重力射线仅仅作用于一个竖轮的某一半，从而让轮子旋转起来，那么永动也并非不可能。在笔记本的其他地方，牛顿还提出了一系列类似的疑问，以期利用磁力射线产生永动。磁铁通过发射磁力射线，也许能让一块炽热的、状如风车翼板的铁块旋转起来？可能就是为了检验这些想法，牛顿在1667年买了一块高质量的磁铁，并于不久之后用磁铁的锉屑做了一系列非常独特的实验。
在阅读笛卡儿的《哲学原理》的过程中，牛顿再次对空气与水的本质产生了疑问。他花了大量精力来思考笛卡儿关于软硬物体的微观结构的描述。像在别处一样，牛顿在这里又提出利用波义耳的真空泵来验证深奥的理论猜想——这些猜想大都是关于以太的。例如，光在一个抽空的气泵中照样可以发生折射，所以折射必定是由“空气和真空中的同一种稀薄物质”引起的。不过，在不同种类的玻璃中，折射的幅度是否都一样呢？波义耳没有考虑过这个问题，但牛顿考虑到了——他当时可以利用基督学院的一个真空泵。
图4 两个关于利用重力波来制造永动机的想法。摘自牛顿在剑桥三一学院的“哲学问题”笔记本。
精神与身体
“哲学问题”笔记本中的许多条目都涉及灵魂的本质与确切所在，以及内在的、主观的精神与外在的身体在人的体验中各自发挥的作用。从一开始，牛顿就对我们所说的“精神－身体”问题非常着迷，也对不同的人对同一起因会产生不同的反应这一事实非常着迷。在“关于同情与反感”这个标题下，牛顿写道：
一个人尝来是甜的东西，另一个人会觉得是苦的。同一样东西，一个人闻来非常美妙，另一个人则会感到不快……看到同样的东西，有些人无动于衷，有些人则会如痴如醉。乐曲带来的快乐也因人而异。触觉也是一样。
在题为“关于感觉”的另一节（夹在摘自莫尔《灵魂的不朽》的笔记中），牛顿写道，“对他们来说爪哇胡椒并不辣”。
在这些笔记条目中，牛顿还谈及了被哲学家们援引为灵魂处所的大脑的各个部位。他记录了各种不同的现象，表明就算大脑受到严重损伤，人的感觉也可以不受影响。一只青蛙如果大脑被“刺穿”，它就会丧失一切“感觉和行动”。但是人在大脑被刺穿后，只要大血管没有受刺，仍能运用自己的感觉。显而易见，一个人无法通过环钻（或锥子）在自己头上所打的孔张望，但是“假如给一个接受环钻术的人的脑髓加一丁点重量也会使他完全丧失感觉和行动能力”。
牛顿早期研究内容的一个关键要素涉及自由意志的本质问题，以及与此相关的灵魂如何与身体的其余部分产生联系的问题。一些身体运动是无意识的。在“关于运动”的大标题下，牛顿写道，人的许多动作都是纯机械的：音乐家可以不假思索地奏乐，歌手唱歌时“无须留心也不会漏掉一个音符”，人走路时并不需要意识到自己应该如何行走。将一根鲸须伸入人的喉咙会让人呕吐，这又是一个纯机械动作的例子，也明显地证明了动物的行动是“机械的、独立于灵魂的”。
不过，牛顿在描述灵魂的过程中，有力地驳斥了一切对灵魂的纯机械式的解释。跟大多同代人一样，牛顿不想像笛卡儿和托马斯·霍布斯等机械哲学家一样，沾上无神论者的恶名。因为灵魂的官能与人的个性有关，所以记忆就提供了关乎人的动作缘由的重要证据。人的头部如果受到重击，有可能会使人完全丧失记忆；但是很久之后，在遇到类似事情的时候，记忆又可能被重新激活。在题为“关于灵魂”的一个条目中，牛顿认为记忆不仅仅是一种“变更后的大脑物质”的行动，我们体内肯定有一种什么“原则”，这一原则能使我们在最初的动作停止之后还能想起相关的事物来。这一见解后来成了牛顿自然哲学的关键点之一。
在另一篇不同寻常的短文《论创造》中，牛顿还讨论了动物的“灵魂”。在那个时代，绝大多数哲学家都认为动物灵魂与人类灵魂的本质截然不同。不过，牛顿却暗示，有那么一种原始的“非理性灵魂”，当其与不同动物的身体结合时，就产生了现存的所有那些野兽。牛顿用速记法（因为他的论点太过大胆了）暗示道，说上帝最初为不同的物种创造了不同的灵魂，就相当于说上帝做了一些不必要的工作。不同物种之间的差异源自其本能，而本能依赖于物种身体的构造组织。更为激进的是，牛顿还主张，人的灵魂本质上都是类似的，人与人之间的差异仅仅来源于身体构造的不同。在单列出的另一个关于上帝的短小条目中，牛顿指出不论人还是动物都不会是“原子偶然混杂”的产物。如果是这样，人或动物定会长有许多无用的部分，“不是这儿多一团肉，就是那儿多一个器官，有的兽类可能只有一只眼，而有的却可能有好几只”。
牛顿曾试图区分灵魂的行动与身体的行动，其最惊人的尝试始于他所记的一系列关于“想象力”（或“幻想力”）和创造力的笔记。牛顿认为，想象力是灵魂的一种能力，能够产生睡梦和记忆中出现的那种图像。他指出，“一种脚跟朝上的适当姿势”以及“新鲜空气、禁食与适量饮酒”都有助于想象力的培养。不过，“醉酒、暴食、过度学习（过度学习与偏颇的激情都会导致疯狂）、情绪的混乱骚动”则会摧毁想象力。牛顿警告说，“沉思冥想”会让有的人大脑发热、“注意力分散”，会让其他人产生“一种疼痛或眩晕感”。训练想象力来做一些新的事情，这是可能的。从约瑟夫·格兰维尔的《武断宣称的自负》（1661）中，牛顿摘录了一个很有名的故事：一位牛津大学的学者从吉卜赛人那里学会了如何“通过加强自己的幻想力和想象力”来对他人进行精神控制。
录下牛津学者的这个故事之后，牛顿过了一段时间便紧接着该条目记载了他自己进行的关于想象力与视觉的一系列实验。在1665年的某个时间，他对自己的视力做了一系列危险的实验，其中就有长时间直视太阳的行为。牛顿虽将这些系列实验称做主观体验，但他对它们的详尽描述则表明他带有一种客观的超脱态度。牛顿写道，用一只眼睛直视太阳一段时间后，所有浅色的东西看起来都成了红色，深色的东西都变成了蓝色。用这只受损的眼睛来看，白纸乍看起来是红色的，但是“如果我通过一个很小的孔来看，只让很少的光线进入我的眼睛”，同样的白纸看起来就成绿色了。
牛顿的视觉实验并未就此打住。当他眼中“精灵”的运动（他是这么认为的）渐渐消失之后，他闭上眼睛却还可以再现出太阳的映像。眼中先会出现一个蓝点，蓝点中央渐渐变淡，周围逐渐出现一个个红色、黄色、绿色、蓝色和紫色的同心环。牛顿在不同的条件下进行这个实验，发现那个蓝点有时候会成为红色。他将眼睛睁开之后，看不同颜色的感觉与刚开始直视太阳之后的感觉一模一样