【讀書講座】機械宇宙

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本 書 價 值 本書結(jié)合歷史和科學(xué)，援引充分詳實的材料，以靈動活潑的筆法，描繪了發(fā)掘宇宙奧秘的科學(xué)家群像，揭示了他們?nèi)绾瓮黄茣r代的困局，用科研成果奠定了現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)，從而促成了現(xiàn)代世界的誕生。 你 將 收 獲 了解十七世紀(jì)混亂的民生局勢 趣味性與知識性并重的科學(xué)變革歷史 牛頓偉大的科研歷程和生平事跡 金 句 精 選 1. 所有的混亂，都是不被理解的和諧。（第37頁） 2. 幾乎所有的人類歷史都將新的想法視為危險的想法。（第60頁） 3. 科學(xué)注定將要改造世界，但科學(xué)在發(fā)展初期引起的笑聲往往多于崇敬。（第83頁） 4. 去除地球的特殊地位，始終被當(dāng)作對人類驕傲的一大打擊。（第112頁） 5. 乍看起來似乎不可能的事實，會拋下遮掩它們的外衣，以赤裸和單純的美麗站出來。（第197頁） 備注：上述頁碼為句子在實體書中所在的頁碼。 點擊圖片可直接分享和保存 作 者 簡 介 [美] 愛德華·多尼克（Edward Dolnick） 美國作家，曾任《波士頓環(huán)球報》科學(xué)專欄作家。文章常見于《大西洋月刊》《紐約時報雜志》《華盛頓郵報》等，著有《救援藝術(shù)家》《偽畫家的技能》等書，其中《救援藝術(shù)家》一書獲得2006年愛倫·坡獎（最佳犯罪實錄類）。 精 華 解 讀 以下內(nèi)容為《機械宇宙》一書精華解讀，供廣大書友們學(xué)習(xí)參考，未經(jīng)允許不可用作商業(yè)用途。 目 錄 一、局勢混亂的17世紀(jì) 二、科學(xué)與愚昧混雜 三、鋪路的巨人們 四、巨人肩膀上的艾薩克·牛頓 正 文 一、局勢混亂的17世紀(jì) 17世紀(jì)中葉。倫敦。 預(yù)言中的世界末日”即將到來，人心惶惶。 彼時，眾多學(xué)者和科學(xué)家都認(rèn)為，1660年就是世界末日來臨之時。因為根據(jù)《圣經(jīng)》留下的線索提示，公元400年發(fā)生的基督教的大叛教”后1260年，世界末日就會來臨。算起來，剛好是當(dāng)時的1660年。 接下來發(fā)生的諸多人們無法控制的事件，似乎更是印證了這一說法。 1. 趕不走的掃把星” 17世紀(jì)的人們害怕彗星——它是來自宇宙的警告，也是上帝不悅的征兆。 據(jù)16世紀(jì)的目擊者描述：這是顆血紅色的彗星，它的末端看上去像是手握大刀，刀鋒尾部有三顆星星，要來對付我們。無論從這顆彗星光芒的任何一方來看，都能見到大批的斧頭、刀和血淋淋的劍，在此之中則是一張有著扭曲胡須和頭發(fā)的丑陋人臉。” 在這種認(rèn)知的籠罩下，1664年的秋天，歐洲和英國當(dāng)?shù)囟伎吹教祀H有彗星劃過。它遲遲不肯消失，在天際停留了1個多月。彼時皇家學(xué)會的成員、占星家約翰·蓋布利警告人們，這意味著疾病傳播、可怕的颶風(fēng)和暴風(fēng)雨，另一個占星家也說這預(yù)示著將有許多人死亡。 1665年3月，彗星又出現(xiàn)了。但是這一次，彗星帶來的恐慌更加非比尋常。因為在1665年，一場鼠疫在倫敦徹底爆發(fā)了。 2. 控制不住的瘟疫 1663年，瘟疫率先摧毀了荷蘭。隨后在1664年的圣誕節(jié)，倫敦有一個人死于瘟疫。1665年的2月，再添一條人命。4月，又有2人死亡。 鼠疫的傳播開始變得兇殘。該年夏天，死亡人數(shù)由6月的每周百人，上升到7月的每周千人，再到8月底的每周6000人死亡。倫敦居民被瘟疫席卷，城市的面目變得慘不忍睹，就算是心臟再堅強的人見了也會震驚不已。 為了阻止鼠疫蔓延，當(dāng)局還曾下令撲殺所有的貓狗，結(jié)果導(dǎo)致老鼠的數(shù)量不降反升。 感染鼠疫的最初癥狀可能僅僅是一個無害的噴嚏（所以當(dāng)別人打噴嚏的時候，人們會說上帝保佑你！”的習(xí)慣就是從這個時代開始的），緊接著就是發(fā)燒和嘔吐，皮膚出現(xiàn)腫脹，身體爆發(fā)紅瘡。最終紅瘡發(fā)展為黑色的腫脹，一碰就滲出血水。 感染鼠疫是不幸的，但更加不幸的，是當(dāng)時落后甚至無稽的醫(yī)學(xué)認(rèn)知水平和醫(yī)療條件，對于治療瘟疫束手無策。 一旦染上瘟疫，醫(yī)生所能提供的幫助，也就僅剩下?lián)嵛康脑捳Z。所謂的醫(yī)學(xué)知識幾乎不存在，醫(yī)生對病人造成的傷害可能還大過醫(yī)治他們。比如，有個治療痛風(fēng)的配方要人們用黃瓜、云香和杜松煮小狗”。 在當(dāng)時，越有條件接受先進醫(yī)療”的人，遭受的折磨就更大。1685年，英國國王查理二世中風(fēng)，他幾乎被生生折磨而死。首先，他的皇室醫(yī)生給他放了兩量杯的血。接著為他灌腸，吃瀉藥，再加上一劑噴嚏粉。然后又為他放了一量杯的血液，又用鴿子糞和珍珠粉末做的藥膏給國王搓腳，用燒紅的烙鐵烙他的頭和腳。 1665年年底，疫情告終。這場瘟疫奪走了城市五分之一的人口，總計10萬人的生命。 3. 滅不掉的大火 1666年，倫敦一家烘焙鋪子著火�；鹧骐S風(fēng)而長，燒著了干草堆，又點燃了這座充斥著木質(zhì)建筑、又遭逢近一年旱災(zāi)的城市。滅火工具在當(dāng)時幾乎不存在，且當(dāng)時的街道緊密相依，消防人員很難施展身手。他們唯一能做的，是從泰晤士河取水，眾人排成一列用水桶遞水，試圖澆滅大火。 這種滅火方式可謂是真正的杯水車薪�；饎莺翢o消退之意，甚至燒到了倫敦橋、燒毀了倫敦的標(biāo)志性建筑之一圣保羅大教堂。房屋紛紛倒下，人們在恐懼中尖叫著逃難。4天后，在消防隊不惜以炸毀房屋的方式減少可燃物，來控制火勢后，它終于減弱了。 被大火摧毀殆盡的城市一片死寂。 二、科學(xué)與愚昧混雜 被種種事件嚇得心驚膽戰(zhàn)的英國人，如果回頭來審視這一切，他們會發(fā)現(xiàn)，17世紀(jì)60年代不是世界末日，而是現(xiàn)代的開端。 1. 科學(xué)家和他們不科學(xué)的一面 1660年，皇家學(xué)會成立。它的正式名稱為倫敦皇家自然知識促進學(xué)會”。這是世界上第一個正式的科學(xué)組織，科學(xué)”這個詞甚至還不存在。 皇家學(xué)會人才濟濟：有現(xiàn)代科學(xué)之父”之稱的羅伯特·波義耳，發(fā)明復(fù)式顯微鏡和真空吸引器的羅伯特·胡克，身兼天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家和建筑師身份的克里斯托弗·雷恩等等。 就是這樣一群科學(xué)家，他們一方面智慧、理性、雄心勃勃，另一方面愚昧、迷信、充滿困惑。他們一方面在盡其所能尋找宇宙運行的法則，另一方面又相信天使、煉金術(shù)和魔鬼，落后得令人難以置信。 在一開始，幾乎任何人都可以參加皇家學(xué)會每周一次的聚會�；始覍W(xué)會并不是學(xué)術(shù)的培養(yǎng)皿，反而更像是社交場合。在這里，人們不僅可以看到科學(xué)家們介紹他們的最新作品，也能看到在今天看來荒謬可笑的實驗和產(chǎn)品。 聚會包羅萬象，每一個人都可能是天才或者騙子，或者是二者的合體。以羅伯特·波義耳為例，即便他作為一名杰出的科學(xué)家，被認(rèn)作是嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的典范，他也曾相信，治療白內(nèi)障的最好方式，是向病患的眼中吹入干燥的人體排泄物粉末。 啟蒙時代最具有影響力的英國思想家和自由主義者約翰·洛克，認(rèn)為海里可能有美人魚的存在。他還曾在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表愛爾蘭有一個女孩身上長著角”，法國最近出現(xiàn)四個太陽”等標(biāo)題的文章。 2. 實驗才是真理 皇家學(xué)會也非常熱衷于做各種實驗，但大多數(shù)的實驗在今天看來，手法大都有些殘酷。 皇家學(xué)會的先賢們非常熱衷于用貓狗做實驗。一名廣受推崇的哲學(xué)家曾經(jīng)有過一項貓鋼琴”的發(fā)明。他讓一排貓按照叫聲高低的不同，安排到相鄰的籠子里。按下音鍵就相當(dāng)于把尖刺刺向相對應(yīng)的貓的尾巴，如此發(fā)出由貓叫聲組成的旋律”。 而拿狗做實驗則被認(rèn)為兼具娛樂性和信息傳遞性。比如雷恩曾用狗做過脾臟切除手術(shù)。他將狗的脾臟取出，而后再把傷口縫合，觀察狗的恢復(fù)或死亡狀況；波義耳則曾想弄明白，狗的性情是否會隨著換血而改變。 還有以人為研究對象的輸血實驗。1667年，皇家學(xué)會的會議室里擠進了40個人，他們都見證了將羊的血液輸送到人的身上。在眾人的注視之下，一個外科醫(yī)生在羊的腿上和人的手臂上各割開一個切口，然后用銀制的細管連接兩者。該實驗長達兩分鐘之久，幸運的是當(dāng)事人活了下來。 盡管如此，皇家學(xué)會重視實驗依然是驚人的創(chuàng)新之舉，是跨向現(xiàn)代文明的重要象征。對我們而言，新”就等同于進步，但幾乎所有的人類歷史都將新的想法視為危險的想法。在上帝被視為全能者的年代，堅持自己進行調(diào)查，即是對神的不敬。 但這群新興科學(xué)家堅持觀察自然勝過埋首書堆，并且他們不僅滿足于單純地觀察世界，他們還堅持親手操作。 三、鋪路的巨人們 1. 開普勒 盡管牛頓那句非常著名的如果我看得比別人更遠，這是因為我站在巨人的肩膀上”是用以嘲笑他的對手羅伯特·胡克的駝背，但是他確實有極為佩服的科學(xué)家先輩，約翰尼斯·開普勒便是其中的一員。 開普勒是個數(shù)學(xué)家兼占星家，有著異常悲慘的成長環(huán)境。他家境貧困，是個早產(chǎn)兒，差點死于天花，還有著嚴(yán)重的皮膚病，性格也十分孤僻敏感。但他聰明勤奮，對天文學(xué)好奇心強烈。他在24歲的時候，狂熱地相信哥白尼的關(guān)于太陽是宇宙的中心的說法，然后開始嘗試找出行星繞行軌道的模式。 他發(fā)明了一種非常詳盡的模型用以解釋行星的軌道。他認(rèn)為上帝是利用5個正多面體”建造了太陽系。這些正多面體一個嵌套在一個里，對稱而又妥帖。然而這樣一套看似無比優(yōu)雅美麗的模型，卻是錯誤的。開普勒也曾經(jīng)擔(dān)憂自己的模型是否符合行星實際運行軌道，但是他放下了他的疑慮，還愉快地用色紙、珍珠、鉆石建造他的太陽系模型。 （開普勒的多面體宇宙模型） 1596年，開普勒在《宇宙的奧秘》一書中提出他的理論。他曾經(jīng)把《宇宙的奧秘》寄給了包括第谷·布拉赫在內(nèi)的無數(shù)科學(xué)家，但只有第谷給了他回應(yīng)，并且讓他擔(dān)任助手。 第谷有一套自己的天文學(xué)體系，被稱為第谷體系。他認(rèn)為地球是宇宙的中心，月亮和太陽圍繞地球運轉(zhuǎn)，但是其他行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)。他的這種說法得到了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)可，因為彼時日心說和地心說打得不可開交，但他的說法保留了兩種觀點的特點，在當(dāng)時是一個非�？尚械耐讌f(xié)方案。 開普勒成為第谷的助手這一步，兩人都感到糾結(jié)而又有必要。第谷打算借助開普勒的數(shù)學(xué)能力，來驗證他那一套天文體系，但他又舍不得將自己的數(shù)據(jù)交給旁人；而開普勒對第谷的天文體系不感興趣，不過他需要第谷的數(shù)據(jù)來推進他自己的理論。 在第谷去世后，開普勒得到了第谷的數(shù)據(jù)，又花了6年的時間，發(fā)現(xiàn)了開普勒定律的頭兩條。他的第一條定律，是關(guān)于行星繞太陽的路徑。他發(fā)現(xiàn)行星的運行軌道根本不是象征完美的正圓形，而是橢圓形的，而太陽位于該橢圓形的其中一個焦點上。這一發(fā)現(xiàn)連他自己也抱怨，作為一名虔誠的信徒，他不知道上帝為何不采用完美的圓形，而是橢圓這種仿佛是一車糞便”的形狀？ 開普勒的第二條定律也被視為異端。他認(rèn)為行星的運行速度也不是穩(wěn)定的。行星離太陽較遠時，運行速度會減慢；靠近太陽時，運行速度就會加快。開普勒第三條定律則更為復(fù)雜，它描述的是行星與太陽之間的距離和沿軌道圍繞太陽運轉(zhuǎn)的時間。 但開普勒最大的困惑在于，即便公式在手，他仍不知行星運行的動力為何。他跑在科學(xué)賽道的最前端，手握著研究天體的接力棒，卻茫然不知下一棒該遞給誰。 2. 伽利略 科學(xué)的發(fā)展從來不是孤立的。沒有人直接接住開普勒的這一棒，但是與開普勒同一時代的另一位天文學(xué)家另外開辟了一條跑道。這就是與莎士比亞同時出生于1564年的伽利略。 1610年1月7日，當(dāng)伽利略用改良后的望遠鏡轉(zhuǎn)向夜空時，人類如何看待宇宙與自身所處的地位永遠改變了。他觀察到了諸多驚人的事實。比如他看到了月亮上那些坑坑洼洼的地方，看到了本應(yīng)該純凈無暇的太陽上有黑點，還觀察到了四顆圍繞木星旋轉(zhuǎn)的新行星”（即衛(wèi)星）。 伽利略在天文學(xué)上的造詣的奇特之處在于，他好像不知道開普勒定律的存在。盡管開普勒曾經(jīng)將自己寫的書寄給伽利略，但是伽利略把書丟在一旁并沒有讀過。伽利略開始研究地球會不會移動，這一點哥白尼和開普勒都不曾涉及。然后，他將自己的發(fā)現(xiàn)公之于世，駁斥了地球不動的觀點。 但是如此重要的著作，伽利略并不是以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)語言完成的，而是以類似小型劇本的斗智對話組成的。書中借助一個智力平庸的角色辛普利邱來呈現(xiàn)對手的論點。辛普利邱的觀點是當(dāng)時的教皇的論點，而辛普利邱這個名字的發(fā)音，十分接近意大利語的傻瓜”。 伽利略天資聰穎，脾氣古怪，也非常善于與人斗智。他常常滔滔不絕地發(fā)表自己的觀點和意見，喜歡談?wù)撔绿煳膶W(xué)觀點的優(yōu)越之處并嘲弄舊觀點的愚蠢。他喜歡被群起圍攻”，然后再有備而來地取笑他們”。 有歷史學(xué)家認(rèn)為，伽利略曾經(jīng)在比薩斜塔上拋擲重物的實驗是真的，不像阿基米德和他的浴缸、美國總統(tǒng)華盛頓和櫻桃樹那些編出來的故事一樣。但有一個問題是，如果他那樣做，會因為物體落下的速度會過快而導(dǎo)致無法進行研究。 所以毫無疑問的是，伽利略是通過斜坡實驗，才得出有關(guān)距離和時間的定量法則的。他在一塊斜坡上擺了很多細繩，又拿起一個球，讓它從斜坡上滾落，仔細聽小球碾過細繩的聲音并做記錄。順便提一句，伽利略出生于音樂家庭，他的父親是著名的作曲家和音樂家。伽利略又用不同重量的炮彈和塑料子彈做實驗，發(fā)現(xiàn)球的重量并未對滾落速度造成影響，它們會一路并行并同時抵達底部。而球滾動的距離與時間的平方成正比，即使是陡峭的斜坡也不例外。 （伽利略的斜坡實驗） 最陡峭的斜坡狀況，就是自由落體了。由此伽利略得出結(jié)論，所有的物體，無論重量為何，都會以完全相同的速度落下。 3. 笛卡兒 1637年，笛卡兒在他的著作《方法論》一書中附上了他的新曲線圖。這原本是一本哲學(xué)史的里程碑，但附錄中一篇名為《幾何學(xué)》的文章同樣不容忽視。在這篇文章中，他談到的曲線圖，就是今天的笛卡兒坐標(biāo)系。 笛卡兒認(rèn)識到蒼蠅移動的軌跡可以被精確的數(shù)字描述。你只需要兩條會交成直角的線，比如水平線是墻面和地板的交會處，垂直線是兩面墻的交會處。然后無論在任何時刻，蒼蠅所在的位置就可以被指出。 精確定位不是什么新概念，但笛卡兒帶來的是超越當(dāng)下的靜態(tài)描述方式，是去設(shè)想一個移動的點所經(jīng)過的路徑。笛卡兒首度以一種全新的方式處理幾何學(xué)，他將所有的曲線當(dāng)作一個方程式，而非圖形。曲線是種方程式，方程式也可以以曲線呈現(xiàn)。 笛卡兒的洞見是一項概念性的革命。代數(shù)和幾何一直被視為各自獨立的學(xué)科，現(xiàn)在笛卡兒卻將二者視為描述同樣一個事實的兩種語言。笛卡兒坐標(biāo)系的出現(xiàn)，被譽為精密科學(xué)前所未有的一大進步”。 四、巨人肩膀上的艾薩克·牛頓 開普勒解釋了掌管天際的數(shù)學(xué)法則，伽利略則發(fā)現(xiàn)了地表上數(shù)學(xué)法則的運用，而牛頓的偉大成就，則是證明了開普勒和伽利略發(fā)現(xiàn)的完美契合，并且為此提出了解釋。 1. 頂級宅男 艾薩克·牛頓出身平凡，甚至可以說是不幸。他的爸爸是個文盲，在他出生前3個月就去世了。母親的教育程度也不高，不到30歲便成了寡婦。 牛頓做事非常執(zhí)著專注，如果他專心于某個問題上，無論要花多長時間也要把問題解決。他甚至可以日復(fù)一日不眠不休地幾乎不進食長達數(shù)月之久。他在長達84年的人生中，完全都待在劍橋、倫敦和他的出生地。這三個地方組成的三角形最長的一邊也不超過100英里，直到他77歲才去牛津做了一次短途旅行。 除了研究物理與數(shù)學(xué)，牛頓曾有過一段時間熱衷于煉金術(shù)。此外，再無能吸引他的休閑娛樂活動，包括友誼和性在內(nèi)。他討厭文學(xué)和藝術(shù)，認(rèn)為詩是一種別出心裁的廢話；也無法享受音樂和戲劇的樂趣，在觀看過一回歌劇后便拒絕再去看了。英國作家赫胥黎稱之為他是一流的怪物，卻是失敗的男人”。 2. 奇跡歲月 1663年，牛頓從斯托橋博覽會上買來一本占星學(xué)的書，也有學(xué)者猜測他的玻璃棱鏡也是那個時候買的。兩個小玩意看似無足輕重，卻徹底改變了知識的世界。 1665年，劍橋大學(xué)因為瘟疫而關(guān)閉，學(xué)生們都回到家中，其中就包括年輕的牛頓。煩悶的他便捧起了占星書。讀完占星書后，牛頓覺得難以理解，于是便開始看起三角函數(shù)，還是覺得困惑，便從歐幾里得的學(xué)說開始研讀。這回，他終于覺得輕松多了，便開始向笛卡兒的幾何學(xué)發(fā)起進攻。 從這一時間起，牛頓的發(fā)現(xiàn)便如井噴般爆發(fā)。 1665年~1666年，牛頓開始了他的奇跡歲月”。在短短18個月內(nèi)，他發(fā)明了微分，然后轉(zhuǎn)向物理學(xué)，利用三棱鏡觀察到光的色散，發(fā)現(xiàn)了光的本質(zhì)；又回到數(shù)學(xué)，發(fā)明了反微分，即積分。又證明了微分和積分這兩個看起來完全不同的部分事實上密切相關(guān)，而且可以用非常有力的方式配合使用。再后來，他又開始思考引力的性質(zhì)。 此時，牛頓才23歲。 當(dāng)代著名科學(xué)史學(xué)家韋斯特福爾寫道：1655年，當(dāng)他充分意識到他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的成就，牛頓必然感受到身為天才的負(fù)擔(dān)加諸己身，他必須獨自承受這可怕的負(fù)擔(dān)超過60年。” 3.偉大，但氣量不大 牛頓既是個至高無上的天才，但也是個愛嫉妒、脾氣暴躁的人。他討厭他人對他的反駁或者質(zhì)疑，也不愿與競爭對手交談。在他的一生中，有過兩位赫赫有名的宿敵，一位是戈特弗里德·萊布尼茨，另一位則是羅伯特·胡克。 比牛頓小4歲的萊布尼茨與牛頓從未謀面。萊布尼茨多識，是一名外交官和律師，懂得神學(xué)、哲學(xué)和歷史，對中國也頗為了解。他的性格與孤僻暴躁的牛頓恰恰相反，喜歡社交，并能夠熟練運用自己的魅力。 牛頓與萊布尼茨分別獨立地發(fā)明了微積分。有很長一段時間，兩人彼此極為恭維對方。但是這些都是假象，兩人實際上都在以匿名的方式惡意地攻擊對方，還會在聽到自己造謠的內(nèi)容時假裝震驚。 18世紀(jì)初，二人的沖突公開爆發(fā)。他們都堅信是對方剽竊了自己的學(xué)術(shù)成果。他們彼此互相造謠詆毀對方，爭辯的內(nèi)容從數(shù)學(xué)上升到神學(xué)。他二人的紛爭成為當(dāng)時全民圍觀的一大世紀(jì)奇觀”。 1711年，萊布尼茨終于按捺不住，給英國皇家學(xué)會寫了一封信，抱怨他遭受的侮辱，并要求厘清微積分的爭議。但很不幸的是，牛頓已經(jīng)擔(dān)任了英國皇家學(xué)會的主席。他以委員會的名義，發(fā)布了一篇完全偏向于牛頓自己的報告。在牛頓臨終前，他滿意地提到自己讓萊布尼茨心碎”。 此外，他與胡克也有過爭端。在牛頓撰寫《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（下簡稱《數(shù)學(xué)原理》）的第三卷時，哈雷告訴牛頓，胡克認(rèn)為有關(guān)引力的理論有他一部分功勞，牛頓應(yīng)該提及他的貢獻。 的確，胡克曾經(jīng)給牛頓寫信提出過一個很具建設(shè)性的問題，對牛頓頗有啟發(fā)。但牛頓卻因為哈雷的話大發(fā)雷霆，他一頁頁地審閱《數(shù)學(xué)原理》，一見到胡克的名字便飛快地刪去。在牛頓接受皇家學(xué)會主席一職后，皇家學(xué)會唯一的一幅胡克的肖像消失了。 4.破譯宇宙的密碼 牛頓的引力理論是17世紀(jì)最偉大的科學(xué)勝利。很多人都知道牛頓被落下的蘋果砸中從而聯(lián)想到地球引力的故事，但這個故事很可能是牛頓自己杜撰的。因為歷史學(xué)家仔細審閱他的私人文件后，覺得他是花費了好幾年的時間才慢慢地理解引力，而不是靈光一現(xiàn)想出來的。牛頓可能隱約意識到自己將會成為傳奇，故意給自己的人生增添了一些戲劇效果。 牛頓其實不需要掉落的蘋果來提示他物體會落下，因為每個人都知道這個現(xiàn)象。問題的關(guān)鍵在于這個現(xiàn)象背后隱藏的問題。如果蘋果落地是受到某種力量的吸引，這種力量能延伸多遠？樹枝可以嗎？山可以嗎？云可以嗎？是不是月球也受其影響？ 牛頓的突破之處在于，他會去思考讓蘋果落地的力量，是否也能將月球拉向地球？對于現(xiàn)在的我們而言，這是自然而然的道理。但是以當(dāng)時的眼光看，這是一步創(chuàng)舉。通過計算和推導(dǎo)，牛頓驗證了引力可以影響月亮，而且和吸引蘋果落地的是同一種力量。 開普勒當(dāng)初發(fā)現(xiàn)了行星運行的軌道是橢圓形的，但是開普勒百思不得其解：為什么是橢圓形的？他不明白，只能證明這是符合觀測所得的曲線。而牛頓解釋了為什么是橢圓形。他利用微積分為基礎(chǔ)的參數(shù)表示，如果行星運行的軌道是橢圓形，那么吸引它的力量必定遵循平方反比定律，反之亦然。橢圓形和平方反比定律緊密相連，但只有牛頓才看出了這層關(guān)系。 牛頓的這項發(fā)現(xiàn)讓另一位天文學(xué)家哈雷大為震驚。他費盡周折，幫助牛頓完成了他人生中最重要的一部科學(xué)著作，即《數(shù)學(xué)原理》。 在《數(shù)學(xué)原理》一書中，牛頓從自己的三大定律和少數(shù)命題開始，推導(dǎo)出開普勒的三項定律，處理行星繞行太陽的問題，也推導(dǎo)出了伽利略的自由落體定律，還解釋了月球的運行、彗星的路徑以及潮汐現(xiàn)象。需要提一句，這個解釋了潮汐的成因的人，一生從未見過大海。 從滑下斜坡的物體到空中落下的物體，伽利略已經(jīng)有過一次躍進了。牛頓則是從地球?qū)μO果的引力，一躍到宇宙中所有物體彼此吸引。他寫道：引力涉及所有物體，與其所含物質(zhì)的量成正比。”這就是萬有引力”理論。物理學(xué)家保羅·狄拉克說：拾起地球上的一朵花，你拉動了最遙遠的星星。” 1687年7月5日，《數(shù)學(xué)原理》一書面世�？茖W(xué)界試圖以最高級的形容詞來匹配牛頓的成就。法國天文學(xué)家拉格朗日宣稱，牛頓不止是最偉大的科學(xué)家，也是最幸運的科學(xué)家，因為宇宙只有一個，而牛頓發(fā)現(xiàn)了它。 結(jié) 語 17世紀(jì)的中晚期是個天才的時代，也是個騷動的時代。夾在中世紀(jì)與新世界之間的科學(xué)家們，開始意識到宇宙的規(guī)律和秩序。它是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜卻運行完美的鐘表機械裝置。哥白尼、開普勒、伽利略、笛卡兒……無數(shù)天才人物不懈努力，永不妥協(xié)，步步逼近。而輪到牛頓時，他大膽而又小心翼翼地上前，親手破譯了宇宙的密碼。 《機械宇宙》演講實錄 讀完本文約需47分鐘 各位好，歡迎大家光臨我們在銀川的虎克之路樊登書店。 我在這里給大家講解這本叫作《機械宇宙》的書，聽到這個書名很多人會猜，樊老師是不是要講科幻小說？不是，這個跟科幻沒有關(guān)系。這本書應(yīng)該起一個更貼切的名字，叫作牛頓是如何養(yǎng)成的”，或者說牛頓是如何改變這個世界的”。 我們講過了愛因斯坦，講過了達·芬奇，講過了很多了不起的人物，那你會發(fā)現(xiàn)這些了不起的人物我們都能夠理解，他還是一個凡人 ，他是一個普通人，他的所有的思路的發(fā)展、突變，那種創(chuàng)意的迸發(fā)，我們都是有跡可循的。 但是所有研究牛頓的人到最后所得出的結(jié)論是一致的，就是他和我們不一樣”。牛頓是一個和正常人區(qū)別太大的人。沒有人能夠理解牛頓是怎么樣突然之間，在17世紀(jì)的末期，破解了人類所有的秘密。 所以愛因斯坦的床頭掛著一副牛頓的畫像，愛因斯坦崇拜的人是牛頓。他說起牛頓，說最奇怪的地方就在于，自然在他的面前像一本打開的書一樣，沒有秘密。 自然把一切攤開給牛頓看，所以牛頓就非常容易地把我們帶入了科學(xué)的世界。 人類從蒙昧到科學(xué)真正的分界線就在17世紀(jì)末期，在那之前人們生活的環(huán)境，我們待會兒交代一下，你就知道我們?nèi)绻麤]有牛頓，如果沒有科學(xué)的長足進步，我們會生活在一個什么樣的環(huán)境之下——特別可怕。 但是從17世紀(jì)，牛頓揭示了三定律，揭示了萬有引力定律以后，整個世界邁入了科學(xué)的方向，無論是生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)，全都是基于牛頓三定律的基本原理所引發(fā)出來的，所以牛頓是給我們打造了一套嶄新的世界觀，如果你們聽過我們講過一本書叫作《世界觀》的話，你會知道從亞里士多德世界觀到牛頓世界觀，這是一個真正的突變。 那么我們來看看，17世紀(jì)末期到底是一個什么樣的環(huán)境。那個時候叫作混亂的局勢”。17世紀(jì)有一個特征，就是死亡隨意地取人性命，死神可以隨時來帶走任何人。 首先我們說醫(yī)學(xué)，當(dāng)時是個什么狀態(tài)，你比如說1685年查理二世中風(fēng)，查理二世是英國國王，這是地位最高的人，他受的是當(dāng)時最好的醫(yī)生的照顧。醫(yī)生怎么照顧他呢？他的醫(yī)生折磨著他。后來有位歷史學(xué)家這樣寫道，就像是對待被送上火刑柱，燒死的印第安人，首先皇室醫(yī)生們?yōu)樗�放了兩量杯的血液，放血。你要知道美國的第一個總統(tǒng)華盛頓，也是被放血療法殺死的，就是人生了病以后，醫(yī)生就過來先放一盆血再說，這樣放血療法。然后接著他們?yōu)樗�灌腸、吃瀉藥，再加上一記噴嚏粉，就打噴嚏的噴嚏粉，然后又為他放了一量杯的血液。 國王的病情仍舊沒有起色，他們用鴿糞和珍珠粉末配制的藥膏為國王搓腳，然后配置的藥膏為國王搓腳，在國王理光的頭顱與赤裸的雙足上使用燒紅的烙鐵，拿烙鐵燙國王。種種手段都未產(chǎn)生效果，國王陷入抽搐的狀態(tài)，醫(yī)生為國王奉上主要的成分是40滴人類頭骨萃取物的藥水。4天后國王去世。那個時候的醫(yī)療環(huán)境就是這樣，這就是17世紀(jì)末期科學(xué)和蒙昧所混雜的那段日子。 然后接下來，死亡不僅僅來自于醫(yī)療。1664年的時候英國發(fā)生瘟疫，這個瘟疫基本上是由老鼠帶來的，鼠疫在英國大肆地蔓延。 一開始的時候有的街道死1個人，2個人，5個人。到最高峰的時候一周死6000人，倫敦，一周死6000人，然后家家戶戶都死很多人。所以你們現(xiàn)在知道，到英國美國只要你打噴嚏，只要你今天在那兒打噴嚏，旁邊的人一定會說，God bless you，一定會說上帝保佑你，只要你打噴嚏他就說上帝保佑你。這個文化是怎么來的呢？就從那個時候來的。那個時候只要你打噴嚏，你就很有可能得了瘟疫，就可能會死，所以大家就會說，God bless you，整個瘟疫在半年的時間里邊奪取了10萬人的生命，然后牛頓就是在那個時候從劍橋大學(xué)回到他媽媽的農(nóng)場，然后去思考各種數(shù)學(xué)問題的，因為他不能在劍橋大學(xué)待了。他上劍橋其實沒有上多長時間，因為劍橋大學(xué)是人口集中的地方，所以都要疏散 全部都回家。 最有意思的是當(dāng)時的人根本不知道這個瘟疫是怎么來的，有各種傳說，只要有各種傳說大家就去做。后來有一段時間有人傳說，瘟疫跟人們養(yǎng)貓養(yǎng)狗有關(guān)系，然后整個倫敦把所有的貓和狗全部殺完了，但是你要知道把貓殺完了以后，老鼠更多，然后就冒出更多的老鼠，然后鼠疫就傳播得更加厲害，所以鼠疫奪走了大量的人的生命。 那時候的人生活非�？植溃�因為人們完全不知道這些東西怎么發(fā)生，人們完全不知道瘟疫怎么來。甚至有一段時間，彗星從天上劃過，有一個彗星經(jīng)常從天上出現(xiàn)，在天上待很長時間，大家就拼命地祈禱。因為在那個時候的人看來，彗星是要帶走人生命的，所以這個彗星不走，大家覺得這個災(zāi)難沒法結(jié)束，就陷入極度的恐怖當(dāng)中。沒有人能夠計算那個彗星的軌道，不知道那個彗星到底是怎么運轉(zhuǎn)的。 然后到了1666年的時候，倫敦又發(fā)生了大火。倫敦那個大火是半夜的時候突然從一個烘焙房燒起來的，那個時候的倫敦什么樣子呢？就是大家都是木質(zhì)結(jié)構(gòu)的房子，一間挨一間緊緊地擠在一起，沒有下水道的設(shè)施。著火以后半夜有人就叫市長，說著火了，市長看了一眼，市長說這個撒泡尿就滅了，他當(dāng)時原話就是說，撒泡尿就滅了，不用管它。結(jié)果沒想到突然起風(fēng)，一陣風(fēng)吹過來，那個大火像從地獄里跑出來一樣，把整個倫敦全部吞沒。后來很多人逃出來，跑到那個教堂去，發(fā)現(xiàn)教堂全部被燒壞，連教堂的鐘都被燒化了。很多人把教堂燒壞的那些鐘的那些碎片拿回家當(dāng)紀(jì)念品，到現(xiàn)在那些東西都還在。倫敦大火簡直像地獄爆發(fā)的一樣。 為什么那個時候那么倒霉呢？也跟人們的心理是有關(guān)系的，你知道在《圣經(jīng)》上，有1260這個數(shù)字，大概是在公元400年的時候提出的。就是說在1260年以后將會到世界末日，而400年加上1260，正好是1660。所以在17世紀(jì)末期的人有一種末日情結(jié)，就好像我們當(dāng)年在2000年的時候，你們記不記得，說千年蟲就要爆發(fā)，到2012年的時候，說世界末日就要來了，很多這樣亂講的。但是我們現(xiàn)在的人，最起碼沒有那么恐慌。不過那個時候的人都信《圣經(jīng)》，《圣經(jīng)》上寫的是1260年以后世界末日，所以一算 1660年，大家都認(rèn)為是世界末日就要到來了。 因此我交代這一段背景，你就知道牛頓是多么不容易。牛頓是在這樣的環(huán)境之下開始帶領(lǐng)大家走向科學(xué)的。 接下來我們要介紹非常重要的一個組織，叫作英國皇家科學(xué)學(xué)會，這個科學(xué)學(xué)會是由羅伯特·波義耳和羅伯特·胡克兩個人倡導(dǎo)創(chuàng)立的，他們倆叫作焦不離孟、孟不離焦”，這兩個人關(guān)系特別好，走哪兒都倆人一塊兒出場。但是兩個人的性格截然相反，羅伯特·波義耳是一個貴族，家里特別有錢，所以溫文爾雅，永遠都跟誰不爭，特別客氣，有什么問題花我的，用我的。 羅伯特·胡克是平民出身，所以他做任何事都特別急躁，生氣，容易跟人打官司，容易大喊大叫，脾氣特別暴躁，但是這個人極具有創(chuàng)意，他發(fā)明了很多很奇怪的東西，比如說他發(fā)明了人類第一個抽真空的東西。就他能夠找到一個玻璃罐子，然后把那個玻璃罐里的空氣，全部抽光。 全部抽光這件事特別好玩，這個成為了英國皇家學(xué)會最經(jīng)典的表演，所有人去到英國皇家學(xué)會，想要看一下說有什么好表演的，去看一下，他們就把這個罐子拿出來，然后在里邊放一個蛇，或者放一個小鳥，或者放一個什么東西，然后抽，抽完，抽完就看到那個東西死掉，大家覺得你看這就是沒有空氣了。這都是從那個時候開始做起來的，所以當(dāng)時最早的名字叫作倫敦皇家自然知識促進學(xué)會”，這是人類的第一個正式的科學(xué)組織。為什么要強調(diào)這件事呢，就是在這個皇家學(xué)會成立之前，所有的科學(xué)家?guī)缀醵际菃未颡毝返�。從我們最早聽說亞里士多德，聽說蘇格拉底，古希臘的時候，然后一直到伽利略……當(dāng)然牛頓也算單打獨斗，牛頓只不過因為他不合群，他不愿意跟這些人在一起，但是牛頓后來擔(dān)任了英國皇家科學(xué)學(xué)會的會長。他擔(dān)任這個會長是在他晚年的時候，1660年。 當(dāng)這個科學(xué)學(xué)會成立的時候，牛頓還只有17歲，在他媽媽的農(nóng)場上正在干活，這個皇家學(xué)會特別熱鬧，你要讓咱們今天的眼光去看這個皇家學(xué)會你會覺得，這也叫科學(xué)嗎？這也太嚇人了吧！他們展示什么呢，比如說有一個非常有名的展示叫武器藥膏，什么是武器藥膏呢？就是有人發(fā)明了一個藥膏，這個藥膏據(jù)說是拿很多非常奇怪的東西造成的，很神秘，搞到一起。這個武器藥膏能干嗎？當(dāng)你被砍了一刀，我只要把這個武器藥膏抹上去，你的傷就好了。 但是最神奇的地方是什么你知道嗎？你可能想象不到，最神奇的地方是這個藥膏并不抹在你的脖子上，而是抹在這個武器上。只要我把這個藥膏抹在這個刀上，你回家拿個白布罩到你脖子上受傷的地方，你不用管了，過兩天就好了。 就是這么一個神奇”的發(fā)明，有無數(shù)人相信，很多人花重金購買武器藥膏。打架打傷了回家以后先別著急抹傷口，先去抹找那個刀，把對方的刀找過來，在上面抹那個武器藥膏，這是當(dāng)時的一個大發(fā)明。 但是你知道這個東西真的有效，為什么呢，就是我抹在這把刀上，反倒能治你的病，真的有效，否則不會賣那么好。原因你們猜得到嗎，很簡單，就是因為那個時候的醫(yī)療條件太差，所以拿個白布罩著不要動，是最好的處理方法，如果你讓當(dāng)時的醫(yī)生來給你搞兩下，那死得更快。因為醫(yī)生都不洗手你知道嗎，就瞎搞，所以武器藥膏這樣的東西，都能夠在當(dāng)時成為科學(xué)。 然后他們還研究，說有人找來一個獨角獸的角，他們就根據(jù)那個《圣經(jīng)》里的傳說，把那個獨角獸的角銼成粉，銼一點粉下來。怎么證明這個獨角獸的角是不是真的獨角獸的角呢？找來一個蜘蛛，把那個粉圍一圈，圍住那個蜘蛛，如果這個粉是獨角獸的角上來的粉的話，那個蜘蛛就爬不出去。然后一大群科學(xué)家，就當(dāng)時所謂的這些科學(xué)家，包括皇室成員什么這些人，全都在那兒看，就看那個蜘蛛能不能從那個粉上面爬過去。無一例外每次蜘蛛都爬走，就是根本沒有獨角獸這回事，所以當(dāng)時他們在做這樣的研究。 那在我們大家看來會覺得說，這不是倒退嗎？各位，這是進步，這就是在一步一步邁向科學(xué)的過程當(dāng)中進步。因為同樣這么魚龍混雜的、這么多糟糕的實驗當(dāng)中，也會出現(xiàn)牛頓的三棱鏡實驗。就是牛頓買了一個三棱鏡，把白光從這邊射過去，這邊發(fā)現(xiàn)七個光譜，赤橙黃綠青藍紫。我們中學(xué)學(xué)過這個，也是在英國皇家科學(xué)學(xué)會展示出來的。 然后看那個顯微鏡里的生命，大家知道那個叫列文虎克，這個叫羅伯特·胡克。這是兩個人。他們那個時候都喜歡看顯微鏡，列文虎克家里邊就是搞鏡片的，然后有一天他從鏡片里邊突然看到里邊的跳蚤怎么這么大，就那個跳蚤身上居然有鎧甲，跳蚤那個腿上有毛，跳蚤竟然是一個這么完美的生物。過去的人覺得跳蚤不就是一捏就爆了，但是跳蚤居然這么好看。甚至拿一張紙，從這個紙上撕下一個角，看那個紙里邊到底是什么東西。就是幾乎列文虎克把所有他能夠找到的東西都拿到顯微鏡底下看，看完了以后畫出特別漂亮的圖，這個是有圖冊的，大家如果愿意找的話，還是能夠找到，這樣圖冊的出版物就是列文虎克用顯微鏡所看到的東西。這就是當(dāng)時科學(xué)在一點一點進步的過程。 你知道英國皇家科學(xué)學(xué)會里邊最重要的座右銘是一句拉丁文，這個拉丁文翻譯成我們現(xiàn)代的文字是這樣一句話，他們的座右銘叫作不要接受任何人的說法”。 這就是了不起，為什么，因為在這以前，我們所謂的叫作獨立思考和抱持懷疑態(tài)度”。你看這句話代表著獨立思考，保持懷疑態(tài)度，不要相信任何人的說法。 那個時候的獨立思考和保持懷疑態(tài)度是中世紀(jì)的教會最擔(dān)心和蔑視的。就是我一旦知道說你這個人竟然跟上帝想的不一樣，鄙視你，你就不對。所以中世紀(jì)的時候人們并不倡導(dǎo)任何獨立思考，并不倡導(dǎo)任何和教會的說法不一樣的這種想法。 所以你知道達·芬奇那時候，達·芬奇比他們還要再早個一兩百年，達·芬奇那時候說我是實驗的信徒，那就是獨立思考，而英國皇家科學(xué)學(xué)會的一群人，把他們作為一個人類共通的想法，提出來說，不要接受任何人的說法，這是非常了不起的事，他們做任何事都要首先去看實驗，就是找到實驗以后拿出證據(jù)，我們才能夠知道這個東西到底對不對。 我給你們念一下當(dāng)時的那個場景，沒有紀(jì)錄片了，只能通過文字了解英國皇家學(xué)會是怎么運作的�；始覍W(xué)會最早的會議內(nèi)容，聽起來像一群非常聰明、非常魯莽的童子軍在聚會，學(xué)會成員聚集在有一張空桌的大房間內(nèi)彼此咆哮，在整體的肖像畫上看來，這群男士——因為是純男性的聚會，那時候沒有女性的科學(xué)家，或多或少都很相似，但這一點主要是因為他們每個人都帶著假發(fā)，你們知道英國人、法國人為什么都喜歡戴假發(fā)嗎？因為那段時間兩個非常重要的國王，一個是查理二世，一個是路易十四，太陽王路易十四，這兩個男人都脫發(fā)，脫發(fā)以后覺得很難看，后來這兩個國王就帶了假發(fā)。他們倆帶了假發(fā)以后，沒有人敢不戴假發(fā)，所以在公眾場合，只要那個時候你走到公眾場合，男人一定是帶著假發(fā)出來的，是從這兩個國王這兒來的。然后半打椅子保留給重要的訪客，就前排這一塊兒的半打椅子，重要的人來了別人不許坐。 盡管在大多數(shù)日子里，這些位置都閑置著，一般的觀眾只能擠在兩張木質(zhì)的長椅上，一個緊挨著一個坐著。新加入者找到他們認(rèn)為合適的地方坐下，沒有任何規(guī)定。就是你不需要簽到，不需要什么買門票，你來了的就擠著站，也沒人給你讓座，自始至終沒有人會給你讓座，如果在學(xué)會已經(jīng)就緒后才到，沒有人會為他挪動身子，一找到位子就應(yīng)該立刻坐好，才不致打斷講話者。竊竊私語會招來憤怒的噓聲，如果有人發(fā)出聲音就會有人噓，英國人特別喜歡這樣。 比如說羅伯特·波義耳和胡克有一次給別人表演，叫凍結(jié)物的膨脹力。這個是非常受歡迎的演示，為什么呢，他們把一個水放在一個瓶子里邊，然后開始冷凍冷凍，冷凍完了以后突然砰的一聲巨響，然后那瓶子炸裂開，就是人們知道說，冰的密度和水的密度是不一樣的，這是一個典型的科學(xué)實驗，能夠伴隨著一聲巨響爆開，噪音向來在實驗當(dāng)中受到歡迎——大家是來看熱鬧的，就是希望能夠看點好看的東西。 羅伯特·胡克擁有一項特別受到贊賞的才能，他會抽空玻璃罩里的空氣，后來胡克有一個特別好的主意，他說如果把一個人的胳膊放在里邊會怎么樣，就是把人的胳膊放在那個玻璃罩里邊，抽干空氣，這個會是一個什么樣的情況。沒有人愿意實驗，后來胡克說我自己來，胡克當(dāng)著大家的面，就把那個胳膊放在那個罩里邊，就開始抽空氣。抽光空氣以后，他把手臂拿出來，就疼痛得不能忍受的那個狀況，手臂拿出來之后，發(fā)現(xiàn)上面布滿了斑點，你知道氣壓變了，你的血壓在里邊是高的，外邊氣壓沒有了，那會爆掉的，這是非常危險的實驗，但那時候的人就是，也無知，也無畏，也勇敢。他們就想探索，好奇心在作祟，人的手放里邊會是什么樣子，就拿自己做實驗，然后實驗把人血輸?shù)窖蛏砩希�什么各式各樣的東西，這就是英國皇家科學(xué)學(xué)會當(dāng)時所做的事情。 除此之外，這個協(xié)會還有一件非常重要的舉措，就是他們倡導(dǎo)用赤裸自然的方式說話。什么叫作赤裸自然的方式，那個時候的科學(xué)沒法發(fā)達，有一個非常重要的原因，是因為人們說話太啰嗦，啰嗦到?jīng)]有人能夠忍受，對于禮貌的講究使得我們完全陷入到了一種寫文章的八股當(dāng)中。 舉個例子，你比如說你給任何一個人寫信，你一定要寫您最順從責(zé)任的仆人”，您最謙虛親切的仆人”，這都是我們的自謙語。到今天英國人寫信還是your sincerely，要寫這句話，現(xiàn)在都簡化多了，寫那么一句就夠了。但是你知道如果你是寫給一個皇室成員，或者寫給一個比你地位更高的人。舉個例子，約翰·多恩是一個教授，約翰·多恩給白金漢宮爵的信里邊，是這樣寫的。他說：且讓我大膽使用這張破紙，將自己呈現(xiàn)在您面前，告訴您，我像是一塊待在角落的粘土，注意著要成為何種容器才能取悅您，成為您最卑微最感激和最忠誠的仆人。這是落款，就是你要跟人家寫落款你得寫這么長一段，特別奇怪的這種話。然后在簽字的時候你要注意，有文化的人簽字，正文寫在這個地方，你的簽字要簽得離正文越遠越好，因為你的名字會把正文搞臟，所以如果你沒禮貌，你把簽名簽在離正文很近的地方，你不尊重我，你得放到很遠，在底下寫這個簽名。所以你想這種繁文縟節(jié)要來表達科學(xué)，來表達公式，怎么可能做得到呢。所以當(dāng)時的皇家學(xué)會說，我們用赤裸的語言，用最簡單的語言來寫這些東西。 所以你知道牛頓在后來寫完了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》那本書以后，直到今天有很多科學(xué)家，復(fù)盤牛頓的論證過程，得出的結(jié)論是沒有一個廢話，沒有一個字是多余的。就是牛頓是用極其簡潔、正確的方法，寫出了那個三卷本的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，這人真是了不起，他跟當(dāng)時的那個環(huán)境完全不一樣。 所以我們交代完這段背景，你知道英國皇家科學(xué)學(xué)會是人類歷史上一個非常重要的組織，它帶領(lǐng)了大家開始研究科學(xué)，開始相信實驗，而不是相信教會說的所有的東西。 牛頓說過一句話，說如果我取得一點成就的話，是因為我站在巨人的肩膀上，對嗎？牛頓所謂的那個巨人，到底都有哪些人，這里邊希望大家參考。 聽我們講過的一本非常重要的書叫《世界觀》。如果你聽過《世界觀》的話你就會知道，人類對于世界的理解基本上經(jīng)歷了這么幾個重要的階段，亞里士多德、托勒密、哥白尼、第谷、開普勒到伽利略，這是最重要的，對于星空的了解所觸發(fā)的人們對于世界的感官認(rèn)知。在這里邊對牛頓影響比較大的，應(yīng)該從開普勒開始說起。開普勒是個窮小子，特別喜歡天文學(xué)，他也是上帝虔誠的教徒，他認(rèn)為我有責(zé)任，一定要破解上帝的密碼。但是他的實驗條件非常有限，當(dāng)時全世界最有名的肉眼觀測星空的人是第谷，因為那時候還沒有出現(xiàn)望遠鏡，第谷是丹麥的首富，就是特別有錢的這么一個人，他自己造了一個私人天文臺，花了一噸黃金。 開普勒知道第谷手里邊有著非常完整的宇宙星空的記錄，他每天晚上抬頭看星星，然后把每顆星星運行的周期、角度、速度，記錄得特別準(zhǔn)確，至今沒錯，因為星空沒怎么變過，記的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全是對的。 開普勒為了得到這個東西，就跑去給第谷打工，一進到那個天文臺里邊就傻眼了，說這里邊任何一個儀器都夠我和我的家族生活一輩子，就是那么貴的那些東西。在那兒給第谷干了18個月，第谷就死了。第谷把他那個手稿藏得嚴(yán)嚴(yán)實實的，誰都不給，所以開普勒根本得不到這個東西. 結(jié)果第谷突然死了。怎么死的呢，據(jù)開普勒說，是因為第谷在吃飯的飯桌上憋尿，他就一直在那兒跟人說話，不愿意去上廁所，憋著尿，后來膀胱感染死了。就是活人被尿憋死了，就是指的第谷。 死了以后，開普勒把那個手稿拿到手，而且拒絕把它交給第谷的后人。開普勒看完了第谷所有的手稿以后，發(fā)現(xiàn)我之前的判斷全錯了，他之前認(rèn)為這個宇宙是怎么構(gòu)造，那個全錯了，他是最大膽的一個，顛覆了亞里士多德價值觀的人。 因為亞里士多德認(rèn)為所有的星星都是正圓運轉(zhuǎn)，正圓形的軌道在運轉(zhuǎn)。開普勒后來突然想明白說不是正圓，根據(jù)它們的速度變化，說這些行星全都是橢圓形的軌道在運轉(zhuǎn)。這個話說出來后連他都難受，為什么呢，因為過去的人心中2000年了，一直都受到亞里士多德的影響，認(rèn)為只有正圓才是美好的形狀，而天上是美好的地方，天堂它一定是正圓地運轉(zhuǎn)，所以當(dāng)這個開普勒想到了是橢圓形運轉(zhuǎn)的時候，他自己非常生氣。他說像大便一樣難看的橢圓形，怎么會是橢圓形。但是算來算去就是橢圓形，所以開普勒揭示了橢圓形運轉(zhuǎn)這件事。這是第一個巨人 就是開普勒。 第二個巨人是伽利略，伽利略用一個望遠鏡，一下子推翻了過去所有的天文學(xué)。就是當(dāng)時人們奔走相告，包括給國王也講，說之前的天文學(xué)全部被推翻了，為什么，因為有一個瘋子用望遠鏡看到了月亮，看到月亮上的那個斑塊，看到月亮的環(huán)形山，說月亮根本不是以太構(gòu)成的，月亮不是一個完美的地方，月亮是一塊大石頭。就是過去人們認(rèn)為天上不可能有石頭，因為石頭一定會掉下來，所以天上一定是以太，是一種輕輕的東西，是往上走的東西，但是月亮上竟然有石頭，是巖石，然后用它又看到了木星的衛(wèi)星，木星有四顆衛(wèi)星繞著木星轉(zhuǎn)，所以既然它可以繞著木星轉(zhuǎn)，那么地球也可以繞著別的東西轉(zhuǎn)，這就是伽利略用望遠鏡所解決的問題。 伽利略的貢獻是非常了不起的，你們在后來會了解到牛頓的很多原理是來自于伽利略的。舉一個最重要的例子，你們有沒有曾經(jīng)看到這本書，或者這個杯子，在現(xiàn)實生活中呈勻速直線運動，見過嗎，你這輩子也沒有見過一個東西，會呈勻速直線運動，一直跑不停下來。所以亞里士多德就認(rèn)為說，一切東西的本質(zhì)是不動，除非你用力量推動它，它才會動，你信嗎？你覺得這個應(yīng)該更容易信，因為你看得到，眼見為實。但是伽利略不這么認(rèn)為，伽利略是怎么發(fā)現(xiàn)勻速直線運動這個規(guī)律的呢，這個實驗是這么做的，伽利略拿了一個斜坡，這樣一個斜坡，這樣一個V字形的斜坡，他從這放一個鋼珠滾下去，滾下去以后發(fā)現(xiàn)，這個鋼珠會回到這邊同樣高度的地方，這個大家能理解吧，就像從碗的這邊蕩過去，蕩到這邊這么高，然后接下來他把這個V字形的右邊這一邊放斜一點，放斜一點再把這個鋼珠蕩下來。他就發(fā)現(xiàn)它并不是蕩在了同樣距離的地方，而是蕩回到了同樣高度的地方，也就是說它跑得更遠了，跑到這了，各位能想象吧。然后他把這個斜坡再放斜一點，那個鋼珠就跑得更遠。 所以這時候他做了一個思想實驗，拿腦子想了一個實驗，他說假如我能夠把這個斜坡平到無限平，完全水平的狀態(tài)，那么這個鋼珠一旦從這個斜坡上滾下來以后就會一直滾下去，它永遠回不到這個高度，它會一直滾下去，所以他說一切事物的本質(zhì)，是靜止或者勻速直線運動，除非有外力來打斷它。你在生活中為什么看到鋼珠滾著滾著停下來了呢，因為有阻力，或者那個斜坡不夠平導(dǎo)致的。然后他把這個東西提出來以后，大家就嘲笑他說不可能，拿腦子想的，不可能。伽利略就跟所有人辯論，伽利略是個非常雄辯的人，他嘲笑那些只相信眼見為實的人，他說你拿眼睛能夠看到的東西，往往都是錯的，你必須用心靈、用數(shù)學(xué)去觀察，因為上帝是一個數(shù)學(xué)家。 伽利略了不起，他用這樣的方法幫我們發(fā)現(xiàn)了一個牛頓第一定律，所謂的牛頓第一定律就是這個，就是一切東西要么靜止，要么勻速直線運動，這是伽利略發(fā)現(xiàn)的，而且沒有借助任何高科技，就是用一個斜坡，這么不斷地滾就發(fā)現(xiàn)了。 接下來伽利略發(fā)現(xiàn)了另外一個非常重要的東西，就是你們學(xué)過中學(xué)有一個公式，重力加速度公式，這個公式是伽利略發(fā)現(xiàn)的。就是你讓我們今天來想說，這怎么能發(fā)現(xiàn)這種事呢。伽利略家里是個音樂家，他們家是音樂世家，所以伽利略對于音樂的敏感度非常高。所以伽利略設(shè)置了一個斜坡，他特別喜歡斜坡，設(shè)置一個斜坡以后，在斜坡上橫著攔了很多羊腸線，羊腸線就是琴弦，然后拿一個滾珠滾下來，羊腸線被那個滾珠一撥，就會嘣響一聲，然后他就仔細聽那個聲音，嘣嘣嘣嘣嘣這個聲音，就調(diào)那個羊腸線。調(diào)什么呢，就是他要聽到那個聲音是完全均勻的，每一個聲音的時間點是一樣的，然后來調(diào)那個羊腸線的距離。各位能理解那個難度嗎，那個耐心，拿耳朵聽出這個聲音，是一模一樣的，然后把所有的距離記下來，記下來以后就發(fā)現(xiàn)說，在同樣的一秒鐘的時間里邊，這個滾珠跑的距離竟然不一樣，越來越長，越來越長。 然后他把這個越來越長的這個距離列在一個表的這一邊，再把它們的時間列在表的這一邊，那么時間很簡單，一秒、兩秒、三秒、四秒，距離變得更長了，沒規(guī)律，看不出規(guī)律來。然后這時候他突然想到說，如果來個平方呢，于是他把那個時間變成，1、4、9、16，跟這邊完全吻合，他用一個斜著的吉他琴弦破解了，這是伽利略所發(fā)現(xiàn)的東西。 所以伽利略并沒有做過比薩斜塔的那個實驗，為什么沒法做那個實驗?zāi)�，你們能想象嗎，就是那個實驗只要做出來，你的肉眼根本看不出來區(qū)別。肉眼是沒法判斷的，而伽利略所用的這個斜坡的方法，能夠讓你準(zhǔn)確地看到，這里邊時間的差距，這就是了不起的地方。這都是伽利略當(dāng)時靠自己的力量研究出來的東西。所以如果歷史上沒有伽利略，人類歷史一定會發(fā)生一個長期的停滯，會有一個大的轉(zhuǎn)折，這是非常重要的人物。 然后還有笛卡兒。笛卡兒為什么對牛頓有非常大的幫助呢，笛卡兒有一天睡覺，醒來發(fā)現(xiàn)墻上爬著一只蒼蠅，然后那個蒼蠅從墻上從這兒爬到這兒，從這兒爬到這兒。笛卡兒突然想到，如果我這個墻壁的底下變成一個橫軸，然后豎著的這個角變成一個豎軸的話，這不就是能夠準(zhǔn)確地定位這個蒼蠅的位置嗎，橫軸叫X，縱軸叫Y，這樣一來這個蒼蠅無論爬到哪兒，我都知道這個蒼蠅準(zhǔn)確的位置。這個蒼蠅爬在，橫軸是三，縱軸是五，在三和五這個位置，四和六這個位置……他發(fā)明了坐標(biāo)系！ 你知道發(fā)明坐標(biāo)系以后多重要呢，咱們上到高二的時候會學(xué)解析幾何，解析幾何就意味著我們脫離了古希臘時期，人們必須得通過大腦來想象這個幾何形狀。而把幾何形狀變成了坐標(biāo)軸上的公式，圓變成了一個公式，這是笛卡兒的發(fā)明，所以沒有這些東西都不會有牛頓。 終于該牛頓出場了，牛頓是1642年圣誕節(jié)出生，所以牛頓一直認(rèn)為他跟上帝有著密切的關(guān)系。而牛頓一出生，過了大概4年，1646年，萊布尼茨出生，這兩個人是叫既生瑜何生亮，兩個冤家對頭，不是冤家不聚會，兩個人分別發(fā)明了微積分。 牛頓發(fā)明得更早，但是牛頓沒有公布。牛頓為什么不公布呢，因為牛頓這個人跟所有人的關(guān)系都非常糟糕，糟糕到?jīng)]有人敢跟他說話。牛頓說我不發(fā)表這個東西，因為我只要發(fā)表就會招來批評，那些不懂的人就肯定會批評，只要有人批評，牛頓就受不了，所以他長期不發(fā)表。 而萊布尼茨自己很快就把這個東西研究出來發(fā)表了，所以萊布尼茨發(fā)表得比牛頓早，但是牛頓根據(jù)手稿的推演，牛頓比萊布尼茨早很久就把這個東西已經(jīng)研究出來了。而且牛頓研究的這個微積分不是用我們今天的語言，我們今天在大學(xué)課本里所學(xué)的那些微積分的語言，是萊布尼茨的系統(tǒng)發(fā)表出來的，萊布尼茨是一個中國哲學(xué)的狂熱愛好者，然后他是一個外交官加一個律師，所以他并沒有一個穩(wěn)定的收入來保護自己，因此萊布尼茨需要廣泛的社交，他的朋友特別多，到處出席各種場合，是一個天才型的人。 大家認(rèn)為萊布尼茨是一個天才，萊布尼茨堅信宇宙可以窮盡，他對自己特別自負(fù)，他覺得我肯定能夠把宇宙所有的問題全部都想明白。這一點跟牛頓不一樣，牛頓說你們看到我了解了那么多，但其實我只是在海邊撿到了，一個小石子的小孩一樣，自然在我面前還完全都是未知的，所以牛頓跟萊布尼茨在這一點上的觀點是不一樣的。然后萊布尼茨的性格外向，喜歡交朋友喜歡吹牛，喜歡到處張揚，牛頓跟誰都不說話，牛頓的仆人說，牛頓這一輩子只笑過一次。有一次參加聚會，有一個貴族問牛頓說，我不明白人們干嘛要研究歐幾里得幾何。就問了這么一句話，牛頓被氣笑了，人生就笑過這一次。然后人緣極差，跟他媽媽關(guān)系也不好，牛頓出生三個月他爸爸就死了，然后他跟他媽媽一塊兒長大，他媽媽又有了她的后任的丈夫，然后牛頓曾經(jīng)威脅放火把他們家全燒了，就屬于脾氣特別暴躁的人。 。。。。。