个光学疑问

31个光学疑问^[5]

我作了上述观察后，打算更仔细更精确地重复这些观察中的大部分，以及作一些新的观察，用以确定光线在其路上掠过物体旁如何被拐折的方式，用以形成其间有暗线的彩色条纹。但是当时我被打断了，而且现在也不能考虑对这些事件进一步研究。因为我尚未完成我的计划的这一部分，所以我将只提出这一些疑问，以便其他人作进一步探索。

疑问1^[6]各种物体在一定距离上作用于光，并通过它们的作用使光线发生了弯曲吗？这种作用（当其他情况相同时）是否在距离最小时最强？

疑问2　可折射性不同的光线其柔顺性是否也不同？是否由于不同的拐折而使它们彼此分开，从而在分开后形成上面所描述的那三道条纹的各种颜色？它们是以何种方式拐折而形成那些条纹的？

疑问3　在光线掠过物体的棱或边附近时，是否以一种像鳗鱼那样的运动作几次向后与向前的弯曲？上述的那三道彩色条纹是由三个这类弯曲所造成的吗？

疑问4　落到物体上被反射或被折射的光线，在到达物体之前就开始弯曲了吗？光线是由于同一个原理在不同情况下所起的不同作用而被反射、折射和拐折吗？

疑问5　物体和光是否彼此相互作用，即是否物体作用于光者为发射、反射、折射和拐折它，而光作用于物体者为使它们发热并使其各个部分处于一种热所致的振动者之中？

疑问6^[7]黑色物体之所以比其他颜色的物体更易从光中吸收热，是否因为落在其上的光不向外反射，而进入其中，并在其中频繁地反射和折射，直到被禁锢和耗尽的缘故？

疑问7　上面观察到的光和含硫物体间的作用的强度和活力，是否与含硫物体何以比其他物体更容易着火，燃烧更猛烈同一个原因？

疑问8　所有恒定的物体（the fixed bodies），是否当加热到超过一定程度时就会放光而照耀？这种放光是否由于物体各部分的振动所致？富于地源部分的一切物体，特别是富于含硫部分的一切物体，是否每当那些部分被充分地激荡，它们就放光；而不管这种激荡是由热，或由摩擦、撞击，腐烂或由任何不寻常的运动，或任何其他的原因所引起？例如，猛烈的暴风雨中的海水，真空中受激荡的水银，在黑暗地方顺着拍打或摩擦猫背或马颈，腐烂中的木头，肉和鱼，从污秽的水中升起的通常称之为磷火（ignes fatui）的蒸汽，因发酵而发热的潮湿草垛或谷物堆，萤火虫和某些处于不寻常的运动中的某些动物的眼睛，为任何一种物体磨损或空气中的酸性粒子所激荡的普通的磷，受到撞击、挤压或摩擦的琥珀和某些金刚石，用燧石从钢上敲打下来的钢屑，很快速地锤击铁块直到它变得这样热以致将投于其上的硫磺点燃，马车的轮轴由于车轮的迅速转动而着火，以及某种液体与另一种粒子由于某种动力而互相激活的液体混合，如从与它同样重量的硝石中蒸馏出浓硫酸，再与其重量两倍的茴香子油混合起来。同样，当一个直径约为8或10英寸的玻璃球放入一个支架上，它在那里可以绕其轴迅速转动，把人的手掌放上去摩擦，转动中球就在摩擦的地方放光；如果在同一时间把一块白纸或白布或者人的手指尖放在离球运动最快的那部分约英寸至半英寸的地方，由玻璃相对于手的摩擦而激起的电气（eleclrick vapour）将冲击白纸、白布或手指而使之进入激荡状态而发射光，并使白纸、白布或手指显现像萤火虫那样的光亮，在电气从玻璃中冲出，有时会给手指以推压从而被感觉到。人手中拿着一张纸去摩擦一根长而粗的玻璃的或琥珀的圆柱体，并连续摩擦直到玻璃发热，也会发现类似的现象。

疑问9　火是一种加热到足以大量放光的物体吗？热到发红的铁不是火又是什么？一块燃烧着的炭岂不就是红热的木头吗？

疑问10　火焰是一种加热到发红的蒸气、烟或散发出的气吗？因为物体发生火焰时总有大量烟气发出，而这些烟气在火焰中燃烧。磷火是一种不发热的放光的蒸气，这种蒸气和火焰之间的区别，是否和无热放光的朽木与燃烧着的火炭之间的区别一样？在蒸馏酒精时，如果将蒸馏器的盖子取下，从蒸馏器上升出来的蒸气，将在蜡烛焰中被点燃而变为火焰，而此火焰将沿蒸气从蜡烛通到蒸馏器。由于运动或发酵而发热的某些物体，当热度相当高时就发出大量烟气，而当热到足够大时这些烟气就会放光并变成火焰。熔化中的金属由于缺少大量的烟气而并不发出火焰，例外的是锌，它发出大量的烟气，从而发生火焰。所有发出火焰的物体，像油、牛脂、蜡、木头、化石煤、沥青、硫都因发出火焰而耗损并消失于燃烧的烟雾中。如果将火焰扑灭，那么这种烟雾就浓密而可见，有时还强烈地发生气味，但是因燃烧而在火焰中失去其气味；并且按照烟雾的性质，火焰有各种颜色，如硫是蓝色，铜由于升华而为绿色，牛脂是黄色，樟脑是白色。烟雾通过火焰不能不变为红热，而红热的烟雾也只能有火焰那样的外貌。当黑色火药着火时，它消失在火焰烟雾之中。因为木炭和硫容易着火，并使硝石燃烧，这就使硝石精（the spirit of the nitre）挥发成汽，以爆炸的形式向外冲出，很像水汽从汽转机（acolipilc）中冲出的方式；挥发性的硫也转化为蒸气，从而助长了爆炸。硫的酸性蒸气（即从甑^[8]下蒸馏成硫酸的蒸气）猛烈地钻进硝石的固定物体，放出硝石精并激起一种巨大的动荡，从而进一步增加热量，使硝石的恒体也挥发成为烟气，也就使爆炸变得更为猛烈和迅速。因为如果酒石酸盐与黑色火药混合，并将这混合物加热直到它着火，爆炸将比单用黑色火药一种时更猛烈和迅速；这种爆炸只能由黑色火药的蒸气对酒石酸盐的作用的原因而发生，从而使酒石酸盐挥发成气？因此，黑色火药的爆炸是由所有混合物借以被迅猛加热到挥发并转变成烟气和蒸气的强烈作用所引起的：这种蒸气由于这种作用的猛烈而变热以火焰的形式出现的放光。

疑问11　巨大的物体，是否因其各个部分相加热而能最长久地保持其热量？非常粗大和恒定的物体，当加热超过一定程度时，是否可以发出那样多的光以致因光的发射和反作用以及光在物体孔隙内的反射和折射而使物体变得更热，直到它达到像太阳那样热的阶段？太阳和各恒星是一些很热的大地吗？它们的热量是否由于其物体之大和物体与物体之间的相互作用和反作用以及它们所发出的光而得以保持下去？而它们各部分之所以不化成烟气，是否不仅由于它们的恒定性，而且也由于停留在它们上面的大气的巨大重量和密度？这些大气很有力地挤压着它们，并使从它们里面出来的蒸气和散发气凝结起来吗？因为如果在任何一只空气已被抽掉的透明容器中把水弄暖，那么在真空中的水冒泡和沸腾的剧烈程度，会与放在大气下的容器中的水在火上吸收多得多的热量时起泡沸腾的程度一样。因为停留在水上面的大气的重量将抑制蒸汽，阻止水的沸腾，直到它比在真空中沸腾所必需的还要热得多时为止。在真空中放在红热的铁上的锡和铅的混合物也发出烟气和火焰，但是同样的混合物，在空气中由于有大气停留在它上面的缘故，就发射不出任何用眼睛看得见的烟气。同样，位于太阳光球上面的大气的巨大重量，可以阻止那里的物体以蒸汽和烟气的形式上升和离开太阳，除非利用一种比地球表面上使物体很容易化成蒸汽和烟气所必需的更大得多的热量。同一巨大的重量可以使那些开始从太阳上升起的蒸汽和气体马上凝结，并立刻再度落回到太阳上去，而靠这个作用使太阳的热量增加，很像在我们地球上空气增加厨房里灶火的热的方式。同一重量可以阻止太阳光球缩小，除非由于光和很少量的蒸汽和散发的气体的发射所致。

疑问12　光线落到眼底，是否在视网膜上激起振动？这些振动沿着视神经的实心纤维传到大脑，引起视觉。因为致密的物体长久保存其热量，最致密的物体保存其热量最久，它们各个部分的振动具有持久的性质，所以能沿着由均匀的致密物质构成的实心纤维传播很远距离，以便将一些感觉器官上形成的印象输送到大脑中去。因为那种能在物体的同一个部分长久持续的运动，只要物体均匀，就能从一个部分传播到很远的另一部分，以致这种运动不会为物体的任何不匀称性所反射、折射、中断或扰乱。

疑问13　不同种类的光线，是否造成不同大小的振动，按其大小而激起不同的颜色感觉，很像空气的振动按其大小而激起不同的声音感觉一样？而且是否特别是最可折射的光线激起最短的振动以造成深紫色的感觉，最不可折射的光线激起最长的振动以造成深红色的感觉，而各种中介种类的光线激起各种中介大小的振动而造成各种中介颜色的感觉？

疑问14　颜色的和谐和失调，是否可能按经过视神经纤维传播到大脑中去的振动的各种比例所引起，正像声音的和谐和失调是按空气的振动的各种比例所引起一样？因为某些颜色，例如金色和靛蓝色，一起看来是彼此调和的，而其他一些颜色一起看来就彼此不调和。

疑问15　两眼各自看到的物体的外形，是否在进入大脑之前于视神经相遇的地方联合了起来？是否两神经的右侧纤维在那里联合，在联合后由此进入位于头右侧的神经中的大脑，而两神经的左侧纤维也在那里联合，并在联合后进入位于头左侧的神经中的大脑，这两根神经在大脑中以这样的方式会合，它们的纤维只造成一个完整的外形或图像，在感官右侧的一半图像来自两眼的右侧，通过两视神经的右侧到达这两根神经相遇的地方，而后从这里在头的右侧进入大脑中；而在感官左侧的一半图像则按同样的方式来自两眼的左侧。如果我得到正确的知识的话，那么两眼以同样方向观看这些动物（如人、狗、羊、牛等）时的视神经，在它们进入大脑之前就相遇，而两眼以不同方向观看的那些动物（像鱼和变色龙）时的视神经就不会相遇。

疑问16　当人在黑暗中，用其手指压按其眼睛的一角，并把他的眼珠从他的手指移开时，他将看到很像孔雀尾巴的羽毛上那样的色环。如果眼和手指保持不动，这些颜色在一秒钟的瞬时内就会消失；但是如果手指以抖动的方式移动，那么它们就会重新出现。这些颜色是不是由手指的压力和运动在眼底上所激起的运动所引起，正像在别的时候由光在那里激起运动而引起这种视觉一样？这种运动，一旦被激起之后，是否持续一秒钟时间才停止下来？当人的眼睛受到一击时，就看见一道闪光，是不是这一击在视网膜上激起类似的运动？当一团炭火迅速地绕一个圆圈运动时，使整个圆周看上去像一圈火；这是不是由光线在眼底激起的运动有持续性质，直到炭火在转圈子中返回原处？考虑到光在眼底激起的各种运动的持续性，这些运动是不是具有振动的性质？

疑问17　如果扔一块石头到平静的水中，由此激起的水波将在石头落水的地方持续一段时间，并从这里以同心圆的形式在水面上向远处传播。而空气中由撞击所激起的振动或颤动也将持续少许时间，并从撞击处以同心球的形式传播到远处。与此相似，当光线落到任何透明物体的表面，并在那里被折射或反射时，是不是由此而会在反射或折射媒质中于入射点激起振动或颤动的波，而且在那里持续产生，并从这里传播出去，只要它们继续产生出来并被传播出去，正像在上述那些实验中它们在眼底上能为手指的压力或运动，或者为来自炭火的光所激起那样？而且这些振动是不是从入射点传播到很远的地方？它们是否在追上光线，而在相继地追上光线时，它们是否会使这些光线处于前面所描述过的那种易于反射或易于透射的突发状态之中？因为如果光线力图从振动的最密集部分退回，那么追上光线的振动就可能使光线交替地加速和减速。

疑问18　如果在两个倒置的高大的圆柱状玻璃容器中各自悬挂一支小温度计，使其不和器壁接触，并将其中一个容器中的空气抽掉，将这样制备的两个容器都从冷的地方移到暖的地方；这时处于真空中的温度计的升温将与不在真空中的温度计一样高而且几乎一样迅速。当这两个容器被移回到冷的地方时，处于真空中的温度计的降温又与另一温度计的降温几乎一样快。暖室的热是不是由一种远比空气更为微妙的媒质的振动穿过真空传过去的，而这种媒质在空气被抽出后仍旧留在这真空中？这种媒质是否与光赖以折射和反射，而且借助于它的振动，光把热传到各物体上去，并使光处于易于反射和易于透射的突发状态的那种媒质相同？在热的物体中，这种媒质的振动是不是有助于使物体中的热增强和持久？热的物体将其热传给邻接的冷的物体，热是不是靠这种媒质的振动从它们传到冷物体的？这种媒质是不是远比空气更为稀薄、微妙，并且更有弹性和活性？它是不是容易渗透在所有物体之中？它是不是（通过其弹性力）扩展到整个宇宙中去？

疑问19　光的折射是不是由这种以太媒质在不同地方具有不同密度而发生的，而且光总是从媒质的较密部分那里折回的？在没有空气和其他较致密物体的松散空间中，其媒质密度是不是比水、玻璃、水晶、宝石及其他坚实物体的孔隙里面的媒质的密度要大？因为当光线经过玻璃或水晶，并且很倾斜地射到其较远的表面上时，它就在那里完全被反射回来，这种全反射与其说是由玻璃里面媒质的稀薄和软弱所造成，倒不如说是由玻璃外面和远处的媒质的稠密和坚强所造成的。

疑问20　这种以太媒质在从水、玻璃、水晶及其他坚实而致密的物体中出来而进入空虚的空间中时，是不是逐渐变得越来越稠密，不是用该方式在某一点上把光线折射，而是把它们逐渐地弯成曲线？并且这种媒质的逐渐变密是否延伸到与物体等距离上，从而造成光线在掠过致密物体的棱旁时，在与物体一定距离上发生拐折呢？

疑问21^[9]在太阳、恒星、行星和彗星这些致密物体的内部，这种媒质是否远比它们之间的空虚的宇宙空间中的媒质要稀薄得多？并且从这些天体射到很远距离上，是否这种媒质在不断变稠密，从而造成那些巨大天体相向的引力和它们的各部分趋向天体的引力；每个天体力图从媒质的较稠密部分走向较稀薄的部分？因为如果这种媒质在太阳物体内部比其表面上稀薄，太阳物体表面上的媒质又比离太阳物体英寸的地方稀薄，那里的媒质又比离太阳英寸的地方稀薄，而那里又比土星轨道处的稀薄；我看不出有什么理由密度的增大竟然在任一地方停止，而不从太阳到土星并到土星之外的所有距离内连续下去。并且尽管密度的这种增大在遥远距离上可以极其缓慢，可是如果这种媒质的弹性力非常之大，那么它仍然是以用一切我们称为引力的那种力量把各个物体从媒质稠密的部分推到稀薄的部分。并且这种媒质的弹性非常之大，这是可从这种媒质的振动的迅速来推知的。声音在1秒钟内约走1 140英尺，在7至8分钟约走100英里。光在7至8分钟内能从太阳来到我们这里，假定太阳的水平视差约为12″，那么这个距离就约为70 000 000英里。而这种媒质的振动或脉动，能造成交替的易透射和易反射的突发，必然会跑得比光还快，因而它们比声音要快700 000倍以上。因此这种媒质的弹性力与其密度之比必然要比空气的弹性力与其密度之比大700 000×700 000（即490 000 000 000）倍以上。因为弹性媒质脉动的速度是和其弹性强度与稀薄程度的乘积的平方根成正比的。

如同小磁铁的吸引力按其体积大小比例来说，要比大磁铁强，小行星按其大小来说，其表面上的重力也要比大行星表面上的强；以及如同小的物体远比大的物体更容易受到电吸引的激荡一样，光线的细小也会大大有助于那折射它们的作用力。所以如果有人竟然设想以太（像我们的空气）可以包含力图彼此相分离的许多粒子（因为我不知道这个以太究竟是什么），并且其粒子远远比空气粒子为小，或者甚至远远比光的粒子还小，那么，那些粒子的极其细小会有助于使这些粒子借以彼此分离的那个力变大，从而使这个媒质比空气更为稀薄，更富于弹性，结果将更不能阻碍抛射体的运动，并且由于它自身的力图膨胀而更能挤压粗大物体。

疑问22　行星和彗星以及所有粗大物体，是不是在这种以太媒质中可以比在任何一种恰好充满空间而不留下任何孔隙，因而比水银或黄金还要致密得多的任何流体中运动得更自由，更不受阻碍？而且它的阻力是不是可以小到可以忽略的地步？例如，如果这种以太（我这样来称呼它）可以假定，弹性比我们的空气强70 000倍，比空气稀薄700 000倍以上；那么，它的阻力就将比水要小600 000 000倍以上。这样小的阻力，在一万年里都不大会对行星运动产生任何可察觉的变化。如果有人要问，一个媒质怎么能这样稀薄，那么就请他告诉我，在大气上层的空气怎么会比黄金稀薄上亿倍！还要请他告诉我，一个起电性物体，通过摩擦怎么能发射那样稀薄而精细却又那么有力的发散物，以致它的发射并没有使这起电性物体的重量有任何可察觉的减小，而这发散物却扩张到一个直径两英尺以上的球体，并且在离起电体一英尺以上的地方还能使铜箔或金箔激荡并张开？还有，为什么一个磁铁的射流能那样稀薄而精微，以至于它在通过玻璃片时没有任何阻力或者其力的减小，而却又是那样有力，致使玻璃外面的一只磁针转动？

疑问23　视觉是不是主要由光线在眼底上激起这种媒质振动，并通过视神经的实心透明而均匀的毛细丝传播到感觉的地方而实现的？而听觉是不是由空气的颤动在听神经中激起这种那种媒质的振动，并通过听神经的实心、透明而均匀的毛细丝传播到感觉的地方而实现的？其他感觉也都如此。

疑问24　动物的运动是不是由意志的力量在大脑里激起这种媒质的振动，又由此通过实心、透明而均匀的神经毛细丝传播到肌肉上，使肌肉收缩和扩散而实现的？我假定神经的每一根毛细丝都坚固而均匀，以太媒质的振动可以沿着这些毛细丝匀速地从一端传播到另一端而无间断：因为神经中的障碍就产生麻痹。并且这些毛细丝可能是足够均匀的，我假定它们单独看来是透明的，尽管在它们的圆柱面上的反射可以使整个神经（由很多毛细丝组成的）看来是不透明的、白色的。因为不透明性是由诸如可能使这种媒质的运动受到干扰和中断的反射表面引起的。

疑问25　除了已经描述过的那些性质以外，光线是否还具有别的固有性质？别的固有性质的一个例子，我们在冰洲石晶体的折射现象中掌握了，它是首先由伊拉斯马斯·巴托林（Erasmus Bartholine）描述的，而后由惠更斯在他的《论光》（Da lu Lumiere）一书中更加正确地描述过。这种晶体是一种透明而易裂的石头，清晰如水或水晶，并且没有颜色；能耐受红热而不失去其透明性，并且在甚强热煅烧时也不熔化。在水中浸一两天后，它丧失其天然光泽。用布摩擦，它就像琥珀和玻璃那样能吸引麦秸和其他轻的东西；同硝酸在一起，它就会冒泡。它好像是一种滑石，以斜六面体的形状出现，有六个平行四边形的面和八个立体角。这些平行四边形的每一个钝角是101度52分；每一个锐角是78度8分。两个彼此相对的立体角，如C和E，各为三个钝角所围成。另六个立体角则各为一个钝角和两个锐角所围成（图1）。它很容易沿着和任何表面平行的平面劈裂，而不沿其他任何平面劈裂。劈裂成的表面光泽美观，并不完全平坦，而稍有不平。它很容易被划出伤痕，由于其柔软而使它很难抛光。它在抛光的玻璃镜面上抛光比在金属上抛光为好，也许在树脂、皮革或羊毛纸上抛光更好。尔后，必须用少许油或蛋清摩擦它，以填补其伤痕；这样它会变成很透明和美观。但对某些实验来说，没有必要将它抛光。如果把一块这种晶石放在书上，那么透过它看到书上的每个字母都将由于双折射而变成两个。如果任何光束垂直地或者以任何倾斜角射到这种晶体的表面上，那么它就由于同样的双折射而分成两束。这两束光的颜色和入射光束一样，它们的强度看来也彼此一样，或者很近似于一样。这两束折射光中有一束按照通常的光学准则发生，即：从空气到晶体时，入射角正弦与折射角正弦之比是5：3。另一束的折射可以称为反常折射，它按下一准则发生。

图1

令ADBC表示晶体的折射面，C是这个面的最大立体角，CEHF表示相对的表面，而CK是该表面上的垂线，这条垂线和晶体的棱边CF所成的角为19度3分。连接KF，在此连线上取KL，使角KCL为6度40分，LCF角为12度23分。如果ST表示一条以任何角度入射到折射面ADBC上T点的光束，令TV表示由正弦比等于5比3的、按通常的光学准则所确定的折射光束。画VX平行并等于KL，即按从K画KL同样方式从V画出VX；然后连接TX，这条TX线应当是从T传到X的那条按反常折射而产生的折射光线。

因此，如果入射光束ST垂直于折射面，那么它将分为TV和TX两束，各与线CK和CL平行；其中一束垂直通过此晶体，像按照正常的光学准则所应有的那样，而另一束光TX，按一种反常折射而偏离垂线，并与它成角VTX约为度，与实验得出的相同。由此，平面VTX以及类似的平行于平面CFK的一些平面，可称为垂直折射平面。而直线KL和VX向之所画的那个方向（loast），可称为反常折射的方向。

同样，水晶也有双折射现象；但是两种折射的差别不像在冰洲石晶体里那样大而显著。

当入射在冰洲石晶体上的光束ST被分解成两光束TV和TX，并且这两光束到达玻璃的较远一个表面时；在第一个表面上按正常方式折射的光束TV，应当在第二个表面上仍然按照正常方式再折射一次；而在第一个表面上按照反常方式折射的光速TX，应当在第二个表面上完全按照反常方式再次折射；因此，这两束光应当沿着平行于第一入射光束ST的直接从第二个表面出射。

如果把两块冰洲石晶体这样前后放置，使后者的所有表面都与前者的相应的表面平行；那么，在第一块晶体的第一个表面上按照正常方式折射的光线，应当在往后的所有表面上都按正常方式折射；而在第一个表面上按照反常方式折射的光线应当在往后的所有表面上都按反常的方式折射。只要两个晶体的垂直折射平面彼此平行，那么尽管它们的表面不论如何彼此倾斜，同样的情况总会发生。

因此，在光线里有一种原有的差别，由于这种差别而使有些光线在这一实验中总是按照正常方式折射，而另外一些总是按照反常方式折射：因为如果这种差别不是原有的，而是由在第一次折射时施加于光线的一些新的变异所引起，那么它在后来的三次折射中将被新的变异所改变；但是它没有发生改变，而是不变的，并且在所有的折射中对光线有同样的作用。因此，反常折射是由于光线的原有特性而产生的。留待研究的是，光线是否还有比已发现者更多的固有特性。

疑问26　光线是否具有赋予几种原有特性的几个方面？因为如果第二个晶体的垂直折射平面和第一个晶体的垂直折射平面相垂直，那么在通过第一个晶体时按照正常方式折射的光线，将在通过第二个晶体时全部按照反常方式折射；而在通过第一个晶体时按照反常方式折射的光线，将在通过第二个晶体时全部按照正常方式折射。因此，并没有两类本性彼此不同的光线，一类在任何位置上都不变地按正常方式折射，而另一类则在任何位置上不变地按反常方式折射。两种光线的差别在疑问25里所提到的实验中，只在于光线侧面对垂直折射平面的位置上。因为在这里同一条光线根据其侧面所具有的对晶体的位置而有时按照正常方式，有时按照反常方式折射。如果光线的侧面位于两个晶体中同样方位，那么它在两晶体中按同样方式折射；但是如果光线的那个对着第一晶体的反常折射方向的侧面与同一光线对着第二晶体的反常折射的方向的那个侧面相差90度（这可以用变动第二个晶体相对于第一个晶体的位置，因而变动相对于光线的位置而实现），光线应当在各个晶体中按照不同的方式折射。不过是要确定落到第二个晶体上的光线应当按照正常方式还是按照反常方式折射，只要转动这种晶体以使这种晶体的反常折射的方向可以在光线的这个侧面上或者在那个侧面上。因此，每条光线可以看作有四个侧面或四个方位，其中彼此相对的两个侧面只要其中之一转到面对着反常折射方向，就会使光线按照反常方式折射；而另外两个侧面，有一个转到面对着反常折射方向，就只能使它按照正常方式折射。因此，头两个侧面可以称为反常折射侧面。因为这些属性在光线入射到两晶体的第二、第三、第四个表面之前就已存在于光线之中，并且在光线通过这些表面的路上不因折射而有所改变（就它的表现而言是如此），而且光线在所有四个表面上又是按照同样的规律折射的；所以，看来那些属性是原来就存在于光线之中的，第一次折射没有使它们受到任何改变，由于这些属性，光线在第一个晶体的第一个表面上折射，其中有一些按照正常方式，有一些按照反常方式折射，这取决于光线的反常折射侧面是面对着那个晶体的反常折射方向，还是斜对着它。

因此每条光线有两个侧面原来就被赋予反常折射所依赖的性质，而另两个相反侧面则不被赋予这种性质。留待研究的是：光是否还有更多使光线的各个侧面各不相同、而且可以彼此区别开来的性质。

在上面提到的关于光线各侧面的差别的解释中，我曾假设光线是垂直射在第一个晶体上的。但是如果光线斜射在晶体上，那也是成功的。在第一晶体中按照正常方式折射的那些光线，将在第二晶体中将按照反常方式折射，设像前面所说，两个晶体的垂直折射方向互相垂直；相反的情况也一样。

如果两个晶体的垂直折射平面既不互相平行又不互相垂直，而是成一锐角，那么从第一个晶体射出的两束光在它们入射到第二个晶体上时，每束光又在其入射于第二种晶体时将分成两束。因为在这种情况下，两束光中的每一束都将有的使其反常折射的侧面，有的使其另一侧面转向第二个晶体的反常折射的方向。

疑问27　到现在为止所提出的用光的新变异来说明光现象的一些假说，是否都错了呢？因为那些现象不依赖于所曾设想的这些新的变异，而是依赖于光线的各种原有而不变的性质。

疑问28　把光设想为一种在流体中传播的挤压或运动的一切假说是否都错了呢？因为在所有这些假说中，迄今都设想光的现象是由于光线的新的变异而产生的；这是一种错误的设想。

如果光仅仅是一种被传播的压力而没有实在的运动，那么光就不能反射和折射它的物体激荡起来并使之发热。如果光是一种能在一个瞬间传播到一切距离的运动，那么在每一时刻在每一发光粒子中都要求有一个无限大的力，以产生该运动。而如果光是一种压力或运动，那么无论它是即时传播的还是需要时间的，它都应当弯到阴影中去。因为挤压力或运动不能在流体中超越阻挡部分的障碍物沿直线传播，而将以每种方向弯曲和扩展到障碍物外边的静止媒质中去。重力是指向下的，但是由重力引起的水压以相等的力指向每个方向，而且同样容易地以同样的力向旁边或向下，沿着弯曲的路径或沿着直线传播。在静止的水面上的波经过一块使其部分地受到阻挡的宽的障碍物的侧面时，将要向后弯曲并逐渐扩展到障碍物后面的静水中去。声音的波是空气的脉动或振动，它是明显地弯曲的，尽管不像水波弯曲得那么厉害。例如一口钟或一门大炮发出的声音可以在山外看不到发声体的地方听见，并且声音同样容易地在弯曲的管子里和笔直的管子里传播。但是从来不知道光会沿着弯曲的道路走，或者会弯曲到阴影里去。又如一个恒星为任何一个行星遮掩，就看不见了。太阳的一部分被月球、水星或金星遮掩时也是如此。前面我们曾经指出，经过任一物体也像很近处的光线将受到物体的作用而稍微弯曲；但是这种弯曲不是向着阴影而是离开它，并且只有在光线通过物体旁边，与它相距很近时，才有这种现象。一旦光线经过这物体之后，它就笔直前进。

到目前为止还只有（就我所知）惠更斯一人试图用压力或运动的传播来说明冰洲石晶体中的反常折射，为此目的他假设在这种晶体中有两种不同的振动媒质。但是当他在两块相继的该晶体中试验这些折射现象，并发现了它们具有前面所提到的那些情况时；他承认自己不知如何来解释它们。因为从一个发光物体通过一个均匀媒质传播出去的压力或运动，必须在所有方面上都一样；然而根据那些实验，看来光线在它们的不同方面上有着不同的性质。他推测，通过第一块晶体的以太脉动会受到某些新的变异，这种新的变异可能使这些以太脉动在第二块晶体内随着该晶体的位置而决定在这一种或那一种媒质中传播。但是那些变异是什么，他说不出来，也想不出满足这一点的任何东西。而且如果他已经知道这种反常折射并不依赖于新的变异，而是依赖于光线的原有的并且是不变的属性，那么要解释那些他认为是由第一块晶体施加于光线上的属性怎么又会在入射到该晶体之前就已存在于光线中，以及一般地说，由发光物体发射的一切光线怎么会一开始就具有这些属性，他会感到困难。至少对我来说，如果光仅仅是在以太中传播的压力或运动，那么这似乎也是解释不通的。

用这些假设也难以解释光线怎么会交替地发生易于反射和易于透射的突发；除非人们也许可以假设，在整个空间中有两种以太振动媒质，其中一种媒质的振动形成光，而另一种媒质的振动较快，每当这些振动赶上前一种媒质的振动时，就会使它们处于那些突发状态中。但是两种以太，其中一种作用于另一种上面，从而受到反作用，它们怎么能扩散到整个空间之中而不使它们的运动相互阻滞，扰乱、破坏和粉碎，这是不可想象的。对于天空为流体媒质（除非它们非常稀薄）所填满的那种主张，一个最大的反对理由来自行星和彗星以各种形式的轨道在天空中的有规律和很持久的运动。因此很明显，天空里没有一切可觉察到的阻力，从而也就没有一切可觉察到的物质。

因为流体媒质中的阻力，部分地产生于媒质各部分的摩擦，部分地产生于物质的惯性。对于一个球体，由媒质各部分的摩擦所引起的那部分阻力，很接近于与球的直径成正比，或顶多是与球的直径和球的速度的乘积成正比。而由物质的惯性所引起的那部分阻力与这乘积的平方成正比。由于这种差别，可以在任何一种媒质中把这两种阻力互相区别开来；这些阻力区别开来之后就可以发现，在空气、水、水银以及类似的流体中以适当的速度运动的适当大小的物体，所受的阻力几乎全部是由流体各部分的惯性所引起的。

任何媒质的粘滞性及其各部分的摩擦所造成的那部分阻力，可以通过把物质分成更小的部分，并使这些部分更加光滑的办法来减小，但是由于惯性所引起的那部分阻力则正比于物质的密度，并且不能用把物质分成更小部分或者用别的办法来减小，除非是减小媒质的密度。根据这些理由，流体媒质的密度很接近于与它们的阻力成比例，密度相差不多的液体，如水、酒精、松节油、烧热的油，它们的阻力也相差不多。水比水银轻13至14倍，所以也稀薄13至14倍；它的阻力也就大约按同样的比例小于水银的阻力，就像我在用摆做的实验中所发现的那样。我们呼吸的室外空气比水轻800至900倍，从而也比水稀薄800至900倍，相应地它的阻力也大约按同样的比例小于水的阻力；也像我在用摆做的实验中所发现的那样。在更稀薄的空气中，阻力更小，并且在最后抽去空气后，阻力变得觉察不到。在室外空气中落下的细小的羽毛遇到很大的阻力，但是在空气被抽得相当空的一只高的玻璃瓶内，它们会下落得和铅或黄金一样快，这种情况我已在试验中几次看到过。由此可知，阻力看来还与流体密度成比例地减小。因为我在任何实验中都没有发现过，在水银、水或空气中运动的物体，除了遇到这些可觉察到的流体的密度和粘滞性所引起的阻力外，还会遇到任何其他可觉察的阻力；如果这些流体的细孔和一切其他空隙都为一种致密而稀薄的流体所填满的话，那是会遇到其他阻力的。现在如果在一只空气被抽得相当空的容器中，阻力比在室外空气中不过小100倍左右，那么就要比在水银中大约小100万倍。但是看来在这样的容器中阻力要小得多，而在天空里在离地面三四百英里或更高的地方则还要小。因为波义耳（Boyle）先生已经证明，玻璃容器中的空气可以稀薄到万倍以上；而天空中空气稀薄的程度比我们地面上所能达到的任何真空还要小得多。因为既然空气被它上面的大气的重量所压缩，而空气的密度正比于它所受的压力，那么由计算得出，在离地面约七英里半的高度上的空气比地面上稀薄4倍；在15英里的高度上，它比地面上稀薄16倍；在，30或38英里的高度，其稀薄程度分别为64，256或1 024倍左右；而在76，152，228英里的高度，其稀薄程度约为10⁶倍，10¹²倍或10¹⁸倍；等等。

热量由于使物体的粘性减小而极大地促进了流动性。它使许多在冷的时候不流动的物体流动起来，并且提高粘滞的液体如油、香脂和蜂蜜等的流动性，从而降低它们的阻力。但是热量并不显著地降低水的阻力；而如果水的阻力的任何显著部分是由它各部分的粘滞性或摩擦产生的话，那么热量是应当能够把阻力降低很多的。因此，水的阻力主要而且几乎全部来源于它的物质的惯性；因而，如果天空像水一样致密，它的阻力就不能小于水的阻力很多；如果与水银一样致密，那么它们就会有不比水银小很多的阻力；如果完全致密，即全部物质都没有任何真空，而且使这种物质永不那样的稀微和流动，那么它就会有比水银更大的阻力。在这样一种媒质中，一个固态圆球只要走过三倍于它直径的长度，就会损失它运动的一半；而一个非固态的圆球（如行星）将被更快地阻滞下来。因此，要为行星和彗星的有规则而持久的运动打开道路，或许除了某些很薄的蒸气、水汽，或从地球、行星和彗星的大气以及从上述极度稀薄的以太媒质中产生的散发气而外，就必须从天空中清除一切物质。用一种稠密流体来解释自然界中的现象是没有什么用处的，不要它倒更好地解释了行星和彗星的运动。它只能起到干扰和阻滞这些巨大天体的运动的作用，并使自然界的结构衰退；在物体的孔隙中它只能起到妨碍物体各部分的振动的作用，而振动正是它们的热和活性的由来。既然它毫无用处，只能妨碍自然界的行动，并使之衰退下来，那么对于它的存在是没有根据的，因而它应该被抛弃。而如果把它抛弃，那么光是在这样一种媒质中传播的压力或运动的这种假说，也就和它一起被抛弃了。

要放弃这样一种媒质，我们有古希腊和腓尼基（Phoenicia）的一些最古老、最著名哲学家的权威的支持。他们把真空和原子以及原子的重力作为他们哲学的基本原则；不言而喻地把重力归结为其他原因，而不是归结为致密物质。后来的哲学家们都把对这样一种原因的考虑排斥于自然哲学之外，虚构了一些假说来在力学上解释一切事物，而将其他原因归属于形而上学；然而自然哲学的主要任务是不用虚构的假说而从现象来论证，并从结果中导出其原因，直到我们找到最先的原因为止，而这原因一定不是力学的；自然哲学的任务不仅在于揭露宇宙的机制，而且主要在于解决下列那些以及类似的一些问题。在几乎空无一物的地方有些什么，太阳和行星之间既然无稠密物质，它们何以会相互吸引？何以自然界不作徒劳之事；而我们在宇宙中看到的一切秩序和完美又从何而来？出现彗星的目的何在，并且何以行星都是沿着同样成同心轨道的路上运动，而彗星则沿着成很偏心的轨道的一切形式的路上运动？是什么在阻止一个恒星下落到另一个的上面？动物的身体怎么会造得如此巧妙，它们的各个部分各自为了哪些目的？是不用光学技巧造出眼睛，不用声学知识造出耳朵吗？身体的运动怎样遵从意志，而动物的本能又从何而来？动物的感官是否就是敏感物质所在的地方，就是通过神经和大脑把事物的可感觉的各种形式传导进去的地方，它们是由于直接出现在敏感物质之前而感知的吗？这些事物都是这样的合理分派，从现象看来，岂不就有一位没有形体的、活着、智慧的、无所不在的上帝，他在无限空间中，像在他的感觉中一样，洞察地看到诸事物本身，深刻地理解并全面地领会直接呈现在他前面的事物。只有这些事物的印象通过我们的感觉器官而传导到我们的小小的感觉中枢，并在那里为我们使感觉和理性的东西所看见、所掌握。尽管这种哲学中的每一真正的步骤并不能直接给我们带来最先的原因的认识，可是它使我们更接近于它，基于那个理由而得到高度评价。

疑问29　光线是从发光物质发射出来的很小的物体吗？因为这样的物体会沿直线穿过均匀媒质而不会弯到阴影里去，这正是光线的束性。它们也能具有几种性质，并将在穿过不同媒质时保持它们的性质，这是光线的另一情况，透明的物质在一定距离上作用于光线，而折射、反射和拐折光线，而光线又在一定距离上与这些物质的各部分互相激荡，而加热物质；而这种在一定距离上的作用和反作用很像物体之间的一种吸引力。如果折射是由光线的吸引所造成，那么，像我们在我们的《哲学原理》中证明的那样，入射角正弦与折射角正弦必须成一给定的比率：这一准则是实验所证实了的。从玻璃中出来进入真空中的光线被折向玻璃；而如果光线过于倾斜地射到真空中去，它们就会折回到玻璃中去而发生全反射；这种反射不能归因于一种绝对真空的阻力，而必定由在光线从玻璃进入真空时玻璃对光线的吸引，并把它们拉回去的那种力量所引起。因为如果在玻璃的较远的表面上涂上水、透明的油或者液态和洁净的蜂蜜，那么用别的方法会被反射的光线将跑进水、油或蜂蜜中去；因此在它们到达玻璃的较远的表面并开始从它出射以前，不会被反射。如果它们走出玻璃而进入水、油或蜂蜜中去，那么它们将继续前进，因为玻璃对它们的吸引力几乎被这些液体的相反吸引力所平衡而变为无效。但是如果光线从玻璃走出来进入没有吸引力来平衡玻璃的吸引力的真空中去，那么玻璃的吸引力或者把光线弯转使之折射，或者把它们拉回使之反射。这一点通过以下试验就更明显了：把两块玻璃棱镜或者一个很长的望远镜的两块物镜（一块是平的，另一块是稍微凸的）叠放在一起，这样给它们加压，使它们不完全接触，也不使它们相距太远。因为光落在第一块玻璃的较远的表面上的地方两玻璃之间的空隙不大于百万分之一，它将穿过该表面，并穿过两玻璃之间的空气或真空，而进入第二块玻璃，这在本书第二编第一部分的观察1、4、8中已作说明。但是如果移开第二块玻璃，那么从第一块玻璃的第二个表面进入空气或真空中的光，将不再继续前进，而转回进入第一块玻璃中去并被反射；因此它是被第一块玻璃的力量所拉回去的。在那里没有其他东西能使它转回。对于产生所有各种颜色和不同程度的可折射性所必需的，只是认为光线是一些不同大小的物体，其中最小的可以带紫色这种最弱和最暗的颜色，并且较容易被折射面从直路上偏转；其余的随着它们越来越大，可以形成更强和更明亮的颜色（蓝、绿、黄和红），而且越来越难以偏转。对于让光线处于易于反射和易于透射的突发状态所必需的，莫过于认为光线是微小的物质，用它们的吸引力或某种其他的力在它们所作用的物质中激起振动，这些振动比光跑得更快，相继赶上光线并激荡它们，乃至轮流地增加或减小它们的速度，从而使它们处于那些突发状态之中。最后，冰洲石晶体的反常折射很像由某种吸引效能所造成，这种效能寓于光线的和晶体粒子的某些侧面中。因为要不是某种属性或效能寓于晶体粒子的某些侧面中而不寓于它们的其他侧面之中，并且使光线朝反常折射方向偏斜和弯折，那么，垂直地落在晶体上的光线就不会折射向该方向，而将折射向任何其他的方向，这在光线入射或出射时都一样，以致在第二个表面上通过反常折射方向的相反位置垂直地出射；晶体作用在光线上，光线在经过晶体后入射于空气中；或者，如果你喜欢，也可以进入真空。既然晶体由于这种属性和效能并不作用于光线，除非当光线的反常折射的侧面朝着该方向，这就论证在光线的那些侧面里的一种属性或效能，它与晶体的该效能或属性相对应和相符合，正像两条磁铁的各极互相对应一样。如同磁性可以形成和消除一样，并且只在磁石和铁中可以看到；因此这种折射垂直光线的效能在冰洲石晶体中较大，在水晶中较小，而在其他物体中则尚未发现。我不是说，这种效能是磁性的；它看来好像属于另一种。我只是说，不管它是什么，除非光线是一些物体，否则就难以想象光线怎样在它们的两个侧面中有一种永久的效能，而在另外一些侧面中却没有这种效能，而且这种效能对于光线所通过的空间或媒质的位置没有任何关系。

我在本问题中通过真空以及光线对于玻璃或晶体的吸引力要说的东西，可以通过问题18，19和20中所述的来理解。

疑问30　粗大物体与光是否彼此可转化？物体是否可以从进入它们组成中的光粒子那里得到大量活性？正如我们在前面已经证明，一切恒定物体在加热的时候，只要它们保持足够的热，就会放光；而反过来，只要光线一射到物体的各个部分上，光就会停止在物体之中。就我所知，没有一个物体比水更不易发光了；可是正如玻意耳先生做过的试验，水经过反复蒸馏可以变成恒定的土；然后这种土则能经受足够的热，像其他物体一样因热放光。

物体变成光，光变成物体，是适合于自然界的过程的，自然界看来是喜欢转化的。水是一种流动性很好而无味的盐，它由于加热而变成蒸汽，水蒸气是一种空气；又由于冷却而变成冰，它是一种坚硬、透明、脆性而可溶化的石块；这种石块由于加热又变回成水，而水蒸气则由于冷却变回成水。土由于加热会变成火，而火由于冷却又复归于土。致密的物体由于扰动而疏散成为几种不同的空气，而这些空气再经过扰动（有时则不需要经过这种扰动），又重新变成致密的物体。汞有时表现为流体金属的形式，有时又表现为硬而脆的金属，有时表现为腐蚀性的透明的被称为升汞的盐，有时表现为无味、透明、易于挥发的白色的称为甘汞的上；或表现为红色、不透明的易于挥发的称为朱砂的土；或者红色或白色的沉淀物，或是一种流动的盐；它在蒸馏中变为蒸汽，在真空中被激荡时它放光如火。而在经历所有这些变化之后，它又复归于汞的最新形式。卵从觉察不到的大小长大而变为动物；蝌蚪变成蛙；蛆变成苍蝇。一切的鸟、兽、鱼、昆虫、树木以及其他植物，连同它们的不同部分，都是从水和似水的酊液和盐类中生长起来的，在它们通过腐烂又重新成为一些似水的物质。水在空气中放置几天，就得到一种酊剂（像麦芽的酊剂一样），放置更长时间后，就产生一种沉淀物和一种精（spirit），但是在腐烂以后是动物和植物的适宜的滋养料。在这样不同的奇异的变化中，为什么自然界就不能把物体变为光，和把光变为物体呢？

疑问31　物体的微小粒子是否具有某种能力、效能或力量，凭借这些，它们能在一定距离上，不仅能作用于光线而反射、折射和拐折光线，而且也能作用于彼此之间而引起为数众多的自然现象？因为众所周知，物体能通过引力、磁力和电力的吸引而互相作用；这些事例表明了自然界的趋向和进程，而且并非不可能此外还有更多种吸引力。因为自然界是与本身和谐相适的。这些吸引力是如何实现的，这里我就不研究了。我们说的吸引力可以通过冲击或其他我们不知道的方式来实现。我在这里用这个字眼不过是一般地用它来表示任何一种能使物体彼此趋近的力，而不管其原因何在。因为我们必须在查明这种吸引得以实现的原因之前，通过自然现象弄清楚哪种物体彼此吸引，而这种吸引的规律和性质又是什么。引力、磁力和电力的吸引达到相当可观的距离，所以用肉眼就能观察到，而可能还有其他的吸引力，它只达到距离是这样小以致迄今为止逃过观察；或许电的吸引可以达到这样小的距离，甚至在它没有被摩擦所激起时就这样。^[10]

当酒石酸盐的发生潮解（per delquium）时，这是不是由酒石酸盐粒子与以蒸汽形式漂浮在空气中的水粒子之间的一种吸引作用所造成的？为什么食盐、硝石或矾就不会潮解，是否由于它们缺乏这样的吸引？为什么酒石酸盐从空气中吸取的水分不超过与它本身的量成一定比例，这是因为在它吸饱了水分之后就没有吸引力了吗？只要微温就可以把水单独蒸馏成汽，而没有大热量就不会从酒石酸盐中把水蒸馏出来。这是由于这种吸引作用吗？矾油（硫酸）能从空气中吸取大量的水分，而且在吸饱之后就不再吸取，在蒸馏时又很难再把水分释放出来，这是否因为在矾油（硫酸）粒子与水粒子之间存在着类似的吸引力的缘故？将水和矾油（硫酸）相继注入同一容器，在混合时变得很热，这种热是否证明在液体各部分中具有大的运动？而这种运动是否证明两种液体的各部分在混合时猛烈地结合，从而以加速运动互相冲撞呢？当硝酸和矾精（spirit of vitriol）倒在铁屑上时，铁屑溶化时产生大热量并且沸腾，这种热和沸腾是否也是由于各部分猛烈运动的结果，而这种运动是否说明液体中的酸部分猛烈地向金属部分冲击，并有力地钻进它的孔隙，直到它们进入金属的最外面的粒子和它的主体之间，把那些粒子包围起来，使它们从主体释放出来，而自由地漂开进入水中呢？可以用不高的热单独蒸馏的酸的粒子，若不加强热就不能把它与金属粒子分开，这是不是证明了它们之间的吸引作用呢？

当把矾精倒在食盐或硝石上面时，就与此盐一起沸腾并和它结合，在蒸馏时，食盐或硝石的精（spirit）就比以前更容易蒸馏出来，而使矾精中的酸部分留下来；这是否说明盐中固定的碱吸引矾的酸精要比吸引自己的精来得强烈，不能把两者都抓住，就把它自己的精放走了呢？当矾油（硫酸）取走了它的重量的硝石，并从这两种成分中馏出一种化合物硝石精时，把两份这种精倒在一份丁香油或葛缕子油，或者任何一种重的植物油或动物油，或者用少量硫磺膏（balsam of sulphur）调厚的松节油上，这些液体在混合时就变得很热，以致立刻会升起火焰；这种很大而突然的发热是否表明，这两种液体猛烈地混合，它们的部分在混合中以加速运动相向奔驰，而以最大的力猛然相击呢？是否由于同样的理由，将精馏好的酒精注入同一种化合物的精中就发生火花；而由硫、硝石和酒石酸盐组成的爆发粉（pulvis fulminams）爆发时要比黑色火药更为急促更为猛烈，硫和硝石的酸精是如此猛烈地彼此相撞，并冲击酒石酸盐，以致通过冲击全部爆发粉立即化为蒸汽和火焰。在溶解缓慢之处造成缓慢的沸腾和微温而在溶解较快之处造成沸腾较剧烈、发热也较多；而在溶解作用顷刻发生之处沸腾就缩短为一种突发的爆炸和猛烈的爆发，发出同该火和火焰相当的热量。所以当我们在真空中把一英钱^[11]的上述化合物硝石精倒在半英钱的葛缕子油中去的时候，这混合物就像火药一样立刻发出火光，并将一6英寸宽、8英寸深的抽空的玻璃容器炸烂。即使是将大块硫磺粉碎，加上等量的铁屑和少量水调成糊状，也会与铁发生作用，并且经过五、六小时后就会烫得碰不得，而发生火焰。通过这些实验比较地球所富产的大量硫磺，地球内部的热、温泉和火山并且比较水蒸气、矿石闪烁、地震、热得使人窒息的散发气、飓风和龙卷风；我们就能知道含硫蒸汽在地球内部很多并与矿物一起沸腾，有时会着火并伴随突发的闪烁和爆炸；如果它们是幽禁在地下巨大的洞穴中的，那么就会像矿山爆炸一样，把这些洞穴炸开而大大震撼大地。这时爆炸所产生的蒸汽从地球孔隙中冒出，令人感到热而窒息，并造成风暴和飓风，有时还会引起陆地崩塌或海水沸腾，并且激射水滴，而后又依靠它们的重量落入喷口。每当大地干燥的时候，有些含硫蒸汽总是升入空中，在那里与亚硝酸一起翻腾，有时就着火，造成雷电和火流星。因为空气中富含酸蒸汽适于促进扰动，如铁和铜在空气中生锈所表现的，通过喷气使火点燃，心脏利用呼吸而跳动。上面所提到的运动是如此巨大而猛烈，足以表明在扰动中，几乎是静止的物体粒子，按一条很有效的原理而投入了一种新的运动，这条原理只有在它们彼此趋近的时候才起作用，使它们相遇和非常猛烈地碰撞，因运动而发热，互相撞成碎电，化为空气、蒸汽和火焰。

当将潮解的酒石盐倒入任何一种金属溶液中的时候，金属会沉淀下来，并以泥浆的形式沉降在溶液的底部。这是否表明，酸粒子受酒石酸盐的吸引要比受金属的吸引来得强烈，并由于较强的吸引力而从金属走向酒石酸盐？同样，当铁的硝酸溶液把炉甘石（lapis calaminaris）溶解而析出铁，或者铜的溶液把浸在其中的铁溶解而析出铜，或者银的溶液把铜溶解而析出银，或者汞的硝酸溶液倒在铁、铜、锌或铅上，能把这些金属溶解而析出汞；所有这些是否证明了硝酸的酸粒子受到炉甘石的吸引要比受到铁的吸引来得强，受到铁的吸引要比受到铜的吸引来得强，受到铜的吸引要比受到银的吸引来得强，而受到铁、铜、锌、铅的吸引都比受到汞的吸引来得强？而且是否由于同样的理由，铁比铜需要更多的硝酸来使它溶解，铜又比其他金属需要更多的硝酸；而在所有这些金属中，铁是最容易被溶解的，并且最容易生锈；而仅次于铁者是铜吗？

当矾油（硫酸）与少量水混合或吸收空中水分时，在蒸馏中水很难馏出，而一部分矾油（硫酸）以矾精的形式与水一起带了出来，把这种精倒在铁、铜或酒石酸盐上时，它就和这些物体结合而把水放了出来；这是否表明，酸精受到水的吸引，并且它受到这些固定物体的吸引要比受到水的吸引更大，因此让水跑掉而与这些固定物体联结？是否由于同样的理由，在醋、硝酸和盐精（盐酸）中水和酸精混合在一起，而在蒸馏时也互相结合一起馏出？但是如果把溶剂倒在酒石酸盐、铅、铁或任何能溶解的固定物体上，酸由于受到较强吸引而粘在物体上，却把水放走呢？是否也是由于相互吸引的缘故，灰精（spirits of soot）和海盐结合起来而组成硇砂（sal‐armoniac）粒子，这些粒子比以前不易挥发，因为它们颗粒更粗而更不受水的约束？硇砂粒子在升华中是否把不独自升华的锑的粒子带了出来？是否汞粒子与盐精（盐酸）的酸粒子结合而组成升汞，与硫磺的粒子结合而组成朱砂？是否酒精粒子能和尿精（spirit of urinc）经过很好蒸馏而结合起来，而让溶解它们的水走开，组成一种黏稠的物体？是否在酒石酸盐或生石灰中升华朱砂的时候，由于硫受到酒石酸盐或石灰的较大吸引，和固定物体留在一起，而释放汞？是否在锑（或精炼锑）中升华升汞的时候，盐精释放了汞，而与对它吸引较强的金属锑相结合，并且与它留在一起；直到所加的热大到足以使它们一起升华，这时盐精就以一种称为锑膏的很易融化的盐的形式带出金属，尽管单独存在时几乎像水一样挥发，而锑单独存在时像铅一样恒定？

硝酸能溶解银而不溶解金，王水则溶解金而不溶解银，是否可以说，硝酸已经稀微到既足以钻进银又足以钻进金中去，但是缺少使它钻进金中的吸引力；而王水则稀微到足以钻进金又足以钻进银中去，但是缺少使它钻进银中的吸引力呢？因为王水不外是与一些盐精（盐酸）或硇砂混合的硝酸。甚至将食盐溶解在硝酸中以后，也能使溶剂把金溶解，尽管食盐是一种大块物体。因此，当盐精（盐酸）把银从硝酸中淀出的时候，是不是由于盐精（盐酸）吸引了硝酸并和它混合起来，而不再吸引银，或者还排斥它的缘故？当水把锑从锑和硇砂的升华物即锑膏中淀出的时候，这是否由于水溶解、混合和冲淡了硇砂或盐精（盐酸），而使它们不再吸引锑，或许还排斥它的缘故？是否由于在水和油部分之间，水银和锑部分之间，铅和铁部分之间缺乏一种吸引的效能，而使这些物质不能混合；而通过一种弱吸引作用，水银和铜难于混合；由于水银和锌、锑和铁、水和盐类之间吸引作用强，而使它们容易混合呢？一般地讲，是否按同样的原理，热使单一的物体凝聚，而把复杂的物体互相分开？

砷与肥皂生成一种熔块，而与升汞生成一种像锑膏一样的易挥发性的易熔盐，这是否表明，可以完全挥发的砷是由固定的部分和易挥发的部分组成，这两部分由于相互吸引而牢固地结合在一起，所以易挥发部分总是带上固定的部分一起飞升？同样，当相等重量的酒精和矾油（硫酸）共溶时，在蒸馏中得到两种不会互相混合的芳香的易挥发的精，并留下一种固定的黑泥；这是否表明，矾油（硫酸）是由靠吸引力的牢固结合的易挥发的和固定的两部分所组成，而以一种易挥发的，酸性的，流动性的盐的形式一同飞升，直到酒精吸引其易挥发部分而使之从固定部分分开为止？因此，既然用玻璃甑蒸出的（per campanam）硫油具有和矾油（硫酸）相同的性质，那么是否可以推论硫磺也是由相互吸引而如此牢固地结合在一起的易挥发的和固定的两个部分所组成的混合物，以致它们升发时一起飞升起来呢？将硫磺溶解于松节油中并将该溶液蒸馏，发现硫磺是由一种易燃的稠油或含高挥发物的沥青，一种酸性盐，一种很固定的土质和少许金属所组成的。前三种彼此在量上差别不大，第四种的量是如此之少，以致几乎不值得去考虑它。溶解在水中的酸性盐同用玻璃甑蒸出的硫油一样，在地球内部、特别在结晶黄铁矿中含量很多，它与结晶黄铁矿的其他成分结合在一起，这些成分是沥青、铁、铜和土，和与它们化合成明矾、矾和硫磺。它单独与土化合成明矾：单独与金属或与金属和土化合成矾；与沥青和土化合成硫磺。由此出现富于这三种矿物的该结晶黄铁矿。难道不是由于各成分的相互吸引使它们结合在一起而组成这些矿物质，并且使沥青把硫磺的其他成分带上，而没有沥青、硫磺就不能升华？关于自然界中所有的或几乎所有的致密物体都可提出同样的问题。因为正如它们的分析所表明的那样，动植物的所有部分都由易挥发的和固定的液体和固体所组成；就化学家迄今所能考察其成分的那些盐类和矿物来说，情形也是一样。

当升汞和新鲜的汞一起再升华时，变成甘汞，即一种白色、无味、几乎不溶于水的土，而把甘汞和盐精一起再升华，它又变回升汞；当金属受少许酸腐蚀时就会生锈，而锈是一种无味的不溶于水的土，这种土吸取更多的酸就变为一种金属的盐；某些矿石，如硫酸铅，溶在适当的溶剂中就变为盐；这些事例是否证明，盐是由干的土和湿的酸借助于吸引作用而结合成的，并且没有使它可溶于水中那么多的酸，土就不会变成盐呢？各种酸的辛辣刺激的味道是否由酸的粒子借以冲击和激荡舌的粒子的强烈吸引所造成？当金属溶于酸性溶液时，酸与金属按不同的方式作用而联结在一起，以致这种化合物具有比以前要温和得多的不同味道，有时甚至是甜的；这是否因为酸附着在金属粒子上，因而失去其大部分活性的缘故？而如果酸的比例太小不足以使化合物溶在水中，那么它是否会由于牢固地附着在金属上而变成无活性，而且失去它的味道，使这种化合物变为无味的土呢？因为这类不为舌头上的水分所溶化的东西就对味觉无作用。

正像重力使海水绕着地球的较致密和较重的部分流动一样，吸引力能使似水的酸绕着较致密较坚实的土粒子流动而组成了盐的粒子。否则酸就不能在土和普通的水之间起媒质作用而使盐溶解于水；酒石酸盐也不会轻易地从溶解的金属那里取走酸，金属也不会从汞那里取走酸。正如在有陆地和海洋的地球上那样，最致密的物体由于它们的重力而在水中下沉，并且总是力图趋向地球的中心一样，在盐粒子中，最致密的物质可能总是力图趋近粒子的中心；所以一个盐粒子可以比作混沌的一团，其中心是致密的、坚硬的、干燥的和似土的；而其周边则是稀薄的、柔软的、潮湿的和似水的。由此看来，盐类有一种耐久的性质，难以破坏，除非用强力把它们的似水部分取走，或者借助于腐烂时的温热，把它吸入到中心的土的孔隙中去，直到这种土为水所溶解，并分散成更小的粒子为止，并且由于这些粒子非常之小，因此使这腐烂的化合物呈现黑色。由此也可能看出，动物和植物的各个部分保持其各自的形式，并吸收其营养物；软而湿的营养物容易因温热和运动而改变其质地，直到它变成像致密、坚硬、干燥和耐久的处于每个粒子中心的土为止。但是，当营养物变得不适宜于被吸收，或者中心的土变成太无力，以致不能吸收这些营养物体，这个运动就以混乱、腐烂和死亡结束。

如果很少量的任何一种盐或矾类溶解在大量的水中，那么尽管盐或矾的粒子相对比水要重，它们也不沉到底部，而将均匀地散布在整个水中，以致使上部和下部的含盐量相同。这是否意味着盐或矾的各个部分彼此离散，力图扩展自己，并且分散到它们所允许漂泊的全部水中去？这种努力是否意味着它们具有一种它们借以彼此飞散的排斥力，或者至少这些粒子对水吸引要比它们彼此的吸引更为强烈？因为正如所有受到地球重力的吸引比水受到的要小的东西都在水中上浮那样，在水中漂浮并受到任何一颗盐粒的吸引比水受到的要小的所有盐粒，都必定离开这颗盐粒，而让位于更易被吸引的水。

当任何一种盐的溶液蒸发到一个表面并让它冷却时，盐就凝结成有规则的图案；这表明在盐粒凝结之前，它们以相等距离的行和列在液体中漂浮，从而在它们用某种在等距离处相等而在不等距离处就不等的力量的互相作用。因为靠这样的力，盐粒才会均匀地排列起来，没有它盐粒就将无规则地漂浮，并且同样无规则地凝聚在一起。由于冰洲石晶体的粒子以完全同样的方式作用于光线而引起反常折射，是否可以认为，在这种晶体形成中，这些粒子不但排成行与列，凝结成有规则的图案，而且还存着某种极性的效能，使它们同质的各侧面转到同一个方向上来。

所有同质而坚硬的物体的彼此完全接触的各个部分很坚固地粘结在一起。为了解释其所以能如此，有些人想出带钩的原子，这是以未证实的假定为论据的；而另一些人告诉我们说，物体靠宁静粘在一起，也就是说靠一种神秘的特性，或者不如说靠虚无使物体粒子粘在一起；还有一些人说，它们靠联合运动而粘在一起，即靠它们之间的相对静止。我却宁愿从它们的凝聚性推断，它们的粒子是靠某种力而互相吸引，这种力在粒子直接接触时极其强大，在短距离处它实现前述化学作用，任何可觉察的效应都达不到远离粒子的地方。

所有物体看来都由坚硬的粒子所组成；否则流体就不会凝结，像水、油、醋和矾精或矾油（硫酸）受冷冻而凝结，水银被铅气所凝结，硝石精和水银通过溶解水银以及蒸发馏液（flegm）而凝结，酒精和尿精通过分馏和混合它们而凝结，以及尿精和盐精（盐酸）通过一起升华形成硇砂而凝结。甚至光线看来也是坚固的物体；否则它们就不会在它们的不同侧面中保持不同的性质。因此，坚硬性可以看作是所有非化合物质的性质。至少这一点看来是与物质的普遍的不可入性那样明显的。因为就经验所及的范围来说，所有物体不是坚硬的，便是可以硬化的；而对于普遍的不可通性，我们除了没有实验其外的大量经验外，也没有其他证据。如果我们发现某些化合物体很坚硬，却是多孔隙的，并且由仅是放在一起的各部位所组成；那么没有孔隙而且还不曾被分开过的单质粒子就必定更为坚硬。由于这样坚硬的粒子聚集在一起，只能在几个点上彼此相接触，因此可以把这些粒子分开的力要比破坏一个坚硬的粒子所必需的小得多，这种粒子的各个部分之间全部相接触，没有细孔或间隙以减弱它们的凝聚。而这些很坚硬的粒子不过放在一起，只是在少数几个点上互相接触，如何能粘在一起，而且怎样巩固呢？要是不借助于某种使它们互相吸引或压紧的东西，那是很难想象的。

我也从下面的事实推出同样的结论；两块磨光的大理石在真空中粘聚；当把气压计中空气驱除干净并小心地灌入水银，致使水银的各部分不论何处都彼此邻接并与玻璃邻接时，就可保持50、60或70英寸的高度或更高。大气用它的重量把水银压进玻璃管中到达29至30英寸的高度。某种其他原因使水银升得更高，这不是通过把水银压进玻璃管中去，而是通过使各部分粘附在玻璃上，并彼此粘聚起来。因为气泡或摇动玻璃所致的水银柱任何一点不连续性，整个水银柱落到29至30英寸的高度上来。

与这些实验属于同类的有下述那些实验。如果两块平的抛光的玻璃板（设为两块抛光的镜子）放在一起，致使面与面之间平行而且距离很小，然后将它们的下边缘浸入水中，水就会在两板之间上升。并且两玻璃板间距离越小、水就升得越高。如果这距离约为1/100英寸，那么水将升到约一英寸的高度；如果这距离以任何一比例增大或减小，那么水上升的高度就接近于与这个距离成反比。因为不论玻璃间的距离是大是小，它们的吸引力总是一样大小；而如果水上升的高度与两玻璃间距离成反比，那么提拉上去的水的重量是相同的。同样，水也会在两块抛光的大理石平板之间上升，只要其磨光而平行，彼此相隔的距离很小就行。如果将细长的玻璃管的一端浸入静止的水中，那么水就会在管中上升，其上升的高度与管腔的直径成反比，并且将等于它在两块玻璃板间上升的高度，只要管腔的半径大约等于两板间的距离。这些实验在真空中和在大气中按同样方式取得成功（如在皇家学会试验过的那样），从而说明它们并不受到大气的重量或压力的影响。

如果在一根粗的玻璃管中充满筛过的灰，并将灰在管内压紧，将管的一端浸通静止的水中，那么水就会在灰中缓慢上升，大约一二星期的时间内就在这玻璃管中上升到超出静止水面30至40英寸的高度。水的上升到这一高度只是处于被提升的水的表面上的那些灰粒的作用；在水中的灰粒对水的吸引或排斥向上和向下一样地强。因此，灰粒的作用是很强的。但是灰粒没有玻璃粒子那么致密和接近，它们的作用没有玻璃强，玻璃能使水银悬挂达到60或70英寸的高度，因此玻璃所施的力可将水悬挂达到60英尺以上的高度。

根据同样的道理，海绵吸进水，动物体内的各种腺体按照各自的不同本性和属性从血液中吸收各种汁液。

如果将两块平的、抛光的，3或4英寸宽、20或25英寸长的玻璃板中的一块平行于水平面放置，而把另一块放在第一块上面，使其一端互相接触，而形成大约10或15分的角度，这两块玻璃板朝里的表面都先用浸过橘子油或松节油的洁净的布擦湿，并将这些油滴一二滴在下板的另一端；那么一旦上板放在下板上面，使其一端接触下板，其另一端与油滴相接触，并与下板形成大约10或15分的角度；这油滴就开始向两板接合处移动，并将继续作加速运动，直至油滴抵达玻璃接合处为止。因为两块玻璃板吸引油滴，使其沿着吸引力所指的方向跑。如果当油滴在运动时，你将两块玻璃板接合的一端，即油滴运动所向之端抬起，那么油滴就将在两板间上升，这足见油滴是为玻璃板所吸引的。当你将玻璃逐渐抬高时，油滴上升的速度就逐渐变慢，最后会静止不动，这时油滴由于本身重量而下降正好与由于玻璃板对油滴吸引力而上升一样大小。用这个方法你就可以知道吸引在离两玻璃接合处不同远近地方的油滴所受到的吸引力。

利用这类实验（霍克比做过）已经发现，由于油滴的散布和它与每块玻璃板的较大面积的接触，玻璃的吸引力几乎与油滴中心到接合端的距离成反二乘比例。也就是说，由于油滴的散布成反单比例；又由于在同样大小的吸引面内吸引力增强而再成反单比例。因此，在同样大小的吸引面内吸引力与两块玻璃间的距离成反比。所以在距离非常小的地方，这个吸引力就必然非常之大。而在两玻璃板之间的橘子油也是这一厚度的地方，由上述准则推出的吸引力看来是如此之大，是以在直径为一英寸的圆圈内举起一个其重量等于直径为一英寸，长为二、三浪^[12]的水柱。而在厚度更小处，吸引力将按比例变大，而且将继续增大，直到厚度不大于油的单位粒子为止。因此，在大自然中有某种原因，能使物体的粒子由很强的吸引力互相粘聚在一起。实验哲学的任务就是要去发现它们。

现在，物质的最小粒子可以由于最强大的吸引而粘聚在一起，而组成效能较弱的较大的粒子；许多这些较大的粒子又可以粘聚成效能更弱的更大的粒子；如此相继类推下去，直到级数终结于组成化学作用和自然界物体颜色所依赖的最大粒子，它们通过粘聚又组成其大小可以觉察的物体，如果一种物体是致密的，并且因受到挤压而内弯或内陷，其各部分之间不出现滑移，它是坚硬而有弹性的，靠它各部分之间的相互吸引而产生的力而恢复其原来形状。如果各部分之间容易滑移，那么这物体就是柔软的范性体。如果各部分很容易滑脱，并且其大小适于为热所激荡，而这个热又大到足以使它们保持在激荡之中，那么这物体就是流体；而如果它容易粘附在其他物体之上，那么它就是湿润体；并且每一种流体的小滴由于其各部分之间的相互吸引而倾向于圆形，正如有陆地和海洋的地球由于重力所致的其各部分之间的相互吸引而倾向于圆形那样。

由于溶解在酸中的各种金属只吸引少量的酸，因此它们的吸引力只能达到与它们距离小的地方。像在代数学中正数变为零时就开始出现负数那样，在力学中当吸引变为零时，接着就应该出现排斥的效能。而这种效能的存在，就像是从光线的反射和拐折得出的。因为在这两种情况下光线并不直接与反射体或拐折体相接触，却都为物体所排斥。这种效能的存在好像也从光的发射中得出；一旦光线由于发光体中各部分的振动而为它所射出，并射到吸引力所能及的地方之外以后，它以极大的速度被赶走。因为在反射时足以使光线返回的那个力，也足以把它发射出去。这种效能的存在还好像从空气和蒸汽的产生中得出。由于加热和扰动而从物体中抛出的那些粒子，一旦超出物体的吸引力所能及的地方，就以很大的力离开这物体，并彼此相分开，并保持某种距离，以致有时要占据的空间比它们原来处于致密物体形式时所占据的大100万倍以上。其巨大的收缩和膨胀，通过假想气体粒子是弹性的和分枝状的，或者像环那样卷起来的，或者通过任何其他不同于排斥力的方法，似乎都是无法理解的。流体的粒子凝聚并不太强，又由于小而使它们对使液体保持其流动性的那些激荡最为敏感；这些粒子最容易分开，最容易稀疏成汽，用化学家的语言来说，它们是挥发性的，少量热就能使其汽化，冷却就能使其凝结。但是，那些较粗大的物体对激荡是较不敏感的，或者由于较强的吸引所凝聚起来，它们不用较强的热或者也许不用扰动就分不开。后者就是化学家所说的固定的物体，通过扰动变为稀疏，成为真正的永久空气；那些用最大的力彼此离开、最难于把它们聚集在一起的粒子一旦彼此相接触便就最强地粘聚在一起。因为永久空气的粒子比蒸汽粒子粗大，并且来自较致密的物质，所以真正的空气比蒸汽更重，并且湿润的大气，按相同的数量来比，比干燥的大气为轻。由于同样排斥力，似乎苍蝇在水上行走而不润湿它们的脚；长望远镜的物镜叠在一起而彼此不相接触；干燥的粉末难于造成彼此接触而粘聚在一起，除非把它们熔化或者用水将它们沾湿，通过蒸汽可以将它们聚合起来；由于直接接触而附粘在一起的两块磨光的大理石难于使它们如此密接以致二者粘合起来。

考虑了所有这些事物之后，对我说来，似乎可能上帝在开始造物时，就把物质做成实心的、有质量的、坚硬的、不可入的、可运动的粒子，其大小、形状和诸如此类的其他一些性质以及空间上成这样的比例等都最有助于达到他创造它们的目的；这些原始粒子是些固体，比任何由它们组成的多孔的物体都要坚硬得无可比拟；甚至坚硬得永远不会磨损或破裂成碎块；没有任何普通的力量能把上帝自己在最初创世时造出来的那种物体分割。只要这些粒子继续保持完整，它们可以组成性质和结构在任何时代都是一样的物体；但是如果这些粒子竟然磨损了或者破裂成碎块，那么依赖于它们的物体的性质就会改变。由早已破损的粒子和粒子的碎块组成的水和陆地，现在其性质和结构就不会与开始创世时用完整的粒子组成的水和陆地相同。所以，该性质可能是持久的，各种有形物体的变化只处于这些永久粒子的不同分离以及新的组合和运动之中；容易破裂的复合物体不是在固体粒子的中间，而是在那些粒子放在一起的只有少数几个点接触的地方。

据我进一步看来，这些粒子不仅有惯性力体随着诸如由该力自然地得出的那样的被动的运动规律，而且还有它们按诸如引力原理此类主动的原理而运动并引起物体的扰动和凝聚。我认为这些原理不是应该由事物的特殊性质得出的隐蔽的性质，而是事物本身据以形成的自然界的普遍规律；尽管它们的原因还没有发现，可是它们的真理性却通过现象出现在我们面前。因为这些原理是明显的性质，而它们的原因只是隐蔽着的。亚里士多德学派所说的隐蔽的性质不是指明显的性质，而只是指它们应该隐藏在物体后面而为明显的效果的未知原因此类性质，如可能是重力，电磁吸引力和扰动的原因，如果我们理应设想这些努力或作用是由我们所不知道的、不能发现的和弄清楚的性质所造成的话，这些隐蔽的性质将使自然哲学的提高停滞不前，因此近年来就被抛弃了。要是告诉我们说每一种事物都赋有一种隐藏的特殊性质，据已发生作用并产生明显的效果，那就等于什么也没有告诉我们。但是根据现象推出两三条关于运动的普遍原理，然后告诉我们所有的有形的东西的性质和作用是如何根据那些原理而得出的，会是哲学的一大进步，尽管那些原理的原因尚未被发现。

因此，我无顾虑地提出了上述运动的原理，它们属于很普遍的范畴，而其原因则留待以后去发现。

现在借助这些原理，所有物质性的东西看来都由上述坚硬而实心的粒子所组成，各自与一位智慧的化身在最初的创世时的意愿联系起来。因为这是与创造它们并把它们安排得井井有条的他相称的。如果他做了这一切，那么再去探索世界的其他来源，或者自认为它只是按照自然规律由混沌中产生出来的，就是非哲学的了；尽管一旦被创造出来，它就按那些自然规律继续存在许多时代。因为只要彗星在偏心率很大的轨道上以一切方式的位置运行，盲目的命运就永不可能使所有行星都以同样途径在同心圆的轨道上运转，某些微不足道的不规则性除外；这些不规则性可能来自彗星与行星之间的相互作用，而且还将可能变大，直到这个行星系需要重组为止。行星系中的这种奇特的均一性必定考虑选择的效应。动物身上的均一性也必然是这样，动物一般有形状相似的左右两侧，它们身体每一侧的后部生着两条腿，前部肩下有两臂或两腿或两翼，两肩之间有颈，颈向下延长是脊椎骨，头生在颈上；而两耳、两眼、一鼻、一嘴、一舌都生在头上位置相似的地方。动物的那些很巧妙的部分，如眼睛、耳朵、大脑、肌肉、心脏、肺、膈膜、腺体、咽喉、手、翼、鱼鳔、天然眼镜和其他的感觉和运动器官，以及兽类和昆虫的本能的最初的设计制造也都不外乎出之于一个强有力的、永存的代表的智慧和技巧，他是无所不在的，按他的意愿在他无限的、均一的感觉中枢里使各种物体运动，从而形成并改造宇宙的各个部分，胜于我们按我们的意愿来使我们身体的各个部分运动。然而我们不把世界看成是上帝的身体，或者把世界的各个部分看成上帝的各个部分。他是一个均一的存在，没有器官，没有四肢或部分，而这些都是他的创造物，从属于他，并为他的意志服务；人的心灵不是各种事物的心灵，上帝更不是它们的心灵；这些事物通过感官传导到心灵能感觉的地方，在那里心灵利用本身直接到场而感觉到了它们，不用任何第三者的参与。感官并不是用来使心灵能在本身的感觉中枢中感知各种事物，而是仅仅用来把它们输送到那里；上帝不需要这样的器官，他在任何地方总是出现在各种事物的面前。由于空间是无限可分的，而物质不一定各处都有，因此也可以认为，上帝能创造各种大小和形状不同的物质粒子，与空间成各种比例，而且也许有不同的密度和力，从而改换自然规律，在宇宙的各个不同的部分造出各种不同的世界。在这个方面一切事物中，至少我看不出有什么矛盾。

在自然哲学里，像在数学里一样，用分析方法研究困难的事物，应当总是先于综合的方法。这种分析包括做实验和观察，用归纳法去从中引出普遍结论，并且使这些结论没有异议的余地，除非这些异议是从实验或者其他肯定的事实得出的。因为在实验哲学中是不考虑什么假说的。尽管用归纳法来从实验和观察中进行论证不是普遍的结论的证明，可是它是事物的本性所许可的最好的论证方法，并且随着归纳的愈普遍，这种论证看来也愈为有力。如果在现象中没有出现例外，那么结论就可声称是普遍的。但是如果以后在任何时候从实验中出现了例外，那么就可以开始声称有这样的例外存在。用这样的分析方法，我们就可以进行从复合物到成分，从运动到产生运动的力这种过程的论证；一般地说，从结果而原因，从特殊原因而普遍原因，一直到论证终结于最普遍的原因。这就是分析的方法；而综合的方法则假定原因已经找到，并且已确立为原理，再用这些原理去解释由它们发生的现象，并证明这些解释。

在这部《光学》的前两篇中，我用了这种分析方法，着手发现和证明关于可折射性、可反射性、颜色、它们交替的易于反射和易于透射的突发以及决定它们的反射和颜色的物体（透明的和不透明的）的性质的光线的原始差异。而这些发现经过证明以后，可以作为用来解释由它们所产生的现象的综合方法。我在本书的第一编末尾给出了这个方法的一个例子。在本书第三篇中，我只是对尚待发现的光和它对自然界结构的效应开始作了一些分析，提示关于它的几件事，而把提示留待那些好事者进一步去用实验和观察来加以考察和改进。如果自然哲学在它的一切部门中能由于坚持这种方法而最后臻于完善，那么道德哲学的领域也将随之而扩大。因为就我们通过自然哲学所能知道的范围来说，什么是第一原因，他对我们有什么威力，我们从他那里得到什么好处，迄今我们对他们义务以及相互之间的义务，也将由自然界的光呈现在我们面前了。毫无疑问，如果假神崇拜没有蒙蔽异教徒，那么他们的道德哲学会背离四种主要美德走得更远；他们就不会教人死后灵魂传世，崇拜太阳、月亮和死去的英雄人物，而将教导我们去崇拜我们的真正的造物主和恩人，正像他们的祖先在他们自己腐化之前，在诺亚和他儿子们率领之下所做的那样。

（周岳明、舒幼生、邢峰、熊汉富译）