牛頓與胡克的戰爭

江曉原

牛頓與萊布尼茨關于微積分發明權的爭執廣為人知，其實從現有材料來看，曾經在心理和情緒上給牛頓造成傷害的人，并不是和他爭執多年的萊布尼茨，而是他的同胞、他在英國皇家學會的同事胡克。

最讓牛頓受傷的人

今天一說起牛頓，公眾首先想到的就是他的萬有引力理論，然而當初牛頓最看重的卻是自己的光學發現和理論。其實從古希臘的托勒密，到中世紀阿拉伯的天文學家，再到文藝復興后期的開普勒，都對光學極為重視，牛頓在這一點上仍然和自古以來的傳統保持著一致。

牛頓在1672年2月號的《皇家學會哲學通報》上發表了關于光學的稿件，這份稿件后來通常被稱為《光與色的理論》。當時的皇家學會實驗主任胡克，沒把牛頓這個剛剛當選皇家學會會員的29歲年輕人太當回事，他在沒有認真研讀領會牛頓文章的情況下（據他自己說看了3個小時），就對《光與色的理論》發表了草率的評論，他在提交的報告中說，牛頓所陳述的現象“已被測試過千百遍”，而牛頓用來解釋光的顏色的假說是不能成立的。牛頓相信光是粒子，但在這篇稿件中，確有混淆“假說”與“得到實驗確認的理論”之嫌，胡克抓住這點瑕疵，就對牛頓的工作大加貶抑。

胡克不負責任的評論讓牛頓非常生氣——據說他是“因為被人捉到毛病而生氣”。牛頓是個內向的人，剛當選皇家學會會員，作為新人在科學界初試啼聲，就遭到胡克兜頭潑來冷水，確實大受打擊。在1672年12月5日給皇家學會秘書奧登伯格的信中，牛頓幽怨地說：“我已經受夠了，因此決定今后只關心自己，不再關心促進哲學計劃的實現。”有些研究者相信，牛頓當時不愿發表他在微積分方面的發現，也與此有關。而次年，當他得知起先贊成他的光學理論的大權威惠更斯也站到胡克陣線否定自己時，更是心灰意冷，竟致信奧登伯格，表示打算退出皇家學會。

飛揚輕佻的胡克其人

胡克生于1635年，長牛頓8歲。他出身貧寒，13歲那年父親上吊自殺。胡克有繪畫天分，遂前往倫敦學畫，得到畫家賞識，入牛津基督教會學院，受到了很好的教育。大學畢業后，胡克進入玻意耳實驗室任助理，由此結識了皇家學會的許多早期會員，他本人也得以躋身皇家學會原始會員之列。

皇家學會成立于1660年，因為玻意耳的關系，胡克自1662年起擔任皇家學會實驗主任，可謂“出道”甚早。到牛頓當選皇家學會會員那年，胡克已經擔任此職10年之久。近年的研究表明，胡克是皇家學會原始會員中最活躍的人，例如在1663～1664年間的52次學會會議中，胡克出席了47次。

胡克有成名作《顯微制圖》，書中不止論述了顯微技術，還有關于光的一些原始理論。這當然和他的繪畫才能以及在顯微技術上的研究有關，同時也仍然有著前面所述自古以來重視光學的傳統的影子。牛頓曾細讀此書，據說私下里十分肯定這部著作。

但要說到為人，胡克和牛頓則大相徑庭。牛頓性格內向，不近女色，寧愿在書齋里思索和做實驗，研究他的光學、煉金術、萬有引力等等。胡克卻飛揚輕佻、囂張高調，喜歡在咖啡館里高談闊論，身邊還經常有情婦陪伴。胡克也是非常聰明的人，雖然在許多事情上淺嘗輒止，但涉獵廣泛，也算成就頗多。

牛頓雖因自己的光學理論被胡克否定而很受傷，但他仍然起身為自己辯護。他寫了反駁文章在皇家學會會議上宣讀，胡克出席了會議，牛頓的反駁讓他無言以對。這次會議的記錄發表在《皇家學會哲學通報》上。學會還做出決議，責成胡克重新評價牛頓的理論，并實施牛頓所說的實驗，以驗證牛頓的光學理論是否正確;還要求胡克盡快提交報告。考慮到胡克擔任皇家學會的實驗主任，這對他來說確實責無旁貸。

1675年12月，牛頓又向皇家學會提交了兩篇光學論文：《解釋光的性質的假說》和《論觀測》，他與胡克的爭端再次開啟。胡克說牛頓從《顯微制圖》中獲得了靈感，提出的理論卻是錯誤的。但胡克不得不執行皇家學會4年前的決議，1676年4月27日，他在學會當眾演示了牛頓《光與色的理論》中的實驗，證明牛頓的理論是正確的。這樣用實驗來定理論的真偽，被牛頓稱為“實驗的十字架”。

站在巨人的肩膀上

胡克和牛頓還在萬有引力問題上有爭端。萬有引力理論當然有一個形成和完善的過程，有些人認為，胡克在萬有引力理論的確立過程中有過貢獻，但這種觀點遠未成為科學史上的共識。此事的梗概如下。

在牛頓《自然哲學之數學原理》問世之前的十來年間，胡克也對行星運動理論產生了興趣。1679年，他曾致信牛頓，企圖重建友好關系，并征求牛頓對行星運動的看法。牛頓禮節性地回了信，信中談論了一點關于重力作用下物體運行軌道的內容。不幸的是，牛頓信中談的這部分有錯誤，而胡克用他的小聰明敏銳地發現了這一點，于是就在皇家學會會議上公開了牛頓的信，并且耀武揚威地指出牛頓的錯誤。

牛頓受此羞辱，仍很克制地給胡克回了信，承認了自己的錯誤。然而再次不幸的是，牛頓這封信的論述中又有錯誤，而且又被胡克看出來了。胡克故技重演，再次在皇家學會會議上公開牛頓給他的復信，并且又對牛頓的錯誤大張旗鼓地談論了一番。按照牛頓研究權威懷特的意見，胡克雖然發現了牛頓的錯誤，甚至還憑小聰明猜到了正確答案，但他完全沒有能力從數學上證明自己的猜測。

雖然胡克以擅自公開他和牛頓的私人通信來博取聲譽、詆毀同行，純屬小人行徑，但他對牛頓的羞辱從客觀效果上來說，對牛頓還是有所啟發和幫助的。當1687年《自然哲學之數學原理》問世時，一切錯誤都已糾正，并且給出了完美的數學證明。

“假如我看得比較遠，那是因為我站在巨人的肩膀上”，這是牛頓的名言，語出1676年2月5日牛頓致胡克的信中。在主流的科學史讀物中，通常從正面來理解這句話。但富有八卦情懷的科學史研究者則比較喜歡將這句話解釋成牛頓對胡克的諷刺，因為胡克個子矮小，而且駝背，其貌不揚。有考據癖的研究者還補充論證了牛頓寫這封信之前確實已見過胡克本人——牛頓當選了皇家學會會員卻很少出席學會會議，而他1675年2月18日第一次出席會議時，幾乎逢會必到的胡克確實在場。

1703年發生了三件事：胡克去世、牛頓當選皇家學會會長、皇家學會遷往新址。新會長，新會址，新氣象，但學會僅有的一幅胡克畫像在搬遷中丟失了。