非典型的成功

当牛顿于1664年4月离开剑桥返回故乡躲避鼠疫时，没有人意识到，他刚刚完成的大学生活是高等教育史上最有成效的学习过程。这首先归功于新哲学的影响力。牛顿进入剑桥时，一场被称为科学革命的运动已经在欧洲进行得如火如荼，开普勒把哥白尼提出的宇宙太阳中心说加以完善，伽利略提出了自由落体运动和惯性定律，而笛卡尔已开始为自然界提供新的概念，他的哲学思想的核心就是：怀疑一切，“我思，故我在”。可是，当时包括剑桥在内的大学教授们对这些进步都熟视无睹，他们仍然固守亚里士多德的顽固堡垒，主张宇宙的地球中心说，同时只是定性而不是定量地研究自然界。也就是说，那个年代的大学尚未成为科学、哲学研究的中心和前沿。

其实，在接受高等教育之初，牛顿和成千上万的大学生一样，也沉迷于亚里士多德的学说。可是不久，他从社会传闻而不是从课堂上了解到笛卡尔的新哲学，开始相信物理世界是由运动着的物质粒子所组成的。即使在革命性较弱的数学领域，牛顿从学习笛卡尔的解析几何入门，掌握了用代数方法解决几何问题的方法，然后又转回去学习经典几何学。众所周知，为了避免伽利略所受的那种牢狱之苦，笛卡尔的《几何学》是作为他的哲学著作《方法论》的附录三出现的，因而不在正统的教科书之列。牛顿从中获得启示，得到了二项式定理，再借助费尔马的画切线方法，发明了微积分，可以用来求曲线的斜率和曲线下的面积。简而言之，牛顿的特殊教育和养料是经由大学时代的阅读闲书和道听途说（可否称之为另类选课？）获得的，这促使他此后在乡村度过的两年时光里才情勃发。

回顾科学史上那些赫赫有名的人物，相当一部分都是接受了非常规或非典型的教育和思想，并且在相对缺少约束和压力的情况下成就了自己的事业。以爱因斯坦为例，他早年对严厉而又学究式的德国教育感到厌烦和恐惧，幸好他是个有才艺的小提琴手，这有效地保留了他的激情和自信。15岁那年，由于历史、地理和语言课程成绩太差，爱因斯坦没有取得文凭就离开了慕尼黑的预科学校，主动放弃了德国国籍。后来，他来到苏黎世的瑞士联邦工业大学求学，成绩并不十分突出，毕业后在伯尔尼专利局做了一名专利员，利用业余时间完成了一生最主要的工作—狭义相对论，包括现在人们熟知的质能转换公式。这是自牛顿以来最重要的科学发现，而爱因斯坦工作的推动力来自于数学家新建立的四维时空结构。

剑桥三一学院礼拜堂内的牛顿塑像（作者摄）

在牛顿面前打盹的培根（作者摄）

需要指出的是，最早意识到亚里士多德的三段论法工具，或曰工具论已经过时，不能满足科学发展需要的哲学家并非笛卡尔，而是牛顿的英国前辈弗兰西斯·培根。培根是掌玺大臣的儿子，就读的恰好也是剑桥的三一学院。只不过他在校期间因为体质孱弱，常有疾患之苦，继而产生厌学情绪。虽然如此，培根仍是剑桥人的骄傲，在三一学院著名的礼拜堂内，牛顿的塑像立在最中心的位置，在他前面的五位院友中，就有正在打瞌睡的培根。培根毕业以后，很快建立起法学家和政治家的声誉，后来却不幸被政敌控告受贿，囚禁于伦敦塔。释放以后，培根被迫退出政治舞台，从而过上隐居写作的生活，并成为享誉世界的散文大家。

与此同时，培根也建立起了他的科学理论和方法，其核心是归纳法推理。他认为，之前所有有关自然的信念体系缺乏严格的证明，原因在于对从中做出推论的一般命题处理不当。它们或者是只凭一两件事情便匆匆做出判断，或者是依据众所周知和普遍认可而不加鉴别地被认为是不证自明的。遗憾的是，这种新工具并没有被数学家们赏识，因为归纳法毕竟只是其中的一种方法，他忽略了包括演绎法在内的其他工具。培根也不关心当时最重要的自然科学进展，如开普勒的行星三大运动定律和哈维的血液循环理论，虽然他本人是这位医生的一个病人。不过到了19世纪，随着达尔文的出现和生物学的进展，培根的方法和思想终于有了用武之地。

最后，我想谈谈牛顿返回剑桥以后的情况。出于幼年时代产生的一种害怕批评的心理（他一直憎恨他的继父），牛顿并没有急于公布他的伟大发现，尤其是在他发表了一篇光学论文之后，立即遭到同行权威的责难和围剿，这让他大吃一惊，此后很长一段时间没有公开发表论文。牛顿在万有引力定律及其应用方面的工作是在天文学家哈雷的劝告和催促下发表的，而包含微积分学理论在内的数学名著《自然哲学的数学原理》（1687）则是在哈雷的协助编辑和资助下出版的。这里必须提及的是，1684年，身为牛津大学教授的哈雷主动来到剑桥，向年轻的牛顿请教行星运动的力学解释，两人由此建立起了深厚的友谊。

1701年，牛顿迁居伦敦，此前他已经基本上放弃了学术生涯，担任英国皇家造币厂厂长（后又担任局长）。以后的27年间，他没有做科学研究，把时间奉献给了神学研究，在《圣经》和编年史方面取得一定的成就，而为了回应他的力学对传统神学世界观的冲击产生的自然神论则影响甚广。与此同时，牛顿认认真真地做好本职工作。据说，他非常注意防止伪币，成为伪币制造者的死对头，有一些人因此上了断头台。按照女王伊丽莎白一世对三一学院院士的要求，牛顿终生未婚。事实上，他与女性接触很少，除了母亲，而母亲当年几乎遗弃了他，因此母子关系也不融洽。当牛顿去世时，身边只有与他同住的一个外甥女和她的丈夫。或许，我们可以这样认为，作为有史以来最伟大、最有影响力的科学家，牛顿一生的主要工作在他学生时代躲避鼠疫的那两年时间里就已经基本完成了。

2003年5月，初稿于杭州

2008年8月，修改于剑桥