因为我站在巨人的肩上

海边玩耍的孩子--牛顿（2）

（读书笔记）

                 行走于天下

    当时的英国，因统治者极端骄傲、愚蠢和无能引起了叛乱，牛顿是在内战的气氛下长大成人的。虽然查理一世（1600-1649）已经做了他力所能及的一切，也不是清教徒们的对手。这些清教徒在神圣正义的光环下进行着屠杀和凶残的进军。所有这些野蛮的行径和可怕的虚伪，对年轻的牛顿的性格产生了一种极其有益的影响：牛顿是怀着对暴政、狡诈和压迫的强烈仇恨成长起来的。当后来詹姆斯国王企图强行干涉大学事务时，这个数学家和自然哲学家无须学习就知道，对于自由受到威胁的人们来说，大无畏的勇气和团结一致的阵线乃是对无耻的政治家联盟最有效的防卫。

    “如果我比其他人看得更远些，那是因为我站在巨人的肩上。”在这些巨人当中，最高大的有笛卡尔、开普勒和伽利略。从笛卡尔那里，牛顿继承了解析几何，他一开始曾发现解析几何很难懂；从开普勒那里，他继承了行星运动的三个基本定律，这些定律是经过22年非人的计算后由经验发现的；而从伽利略那里，他得到了成为他自己的动力学奠基石的运动三大定律的头两个。但是砖头还不是大厦，牛顿是动力学和天体力学的建筑师。

    由于开普勒的定律在牛顿的万有引力定律的发展中起主导作用，我们先来看一下开普勒定律：

    1、行星围绕太阳作椭圆运动，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。

    2、连接太阳和行星的直线，在相等的时间内扫过的相等的面积。

    3、每个行星公转一周所需的时间的平方，与他到太阳的的平均距离的立方成正比。

    通过将微积分应用于牛顿的万有引力，这些定律用一到二页的篇幅即可证明。牛顿万有引力定律是：宇宙中任意两个质点互相吸引，引力与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。牛顿三大运动定律如下：

    1、每一个物体保持它原来的静止状态或匀速直线运动状态不变，除非作用于它的力迫使它改变这种状态。

    2、动量的变化率与施加的动力成正比，而且方向与力所作用的直线方向一致。

    3、作用力与反作用力大小相等，方向相反。

    为了研究变化率，促使他掌握了揭开变化率极其度量的全部秘密的万能钥匙，这把钥匙就是微分学。

    由变化率产生的一个类似的问题又使牛顿掌握了积分学。最后牛顿把这两类问题联系起来考虑，做出了一个重大的发现：他看出微分学和积分学通过一个定理，密切而互反地联系在一起，这个定理今天成为“微积分学的基本定理”。

    牛顿除了从前人那里继承的科学和数学知识以外，还从他那个时代的精神中接受了另外两个礼物：对神学的虔诚和对炼金术奥秘的遏止不住的渴求。

    牛顿作为一个天生具有科学精神的人，恰恰是通过实验去探索炼金术士们的主张是怎么回事的。至于神学，牛顿是无所不知的宇宙创造者的无可置疑的信徒，他也相信自己没有能力——像那个在海边的孩子——测量整个真理之海的全部深度。于是他以亲自弄懂创世的传统说法为己任，而他那个时代的大多数有知识的人都毫无争议地接受了这个传统说法。