牛顿一生的故事（牛顿的成长故事牛顿的多面人生：从叛逆的不肖子到国家铸币厂的负责人)

牛顿的多面人生

作为一个伟大的思想家和科学家，他敬业，执着，记仇，偏执。

伍尔斯索普庄园

1665年6月，瘟疫在英国大地上肆虐。剑桥大学的一名年轻学生艾萨克·牛顿在大学关闭后离开了学校，回到林肯郡伍尔斯索普庄园的家庭农场。在这里，他几乎与世隔绝地生活了两年，但却产生了他一生中最伟大的科学成果，万有引力学说。

激发牛顿提出万有引力的苹果树

伍尔斯索普庄园著名的肯特苹果树激发了牛顿对引力的兴趣。 根据牛顿本人的说法，有一天，当他看到苹果从树上掉下来时，他想知道为什么苹果会直接掉下来。

后世之人很容易认为牛顿只是一个孤独而反社会的天才，似乎坐在桌前就解开了宇宙的奥秘。然而，牛顿的身份标签远远没有这么简单：在他有生之年，牛顿频繁做实验，造了很多模型，构思了引力理论，并建造了第一台可用的反射望远镜；他创造了一种新的数学形式；在担任铸币厂大师时期改革了英国的货币，他亲自秘密调查，潜伏追捕造假者；他还热衷炼金术；牛顿曾是一名虔诚的宗教信徒，但对英国教会来说，他却是名秘密的不信仰者。他脾气暴躁，疑神疑鬼，总担心自己的辛苦成果会被别人偷走。

早期生活

牛顿是17世纪中期英国人。1649年，当牛顿7岁时，查尔斯一世国王被斩首，奥利弗·克伦威尔和他的儿子在接下来的11年里用坚定的“清教之手”统治英国。

牛顿和他的家人是英格兰教会的成员，年轻的艾萨克精通教会教义。但随着年龄的增长，他的信仰发生了变化，这种信仰的动摇最终使他在剑桥大学面临被解雇的危险。

出生于1642年圣诞节，牛顿童年可以说是一个病秧子，家人没想到他居然能活下来。父亲在牛顿出生前几个月就去世了，母亲汉娜在三年后再婚。牛顿被留给外祖母照料。很显然，年轻的艾萨克感到自己被遗弃了。几年后，他把满腔怒火发在母亲和继父身上，威胁要把房子烧了。

事实上，牛顿自己列出了57项“违规行为”清单：包括周日做馅饼、打架斗殴、一心想要钱、从母亲那里偷李子和糖、打自己的妹妹，暴饮暴食、殴打了第一个移居美国殖民地的天文学家阿瑟·斯托尔。牛顿觉得他是个大罪人。

牛顿的母亲尽了最大努力想把儿子变成农民，但牛顿对务农根本没有兴趣。他被允许去上大学，因为按照他舅舅威廉·艾索夫的说法，牛顿不适合做任何其他事情，原因是他的健康状况不佳，而且除了做模型和看书之外，他显然对任何事情都不感兴趣。

牛顿最著名的光学实验之一是使用棱镜将太阳的白光分成其组成颜色

牛顿是一位精力充沛的实验者，他在鼠疫年代与世隔绝时在伍尔斯索普推导出微积分的二项式定理，完成了他早期关于引力理论的工作，并进行了几个光学研究。他把太阳的光透过窗户遮阳处的狭缝，通过棱镜让光线穿过，将光束折射成彩虹，他意识到棱镜不是创造颜色的源头，而是太阳光的一种属性。

在名为“色彩”的论文，牛顿描述了用钝针使眼球变形，好观察视力的变化

牛顿还把自己当成了一只小白鼠，试图更好地理解颜色和视觉，这可能是一次相当不明智的危险尝试。17世纪上半叶，法国哲学家勒内·笛卡尔提出了一个关于颜色的奇怪观点：他认为颜色感知是由对眼睛施加的旋转压力引起的。牛顿读过这篇文章，但不同意这种说法。笛卡尔认为这个概念是一种哲学概念，而牛顿只接受实验证明的东西。他很好奇眼睛的形状是如何影响颜色感知的。为了使他的眼球变形，他在眼睑下放了一根钝针，通过小心地移动，他把眼睛推来推去，产生了奇怪的颜色，圆圈和其它图像。

但并不是所有的实验都那么危险。他透过羽毛的边缘，注视着落日的光芒。这就产生了衍射效应，产生了光和颜色的条带，因为入射的阳光围绕着每个倒钩的边缘弯曲。在另一个理解视觉的努力中，牛顿尽可能长时间地盯着镜子中反射的太阳图像。最后，当他看着一面墙时，他看到了同心圆的光和颜色，他称之为“精神的运动”。

牛顿与胡克的交恶

牛顿虽然被认为是引力理论的功臣，但他并不是一个人在工作。罗伯特·胡克、爱德蒙·哈雷等人也对这个理论的形成做出了杰出贡献。胡克甚至被称为伦敦的达芬奇。然而，我们现在并没有这位杰出科学家的肖像，这是牛顿对他的仇视清算的结果。

胡克来自贫困家庭。他曾担任皇家学会的馆长，这是英国科学兄弟会的前身，在那里，他负责维护该学会日益增多的设备，并为协会成员的定期会议做实验。1665年胡克根据英国皇家学会一院士的资料设计了一台复杂的复合显微镜。有一次，他从树皮切了一片软木薄片，并放到自己发明的显微镜观察。他观察到了植物细胞（已死亡），并且觉得它们的形状类似教士们所住的单人房间，所以他使用单人房间的cell（单间）一词命名植物细胞为cellua，这是史上第一次成功观察细胞。同年，胡克出版了《显微术》一书，立即大获成功。该书记载了一些他使用显微镜或望远镜进行的观察，包括上述的软木切片。1665年1月20日，皇家海军、未来的皇家学会主席塞缪尔·佩皮斯一直坐着读他的新书，直到凌晨2点。佩皮斯宣布，胡克的作品是“我一生中读过的最有创意的书”。

牛顿《自然哲学原理》第一版

但胡克也试图挑战伟大的牛顿。1674年到1679年间，两人曾通信讨论物体的圆周运动问题，胡克给牛顿写信，说明了他从1660年以后就有的平方反比定律的思想，但是他无法从中推导出开普勒的行星运动定律。而牛顿的回信中出现了常被引用的名言：“如果我看得远一些，那是因为我站在了巨人的肩膀上”。在考虑上文下理的语境后，这句话其实被认为是在讽刺胡克矮小。1684年1月，胡克在和爱德蒙·哈雷及雷恩的谈话中声称他已经完成推导，但是哈雷和雷恩并不相信，哈雷随后告诉了牛顿。牛顿则表示在他已经完成的《自然哲学的数学原理》中有推导，哈雷随后促成此书出版，这件事使得胡克十分怀疑牛顿剽窃了他的成果，并从此不愿意公开自己的任何发现。牛顿也因此删去了手稿中所有引用胡克工作的声明。

当他们争论颜色和光的本质时，双方的火药味变得越来越浓烈。1672年，牛顿在皇家学会阐述自己的观点，认为白光经过棱镜产生色散，分成七色光，他将其解释为不同颜色微粒的混合与分开，遭到主张光波动说的胡克的尖锐批评。牛顿勃然大怒，称胡克完全没有理解自己这一划时代发现的意义，并威胁要离开皇家学会。这使得主张光微粒说的牛顿一直将已完成的著作《光学》延迟到胡克过世后才出版。《光学》出版后，奠定了光微粒说的统治地位，直到一百多年以后的菲涅耳才重新发现胡克的光波动说。

两人的交恶最终以胡克的去世画上句号。胡克于1703年逝世，同年晚些时候，牛顿成为皇家学会主席。他上任之后的首要行动就是毁掉了胡克的唯一肖像。他还删除了大量胡克的档案论文和研究。幸运的是，胡克的大部分作品最终被找到了。

牛顿与当时科学界的几乎每个人都展开了争论。最著名的是他努力证明对微积分的发现。德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨于1684年发表了关于微积分的著作。牛顿立即试图证明他的优先地位，并开始了一场持续多年的激烈辩论。他还抨击惠更斯，以及英国第一位皇家天文学家约翰·弗兰斯特德等人。他甚至指责他的朋友佩皮斯说他坏话。牛顿似乎不能忍受任何人、朋友或敌人的攻击或批评。

秘密的宗教背叛者

科学天才与教会之间的冲突是不可避免的，牛顿也不例外。他最大的兴趣之一曾经是宗教。他早期的“罪恶”清单清楚地显示了他对宗教信仰的热诚。

英格兰教会的核心信仰之一是神圣三位一体的教义，它将上帝描述为三个不同的实体。这一学说对牛顿和他的职业生涯几乎意味着灾难。年轻的牛顿于1661年在剑桥的三一学院开始学习。为了挣钱养家糊口，他当服务员和打扫房间。牛顿在1665年获得了学士学位，尽管在学校因瘟疫关闭时，他短暂地回家了，但到1667年，他又回到了剑桥，成为一名新任命的教员。到1669年，牛顿被任命为数学教授。为了继续担任这一职务，他必须宣誓，声明他相信并接受英国国教的39条条款。

牛顿需要发誓对神圣三位一体的信仰，这是这位年轻教授的主要精神绊脚石。在剑桥，牛顿早年就投身于个人宗教研究。他研究了基督教的历史、仔细分析圣经中的预言、计算受难日期，他甚至试图确定启示录的日期：牛顿认为这将发生在2060年。最让他不安的是上帝三位一体的概念。牛顿发现神圣三位一体不仅不合逻辑，而且令人憎恶。

他读过一位名叫阿里乌斯的早期基督徒的作品。这位作家否认耶稣的神性，牛顿完全接受了这一观点。因此，他不能发誓相信神圣的三位一体。牛顿准备辞去他的职务，牛顿的导师、剑桥大学的第一位教授艾萨克·巴罗似乎代表他向查尔斯二世国王写了一封信，查尔斯二世在最后一刻为牛顿提供了一份赦免书，如果牛顿的信仰的真相被公之于众，他就会被贴上异端的标签，可能被关进伦敦塔的监狱里。

作为剑桥三一学院的数学教授，牛顿需要定期进行数学讲座。 显然，他对此做得并不好，以至于学生停止上他的课。 有时，牛顿会在一个空教室里面上课。

炼金术士牛顿

牛顿是如此痴迷于宗教和炼金术。当他还是个小男孩的时候，牛顿就曾当过药剂师的学徒，这可能是他第一次对炼金术产生兴趣的时候。

在17世纪，哲学家和科学家仍然认为他们应该能够将一种元素转化为另一种元素，这一过程可以给一个人带来巨大的财富，例如，他们可以把铅变成黄金。他们认为这些秘密知识已经失传了。牛顿认为他只是需要重新发现这些秘技。他从本科生开始实验，并持续到至少1693年。

牛顿一向神秘莫测，疑神疑鬼。1693年，他写信给佩皮斯，抱怨受到迫害、失眠、记忆力丧失和食欲不振。他甚至指责他的老朋友散布关于他的谣言，并中断了他们的通信，尽管他后来道歉了。

但根据1979年发表在英国《伦敦皇家学会笔记和记录》上的两篇论文，牛顿的这些症状都可能是汞中毒的结果。炼金术士认为汞在嬗变过程中起着重要作用，牛顿大量使用了它。他的房间里肯定充满了重金属蒸汽。他甚至喝了这些东西，抱怨其味。他活下来简直是一个奇迹。1979年，科学家对牛顿的头发进行了中子活化和原子吸收分析。这一结果可以解释这位伟大的科学家在1693年经历了近乎精神崩溃的原因。牛顿的遗物在他死后传给了后人，他的头发由朴次茅斯伯爵的家人保存了几代人。检验显示出他头发当中存在高水平的汞，高于40倍于正常水平，铅和砷的含量也很高。

假币追捕者

牛顿成为皇家铸币厂负责人

1696年，牛顿成为皇家铸币厂负责人，后来，在1699年又被任命为铸币厂大师。他离开剑桥大学前往造币厂，这将是他一生中的最后一份工作。

当时，由于猖獗的假币泛滥，英格兰的货币正处于崩溃的边缘。几个世纪以来，这个国家的硬币都是用手工打造的，留下了不平整的边缘。人们会“剪短”边缘，保留多余的，从而使硬币贬值。伪造这些硬币也很容易。牛顿的职责包括监督国家铸币的工业化和标准化。

他还要负责追查，指控和起诉造假者。牛顿不喜欢这种工作，他曾抗议这种“烦人和危险”的工作。不过，抱怨归抱怨，牛顿还是认真的投入其中。他开始追捕这些罪犯，将他们被送上绞刑架。托马斯·莱文森的《牛顿与造假者》一书中详细描述了牛顿为将这些罪犯绳之于法所做的努力，他可能喜欢看到这样“简单粗暴的公正”。牛顿常常亲自潜入到肮脏的酒吧和伦敦的其它地方做卧底，追捕硬币造假者。

牛顿是一个复杂的人，生活在一个复杂的时代。那是一个魔法与科学仍然交织在一起的时代，一个知识进步巨大，无知也挥之不去的时代。牛顿去世时，以今天的货币计算，他的财产价值超过400万美元。即使有这么多的财富，牛顿手上仍然只戴着一个金戒指，上面有一个小而有力的天然磁石（lodestone），而不是其它一些有价值的宝石。“lode”这一古老的英语词语意为“道路”或“旅程”，而艾萨克·牛顿无疑在那个复杂的、艰难时代当中开启了一段新奇的旅程。