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（3）初露锋芒

牛顿那架反射式天文望远镜可不是像我们现在DIY那样买来一堆零部件组装起来的，人家是自己一个人从零件开始造起，用自己的配方做合金，自己做模子，做镜筒，自己打磨反光镜面，自己打磨玻璃镜片，……连制作用的工具都是自己动手做的，真是彻头彻尾的Do-It-Yourself。牛顿做的这台望远镜小巧玲珑，凹面反射镜的直径只有2.5厘米，但是可以把物体放大38倍，而一架比它大得多的两英尺长的透镜望远镜只能放大13到14倍。几年之后，伦敦一流的工艺师们试图仿制一具可用来观测的反射式天文望远镜，结果统统失败了。

牛顿的反射式望远镜是科学史上第三种光学天文望远镜，前两种是伽利略和开普勒先后发明的。伽利略望远镜和开普勒望远镜都是折射式望远镜，二者的物镜都是凸透镜，区别在于伽利略望远镜的目镜是凹透镜，开普勒望远镜的目镜是凸透镜。开普勒望远镜看到的像是反向的，加上棱镜转像系统或透镜转像系统即可看到正像，它的效果好于伽利略望远镜。目前的小型天文望远镜和军用望远镜等专业级常用望远镜大都采用开普勒望远镜的结构。牛顿通过三棱镜色散实验发现了白光是由各种不同颜色的单色光混合而成的，各种单色光有着不同的折射率，这一发现促使他发明了反射式望远镜，因为他知道折射式的透镜望远镜存在着无法克服的色差的问题，而反射式望远镜则有效地消除了色差。另外，大口径透镜在制造和操作上都有技术上的困难，所以大型天文望远镜都不采用折射式结构，而是采用牛顿开创的反射式结构。

年，在巴罗的一再坚持下，牛顿才勉强同意让巴罗将这台望远镜带往英国皇家学会。结果第一次展示就引起了轰动，牛顿从此在英国学术界扬名，第二年1月就当选为皇家学会会员。不过牛顿从不自称是第一个设计反射式天文望远镜的人。它的原理当时已存在了很久，公开发表的最早设计是在苏格兰数学家詹姆斯·格雷果里年出版的《提升光学》一书中。

尽管在当时剑桥的小圈子里牛顿的学问和天才已得到公认，而实际上他的许多研究成果并没有公开发表，而是小心翼翼地藏着掖着，因为牛顿这个人对别人抱着深深的怀疑态度，惟恐他的新发现被别人窃取。他相信只有在研究取得充分的发展之后才能公布结果。就他不小心“漏”出来的那一点才干已经让人们佩服得五体投地了。他发表的第一篇论文是在他因反射式天文望远镜而当选皇家学会会员之后，为了说明他的望远镜跟他的光学理论之间的关系而写给皇家学会的一封信。此时的牛顿开始有点小小的膨胀，准备进入一个更大的科学天地，但是，没承想，迎接他的却是他一生中最大的对头、一个事事都跟他对着干的胡克。

胡克比牛顿大7岁，入关后的清朝第一位皇帝顺治帝的年龄正好介于他俩之间。顺治帝做的事不多，20多岁早逝，康熙帝继位，牛顿活动的年代恰逢中国清朝大兴文字狱的“康熙盛世”。尽管顺治、康熙二帝对西方传来的科学技术很感兴趣，但除了借鉴西方历法外，并没有对其科学加以提倡、引进和发展。康熙帝亲政前专权擅政的鳌拜和康熙帝死后的继任者雍正帝都是对西方的科学技术大加排斥。而此时的欧洲则在爆发着一场空前伟大的科学革命。每个人都应该记住这个时代，它就是后来被英国数学家和哲学家怀特海（Whitehead）称作“天才的世纪”的17世纪。

胡克在当时的学术界已是全才型的风云人物，他在光学、生物学、力学、天文学等领域都有开创性的贡献。他这个人才华横溢，贡献无数，但牛皮也经常吹得很大。

牛顿的第一篇论文是以标题《光与色的理论》发表的，文中通过自己的三棱镜折射实验说明了白光是由各种颜色的单色光组成的，不同颜色的光的折射能力不同，并提出光的粒子说。文中还通过自己的光学理论来说明自己制作反射式天文望远镜的初衷是为了消除透镜对光线的折射所带来的色差。胡克偏偏说他通过实验证明光是一种脉冲，而且还说他早就做过一个更小的类似的望远镜，只是因为大瘟疫和伦敦大火没能保存下来。特别是胡克专门抓住牛顿文章里语言的不严谨之处大肆攻击。人说“不打不成交”，这两个天才级的人物一开始的交往就是从冲突开始的。他们不仅成交了，而且还交恶了一辈子，彼此成了一生中最放不下的人。

在这件事上胡克并没有做什么实验，他只是草率地审阅了一遍牛顿的论文。胡克完全用自己的主观观念来评判别人的学术成果，而不是用客观事实进行评判，这是学术的大忌，也是一代又一代的学术权威们常演的保留节目。

胡克这个人虽然大家都知道他爱满嘴跑火车，但是也了解他确实有两把刷子，人们对他的话都是半疑半信，不全当真，但也不会全当假。后来在重物的下落点和下落轨迹问题上，由于牛顿缺乏深入思考，给出了“下落轨迹是螺旋线”的错误答复，结果让胡克抓住把柄，把牛顿的私人回信在皇家学会的例会上兴奋地大声宣读，搞得牛顿好不难堪。

当然坏事也会变成好事，在提出万有引力定律若干年之后，牛顿在给哈雷的信中承认：“胡克纠正我的螺旋路径，引发我重新探讨椭圆形，才使我发现这个理论。”或许牛顿终于明白了胡克天生就是自己的克星，从此，只要胡克还活着，牛顿就埋下头去做事、夹起尾巴做人，学术上特别谨小慎微。即使在《自然哲学的数学原理》为牛顿赢得崇高的荣誉之后，牛顿仍然避免跟胡克正面交锋。直到胡克去世后，牛顿才把自己三十年前写下的《光学》手稿重新整理拿出来发表。

在他们冲突之后的岁月中，为了学术研究，两人还是有不少的书信交往，在语言的表面上双方都显示出英国绅士的风度，但是话语的里面却时常是绵里藏针，其中就有牛顿的那句名言：“假如说我看得比较远，那是因为我是站在你们这些巨人的肩膀上。”这句话显露出了牛顿骂人的本领，因为胡克是个驼背的矮子。

自从牛顿在胡克那里受挫以后，他基本上就是把自己藏在剑桥大学的实验室里。在对光学进行研究之后，牛顿又迷上了炼金术，不过他必须偷偷摸摸地做他的炼金术实验，因为那个时代炼金术被统治者视为重罪。牛顿搞炼金术并不是为了得到黄金，他是在做科学的探索。实际上波义耳等人早就搞炼金术的研究了，要不他也成不了近代化学之父。

牛顿没有从炼金实验中得到黄金，不过他从中得到的收获可能远远大于黄金的价值。据说他从中得到启发，开始寻求宇宙间各种规律的统一理论,并且从炼金术中的所谓“发气原理”的观念悟出物体间有超距引力，从而彻底摒弃了笛卡尔对星系的旋涡吸引力的机械解释。后来终于有了一个偶然的机会，使牛顿写出了那部改变了世界的伟大著作《自然哲学的数学原理》。

（4）卷入赌约

这部著作的内容虽然都是在牛顿一人的脑袋里酝酿出来的，但它却是经过别人不断的催促才来到这个世界的，扮演这个助产婆角色的是一个28岁的小伙子，他就是那个最著名的彗星的确定者埃德蒙多·哈雷（EdmondHalley，公元-年）。故事的开始要追溯到当年伦敦的一间咖啡馆里。

年1月的一天，伦敦的一间咖啡馆迎来了三位不同寻常的客人──胡克和雷恩（Wren）爵士接受哈雷之约在此小聚。这位雷恩爵士是英国近代史上的一位大人物，曾担任牛津大学天文学教授，做过两年皇家学会的会长，还是一位建筑大师，他最辉煌的成就是主持了伦敦大火后的重建工作，重建的86座教堂中有51座是出自他的手笔，此外他还设计和监造了天文台、图书馆、医院、宫殿、议会大楼等许多著名建筑，因功绩卓著他在年被授予爵位。在伦敦的重建工作中，胡克曾做过雷恩的助手。这时候雷恩和胡克年龄已在50岁上下，哈雷只有28岁。

哈雷请两位前辈出来，当然不是像我们这些俗人那样喝喝咖啡、打发时光。他向两位学者讨教了一个问题：行星环绕太阳旋转的作用力是否与其跟太阳距离的平方成反比？雷恩认为用假说去获得这个结果并不困难，但要证明这个关系就是另外一回事了。胡克说他几年前做过证明，但是他要藏一段时间，等别人试过并且失败之后他再公开。尽管另外两人猜测胡克又在吹牛，但雷恩还是宣布愿意给出两个月的时间，到时谁能拿出证明，他就酬谢得胜者一本价值40宪令的书。尽管赌注不算很高，但这却是人类科学史上最有意义的一次打赌──它导致了人类历史上最伟大科学成就的横空出世。

两个月过去了，不出所料，胡克没有拿出证明，雷恩和哈雷也没有解决这个难题。时间很快到了夏天，哈雷还是不想放过，他想到了剑桥大学有个牛顿，两年前他和牛顿见过一次面，也读过牛顿的论文，对牛顿的才能有所了解。开始他打算给牛顿写封信进行讨教，最后他觉得还是前往剑桥面见为好。伦敦距离剑桥90多公里，虽然现在乘火车只需1个小时，但那时只能乘马车，单程就要整整一天。不得不说，如果没有哈雷的这次登门拜访，很可能牛顿会在象牙之塔里孤独一生，默默终老；经典力学何时才能建立，没有人能说得准；当今的世界一定不会是现在这个样子。

埃德蒙多·哈雷比牛顿小13岁，出生于富贵之家，20岁从牛津大学毕业后，不等着拿学位就跑到南大西洋的一个荒岛上建了个临时天文台观测天象。两年后哈雷在英国发布了世界上第一个南天星表，年纪轻轻就成了受人尊敬的天文学家。哈雷虽然年轻，却是个无所不干、无所不能的人物，在很多方面都有一些成就。在这些成就当中，唯独那个永远让他载入史册的哈雷彗星不是他的发现，但是，他认定了人们在年见到的那颗彗星就是前人分别在年、年和年见到的同一颗彗星，因为他发现它们的轨道极其相似。哈雷还预言这颗彗星将会在年或年再度出现。彗星后来果然如约而至，而哈雷却遗憾地爽了约，因为他没能幸运地活到岁。

哈雷不仅在科学上积极进取，收获甚丰，而且还是一位仪表英俊、谦让有礼的绅士，自然是获得了牛顿的好感。但牛顿以其一贯的作风，跟外面的世界打交道时还是保持了一份警觉。所以当哈雷提出这个问题的时候，牛顿的回答简直跟胡克如出一辙：“我证明过，但现在找不到了。”还好，没等哈雷哭晕在厕所，牛顿就答应重新计算，等三个月后会寄给他。牛顿的目的是出于慎重，再做一番周密的思考和推导，千万不要有什么错误给胡克那种人留下耻笑的把柄。哈雷虽然心里是急不可待，但是，也只能再等三个月了。

跟胡克不同，牛顿是讲信用的，三个月后，牛顿托人把9页的论文稿送到了哈雷的手上。如果没有哈雷的催促，被胡克伤害了的牛顿或许在胡克离世之前是不会发表自己的力学理论的。假如再赶巧胡克长命百岁的话，那么这位人类最伟大的天才只有抱憾终生了。好在牛顿的时代同行者中不只有胡克，还有哈雷。

哈雷看完牛顿的论文之后，马上动身前往剑桥去见牛顿，要求牛顿允许他向皇家学会报告这些新的发现。得到允许后他接着又匆匆赶回伦敦（没有电话真是麻烦啊），像跟时间赛跑似的赶在次日的学会例会上宣读。牛顿只是委托哈雷在宣读之后把论文在学会登记注册，没有准备发表，他已经开始构思比较完整的长篇论文。

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