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第20部分（第2页）

【科学发展史上第一个天才】

有人说：上帝说，要有光，于是有了牛顿。

在我们的历史之旅中，我们曾反复提到欧洲历史的三大阶段：古希腊－罗马，中世纪，现代。罗马帝国的覆灭是历史的第一次翻页：古代结束，中世纪开始。这一次我们走到第二次翻页的前夕。这是我们第二次造访英国，也是重量级的一次造访。

牛顿是这次翻页的关键性人物。

艾萨克·牛顿出生在1642年。他出生的这一年，伽利略去世。如同灵魂投生转世一般，伽利略的衣钵交由牛顿继承。牛顿出生在一个普通的自耕农家庭，他的父亲有一片教区土地和一座还算气派的庄园。她的母亲出生在一个下层乡绅家庭，受过一点基本教育。小艾萨克很小就有天赋，“严肃、沉默寡言、善于思考”，喜欢约翰·巴特的《自然与艺术的奥秘》，喜欢和村子里的风车匠一起制作风车。正如所有成名之人在成名后被人回忆时总要经历的，很多人考察牛顿小时候，都认为他那时已经具备了“成为一位伟大自然哲学家的所有素质”，例如洞察力、坚定不移和推理能力，“预示了非凡的未来”。

小牛顿曾经在班上垫底，也曾因暴力行为被母亲要求辍学。

在牛顿的舅舅威廉的帮助下，1661年，牛顿以减费生的身份进入剑桥，就读于著名的三一学院。他的身份不高，只是更富有的自费生的仆人。他在学院里生活趣味丰富，参加过网球、舞会和游艇。他的美食清单诱人。他对其他学生放债，并成功收回。他迷上占星学，认为欧几里得数学太简单，钻研过笛卡儿令人生畏的《几何学》。

牛顿是数学天才，这种天才几乎是与生俱来的。在学院中，他找到了求曲线斜率的方法，又通过求曲线面积，证明了广义二项式定理。1665年年初，23岁的牛顿回乡躲避瘟疫，其间他完成了大部分创造性工作。他在一本名为《废料簿》的笔记本上写下了一百多个运动公理，其中包括后来的惯性概念。他对彗星加以观测。他计算了离心力，找到重力的基本形式。他投入了视觉实验，用眼睛看太阳，分解出颜色。1666年，牛顿发表了关于“流数”的论文，这篇论文最终创建了微积分。

这些成就不可思议到令人忘却嫉妒。它们太神奇也太集中，几乎很难想象一个人怎么会在如此短的时间内完成如此多的推导。想要知道这些成就的意义，我们需要知道它们的历史地位以及牛顿生活在什么样的历史环境中。

牛顿站在历史酝酿的时刻。在牛顿之前，科学经历了亚里士多德的思辨、中世纪的暗淡、哥白尼的发现、开普勒的拓展，走到一个分岔的结点。亚里士多德是以科学眼光考察世界的第一人，他提出命题和解释，给世界一个切实可靠、而非神话式的解释。他想把事物的发生归因于内在形式、外在动力，或者偶然性，总之是人类可以分析的理由，而非神的任意性。然而亚里士多德所采用的论证方法多为直觉式的举例。例如他描述运动的原理时，他选择了青铜变为雕塑和病人恢复健康两个例子。这些例证的特点是清晰易懂，但缺点是过程不明，对同一事件，很多人可以给出很多解释。

中世纪，研究世界的任务很长时间被淡忘了。有一些先驱者，对实验加以发展，例如罗吉尔·培根、奥卡姆的威廉。直到哥白尼出现，科学才重新回到历史舞台。哥白尼是一个另类的天才。他是一个教士，但有着非常优秀的数学能力和非常强烈的直觉能力。读哥白尼的书，前一部分论述的清晰优美会让人陶醉，后一部分的计算繁杂会令人痛苦不已。哥白尼以极大的热情和耐性重新计算了宇宙模型，从地球为中心变成了以太阳为中心，变换了模型带来视野的改观，一些需要复杂解释的天体运动此时获得明晰的清朗。虽然数学仍然困难，但一个新的宇宙视野诞生了。

再往后，是孜孜不倦研究数据的开普勒和发明望远镜的伽利略。开普勒从前辈第谷留下的浩如烟海的数据中总结出行星绕太阳运动的规律，形式简洁又美丽，如同天籁。伽利略则用光学镜片组合拉近了遥远的行星，使得冰冷而斑驳的行星表面暴露在所有人眼前，褪去了神秘面纱，而他对惯性的研究开启了力学的序幕。

所有这些前辈都为牛顿铺平了道路。他们的结果是牛顿最重要的出发点，而他们工作的方法是牛顿体系的原理和基石。然而所有这些人都缺了至关重要的一步，他们从问题入手，解决单一的困难，或者直接观察，提出单一的归纳结论。然而牛顿完成的是体系化的科学。他的书几乎像是一本哲学著作，从定义开始，提出原则、公理，再由公理导出无数条推论。他的体系是由上至下、由内至外的，由最核心的定义和最简单的定律开始，不断向外扩张、向事物深处扩张、向现实扩张，从一个比例关系出发，最后导出的结果是符合天体和事物的复杂的运动。这不是零星的漩涡，而是有源的喷泉。以基本公理为出发点，勾勒世界的样子。从其中的结构，你会惊异于世界简单的核心。看上去千变万化的世界，风云雨雪，日月星辰，本质上原则是同一的。

这是现代科学最基本的形式。

牛顿用数学完成这一过程。他的体系结构和古希腊哲人相仿，然而他比他们胜在数学。当赫拉克利特说万物的原理是燃烧和永恒的流变时，当恩培多克勒说万物的原理是爱与斗争的交锋时，他们都有论述和见解。然而孰是孰非呢？他们的理论和神学理论又如何区分呢？在牛顿之前，哲学只是哲学，自然哲学只是一位思想家对这个世界的看法，不同流派之间，没有比较优劣的方法。然而牛顿带着一道闪电，劈开密布的浓云。他说数学是哲学的原理。哲学理论论述世界，而世界的方式是数学。在《自然哲学的数学原理》中，牛顿写道：“在前两编中，我已奠定了哲学的基本原理；这些原理不是哲学的，而是数学的：即，由此可以在哲学探索中进行推理。”这是哲学探索中至关重要的一步。从此并非每一种自然假说都是合理的，并非光明与黑暗的战斗、相生相克的原则都能解释世界，在所有的假说中，开始有某种假说优于其他。换句话说，开始有真理存在。数学即真理。

牛顿由此开创了现代科学。从这个结点之后，科学成为科学。

上学的时候，我们曾惊诧于每一门课上都有牛顿。他是各种领域的奠基人——力学奠基人、光学奠基人、宇宙学奠基人、微积分奠基人。他提出了寻找自然原理的四大规则：事物的原因应寻求简洁；对相同现象寻求相同原因；将实验中稳定而共有的物体特性视为普遍属性；将现象中归纳的命题视为正确。这四条原则至今仍是科学发现的原则，在可预见的将来依然如此。这是穿透黑暗世纪的光。中国古代并不缺少自然科学家，但缺少一位牛顿，这是无论如何都无法改变的事实。

牛顿毕业于剑桥大学，这是科学的伊甸园。除了牛顿，另一位改变现代科学的人达尔文也出自剑桥。剑桥小镇古朴而美丽，走在学校里，似乎走在时间之外的永恒的城堡。校园历史悠久，国王学院和三一学院的建筑都已穿过数百年历史，宽广的院落，圣洁的哥特式教堂，攀爬藤蔓的石壁，深色木制桌椅与烫金古书。小酒吧在石板路旁，挂着数百年不变的招牌，如同忘掉时间的乐园。在伦敦大火毁掉大部分王宫建筑后，在剑桥仍可以找到古老的英国。能感受到校园里思想的氛围。草坪广阔安宁，穿城而过的康河水在绿叶下潺潺流动，叹息桥留下学生的叹息，康桥留下诗人的隽语。

剑桥三一学院1546年由亨利八世创建，培养过培根、拜伦、罗素、甘地等著名思想家。他们的雕塑陈列在三一学院的小教堂，享受着寂静的光荣。传说中，牛顿是在一棵苹果树下得到了万有引力的灵感，无论这是不是真的，这段故事都已经是世界史上最浪漫的传奇之一。三一学院外墙下至今仍种着一棵苹果树，供游人拍照留念。这是世界上最安宁、最低调的学堂，也是世界上最光荣、最骄傲的地方。

【洛克之后，才有民主】

1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》，总结了三大运动定律和万有引力。

1688年，光荣革命爆发。英国在不流血的革命中完成了民主的转换。

1689年，牛顿成为大学代表进入议会，遇到了他在伦敦最好的朋友——约翰·洛克。

约翰·洛克是现代历史上最重要的思想家之一，他不算最深刻，也不算最广博，与之前的马基雅维利比起来，他没有那种直截了当的尖锐，与之后的让－雅克·卢梭比起来，他又没有那种田园牧歌式的浪漫。他不是最打动人心的哲学家，然而他让后人记忆长久。他是将宪政民主的思想进行正式表述的第一人。现代政治的两大主要元素，民主与宪政，13世纪的英国我们追溯了宪政，而在17世纪的英国，我们看到了民主。

民主是什么？是穷人的愤怒，是大众的疯狂，是多数人的统治，还是野心家的口号？在洛克之前可能都是。但在洛克之后，民主是理性的自由。

洛克是宪政民主的先驱。在他之前，古代哲学家发展了充分的关于民主与共和的讨论，中世纪圣奥古斯丁和圣托马斯在教会的基础上讨论政府，新教改革时期，改革家马丁·路德和约翰·加尔文在个人罪愆和救赎的基础上建立政治，文艺复兴中的佛罗伦萨，马基雅维利写下有关权力斗争的《君主论》，他谈论现实政治，而不是理想的善的国度，他讨论要维持统治所必须的君主技巧，包括足够的机智和必要的残酷。

最重要的现代开拓者是英国的托马斯·霍布斯。他继承马基雅维利的大胆，从现实出发，从道德不完满的人的身上寻找理想国的可能性。他提出国家主权的概念，他分析人性，从人强有力的情感推导出自然法。他开创了一种新的分析方式：假设所有人处于原始没有国家的“自然状态”，按照人天生的权力欲、猜疑和竞争导出必然的战争，而为了保持生存，人类必须放弃与生俱来的为所欲为的权力，让渡一部分权力，组成国家。他写下一个如同生命的主权国家，用传说中巨人的名字命名为《利维坦》。他赋予统治者最高的绝对权力，因为在组成国家的时候，臣民已经将这些权力赋予主权者。他认同优良君主的统治，怀疑大众民主。他让颁布法律的

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