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牛津通识读本:牛顿新传 [8]

By Root 1143 0
声音都“在”风箱中一样毫无必然性。牛顿的理论充其量是一种假设——不过是“一种非常精妙而灵巧的假设”,完全不像一个数学证明那么确定。

1672年6月,牛顿从自己的实验记录本以及光学讲义中选取大量数据,撰长文答复了胡克。这份答复本身构成了光学领域的一份重要文献。在答复开头,牛顿先以高傲的姿态谴责了胡克的行为。胡克本该“施惠”于他,给他写一份私人信件的。胡克归之于他的那个“假设”并不是他在论文中所表达的那个假设,因为他在论文中并没有坚持光是否为一种物体。他鄙视“假设”,在论文中没有理睬“假设”,在谈到光时只是“用笼统的术语将光抽象地视为由发光体向各个方向沿直线发送的某种东西,而并未指明这种东西究竟为何物”。

接着,牛顿利用他早在学生时代就得出的论据,对胡克的光的波动说进行了直接攻击。牛顿说,也许有人会承认胡克的波动说能够解释他所描述的实验现象,但胡克的这个假设面临着一系列问题。液体的波动与振动并不沿直线运行,但光却似乎是按直线传播的。更糟的是,由于不同的物体必然会渗出“不同”的脉冲,那么普通光肯定是由这些不同的脉冲构成的混合物,或者是“不同光束聚集而成的一种集合体”,而这恰恰是牛顿所主张的光的异质性。牛顿继续大力攻击胡克:胡克的假设不仅不够充分,而且难以理喻。胡克如果是一位稍有廉耻之心的实验者,就该发现他所说的是真实的。“从总体上”来考虑光,基本颜色应该不止两种,而胡克的声称与此相悖。牛顿称他的关键性实验的确名至实归。

胡克当然不会感受不到牛顿信中的语气。在致皇家学会一位资深会员的信中,胡克写道自己后来又按照牛顿的提示,拿棱镜和有色环做了进一步的实验,但依然无法相信牛顿的理论。不过,他又说如果他的信冒犯了牛顿的话,他对此表示抱歉,因为那封信原本就没有打算让牛顿过目。胡克强调指出,他对自己的观点确实有很好的证据。的确,胡克做过一些折射实验,表明在特定条件下,光的确会扫射到“阴影”区域。胡克说如果他的假设让人难以理解,他对此感到抱歉。不过,胡克也不无讽刺地指出,他并“不怀疑”牛顿能够解释原色光在折射后如何保持自己固定的折射度,之后又如何被聚在一起而“合为一体,然后又彼此分离,不受干扰地沿直线运行,好像从未相遇一样”。牛顿也许能够理解其中的奥妙,但是胡克理解不了,他也无法理解此时的牛顿何以害怕说明光线究竟是什么东西。

胡克在回应中固执地认为,哲学解释必须为解释对象提出可以理解的物理原因,这就给自然哲学家理解牛顿的理论定下了一个模式。次年年初,克里斯琴·惠更斯再次提到了胡克曾经提出的观点,大意是说其他所有颜色都由基本颜色生成,而基本颜色的数目是有限的。惠更斯还指出,牛顿并没有遵守机械哲学的基本原则,也就是说,牛顿应该提出一个物理假设,来解释光通过棱镜后何以会展示出不同的颜色。惠更斯说,如果牛顿做不到这一点,那么“他没有告诉我们颜色的本质与差异,他教给我们的就只有不同颜色具有不同折射度这样一个偶然事件了(当然这一现象本身也是非常值得考虑的)”。

惠更斯的批评似乎超出了牛顿忍受的极限。牛顿提笔给奥登伯格写信,说他想退出皇家学会,因为他与伦敦之间的“距离”使得他无法给学会带来裨益。同时,牛顿还告诉柯林斯,他受到了学会一些成员的“无礼对待”。牛顿的这一意见被反馈到皇家学会的秘书奥登伯格那里。奥登伯格在给牛顿的信中提到胡克时说,每个团体中都会有一个麻烦制造者,但“就整体而言,学会成员都很尊敬和爱戴您”。

不过,牛顿还是给惠更斯去了一封措辞激烈的复信。牛顿说要由黄色与蓝色合成光经棱镜折射后产生各种颜色是不可能的,而光的基本现象仅是由两种光线引起的,这一解释也让人难以信服。虽然牛顿在最初的论文中就提到过简单光与复合光可能看上去一样,只有通过实验才能分开,但惠更斯的评论迫使他再次指出这一点。如果白光能够仅仅由两种色光组成,那就意味着色光本身就是复合的,而不是原始的。好像嫌自己的语气还不够粗鲁一样,牛顿斥责道:这一点是如此明显,“以至于我觉得认识到这一点不该有丝毫的迟疑,对那些懂得如何检验一种颜色是简单的还是复合的以及一种颜色是由什么颜色构成的人来说更应如此”。

虽然奥登伯格曾跟惠更斯说过牛顿是一个非常率直的人,但惠更斯还是被牛顿的这种态度激怒了。他说如果牛顿这么激烈地为自己的理论辩护,他就不想再跟牛顿有什么争论了。不过,惠更斯还是非常大方地给牛顿寄送了一本他撰写的、非常出色的书——《摆钟》。牛顿感谢惠更斯赠书,说该书充满了“非常敏锐而有用的推论”(譬如离心力方程),但对于惠更斯对他信中语气的批评,牛顿回应说向他提出他已经回答过的异议,似乎有点“不近情义”。在写给奥登伯格的一封含有对惠更斯的回应的信中,牛顿重申了他“不再热衷于哲学事务”的打算。

此后,牛顿仍间歇性地与柯林斯以及其他一些数学家通信,讨论协助建立对数表、平方表、平方根表与立方根表的捷径与技巧。不过,这时候牛顿的生活中发生了其他一些事情。1674年年末,牛顿面临着这样一件事:若要保住他在三一学院的研究员身份,他就得接受神职,从而确认他对圣三位一体教义的信仰。由于下一章将会解释的那些原因,牛顿已不可能再接受神职。次年1月,牛顿曾向奥登伯格暗示,他很快就要失去自己在三一学院的职位了。不过,牛顿于次年2月底去了一趟伦敦,会晤了政府的一些高层官员。之后,他便得到特许,允许他在1675年春不领圣命而继续担任研究员。巴罗(时任三一学院院长)的支持很可能是牛顿成功获得特许的关键因素。

阴暗的日子,糟糕的棱镜

就在牛顿认为自己摆脱了公开争论之时,一连串新的轻率的通信又将他拖回到公开争论之中。列日耶稣会会士弗朗西斯·利努斯写了一篇批评文章,由此掀起了对牛顿理论的新一轮攻击。利努斯1675年去世以后,他的同事们代表他继续攻击牛顿的理论。他们批评说,牛顿在论文中所给的各种指示操作起来很困难,而且重复实验也很难取得牛顿所说的实验结果。在一定程度上,牛顿原先已经预见到了这些问题。他采用的数学方法必然会带来这些问题,因为数学方法处理的是一两个抽象的、理想化的实验情形,而不会是许多相关实验的一些详细描述。起初,皇家学会的会员就牛顿关于光与色的理论写下了一些疑问,当奥登伯格将这些疑问寄给牛顿后,牛顿也承认他论文中的说明有些晦涩,并说如果当初就想着要发表的话,他就会描述得更详细一些,还会加入更多的图解。

牛顿与利努斯的同事约翰·加斯科因和安东尼·卢卡斯之间的通信进一步扩大了牛顿原先与利努斯之间的争执。英国的多位自然哲学家在重复牛顿的大多数实验时似乎并没有遇到多少麻烦,但牛顿与耶稣会会士之间的通信表明,即使是一些很有造诣的哲学家,在重复牛顿的实验时也会遇到重重困难,甚至要理解这些实验的要点也非常困难。从耶稣会会士一方来看,他们认为自己是在奉行皇家学会的基本原则,相信只有通过一些不同的实验来了解一个理论的不同方面,才能逐渐积累起科学知识。他们说由于牛顿的理论过于新颖,所以就得由牛顿自己来证明这个理论。但在牛顿看来,耶稣会会士是在明目张胆地攻击他的真诚和能力。他坚持认为自己的关键性实验就足以证明他的理论是站得住脚的。他批评耶稣会会士没有按照他的指示做实验,批评他们没有能力按照要求的精度去测量折射角度(要精确到分,而不仅仅是度),批评他们使用的棱镜不够格,而且依赖早已作古的实验者。

1677年的某个时候,牛顿再次决定出版自己的光学著作(可能要与他关于无穷级数的著作一起发表),包括他的光学讲义和已经发表的通信。那年3月,牛顿让一位叫戴维·洛根的艺术家给他刻了一幅画像,准备作为这部著作的卷首插图,但后来事情并没有按计划进行。1678年2月,牛顿向卢卡斯索要一份卢卡斯早期(1676年10月)来信的副本,因为他在一场火灾中失去了这封信的原件。那场火灾应该发生在不久之前,毁坏了牛顿的许多论文,而且让原来计划的出版工作泡了汤。碰巧,卢卡斯在两个月前就已征得牛顿的首肯,将这封信发表在《哲学会报》上了。于是,这封信就经由罗伯特·胡克转到了牛顿的手上。胡克是奥登伯格刚刚去世之后皇家学会的几位新任秘书之一。可是不知怎的,牛顿发现卢卡斯发给胡克要求发表在《哲学会报》上的那封信跟原件稍有不同。1678年3月,牛顿在写给卢卡斯的最后一封信中,对卢卡斯早期信件所体现的低下的科学质量破口大骂。处于崩溃边缘的牛顿称卢卡斯及其耶稣会会士“友人”策划了一个针对他的阴谋。他们将他“逼”入他深恶痛绝的公开辩论之中。牛顿告诉卢卡斯,他认为卢卡斯的大多数观点都太“无力”,无法予以承认,而牛顿不愿与卢卡斯“争论”还有“其他谨慎的原因”。如果和耶稣会会士的公开争论让他大倒胃口,他大可以将时间花在其他有意思的事情上。

第五章 真正的炼金术哲学家

17世纪中叶,炼金术的名声可谓毁誉参半。许多人看不起炼金术,认为变贱金属为金子不过是一种毫无希望的追求。其他的人却认为炼金术有着悠久而可敬的传统,其中的秘密隐藏在晦涩难懂的文字和比喻之中,因而显得格外“高贵”而意义重大。罗伯特·波义耳等自然哲学家虽然看不起一些所谓的炼金法术,但同时相信如能进行正确的解读,一些炼金术文献实际上对自然界中最有价值的运作提出了自己的解释。就此而论,炼金术应属于一种被称为“化学”的范围更大的实践活动。化学还包括普通的或“庸俗的”化学操作,而这些操作应是每一位化学家全部技能的一部分。不过,炼金术传统则相信整个自然界都是活生生的。这一传统似乎有望解答关于发酵、发热、腐烂以及动植物与矿物生长的问题。人们认为炼金术士应该掌握了仿效发酵、发热、腐烂、生长等非凡进程的技能,运用这些技能他们就可以将各种元素进行相互转换。大多数炼金术士相信炼金术有其根本的宗教成分或灵性成分,但牛顿的炼金术论文中则显然缺少支持这一信念的证据。

17世纪50年代,以美洲人乔治·斯塔基为中心在伦敦兴起了一个炼金术士的圈子。乔治·斯塔基撰写了一些著作,发展了J.B.范·海尔蒙特的生机理论。斯塔基还分析了促使某些基本元素发

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