牛頓到底有多牛

牛頓有多牛，我們從當時人們對他的態度就能看出來。牛頓是第一個以非王室身份享受國葬，安葬于西敏寺的人，再往后享受這個殊榮的人要在一個世紀后才出現，那是拯救了英國的海軍軍神納爾遜。當時為牛頓抬棺的六個人包括一位公爵、三位伯爵和當時的大法官，整個倫敦全城為他送葬。

就在當時，人們已經開始神化他了，法國數學家洛必達侯爵就對牛頓產生了對神一般的崇拜，他問英國人：“（牛頓）他吃飯嗎，喝水嗎，睡覺嗎？他和我們一樣嗎？”有類似崇拜情結的，還有著名科學家拉格朗日、啟蒙思想家伏爾泰等人，要知道這些人可都是以理性著稱的學者，結果也變成了牛頓的“腦殘粉”。

經過三百年，牛頓似乎逐漸走下了神壇，很多人甚至可能會覺得：我不認為他那么牛，他有歷史的局限性。我們不應該以今天的科技水平衡量過去的成就。對于歷史事件或歷史人物，需要在一個放大的時空里看，對牛頓也是如此。

在中國，人們通常只是將牛頓看成是一個杰出的科學家，而在西方，大家認為他是開啟了近代社會的思想家，這兩點就有很大的區別。牛頓在西方社會里的地位依然非常崇高。2000年，《時代》雜志評選人類歷史最有影響力的人，牛頓排名第二，排名第一的是耶穌。

關于牛頓的生平我們就不多說了，這里我們先說說他在科學上的主要貢獻，我將它們總結為這樣幾方面：

1.在數學上發現二項式定理，與萊布尼茨分別獨立發明微積分；

2.在物理學上，奠定了經典力學的基礎，定義了許多物理量，提出了力學三定律和萬有引力定律；

3.在光學上，提出了光的粒子說，發現了光譜，發明了牛頓望遠鏡；

4.在天文學上，利用經典力學和微積分，構建了當時最準確的天體運動模型；

5.在化學上，通過對煉金術的研究，提出了原子論的原型，以及樸素的物質不滅定律的構想。

當然，牛頓最了不起的不在于發現了那么多的知識點，而在于構建起很多龐大的學科體系，能夠建立起系統性學科的人當然非常牛。

在牛頓之前的數學是初等數學，在他之后才有了高等數學。初等數學和高等數學有什么區別呢？這不僅僅在于前者容易，后者難，而在于它們看待世界的方式不同。

在物理學上，牛頓之前的人類雖然也掌握了很多力學和光學知識，但都是零星的知識點、經驗的總結，不成體系，有些結論甚至和非科學的沒有什么區別，是牛頓完成了它們科學化的過程。建立一個學科體系，首要的任務則是定義清楚各種基本的概念。

在牛頓之前，那些最基本的物理學概念，包括質量和力，都沒有清晰的定義，甚至是相混淆的，比如人們搞不清楚力、慣性和動能的區別，質量和重量的區別，速度和加速度的區別。這些概念可能你在中學時也區分了很久才搞清楚，更不要說幾百年前的人了。

牛頓定義了經典物理學中的這些最基本的概念，然后在此基礎上，才提出了力學三定律，進而搭建起整個物理學的大廈。牛頓的工作重現了當年歐幾里得構建公理化幾何學的過程，再次向世人展示了構建一個學科體系的方法。在牛頓之后，各門自然科學都開始從知識點向體系化發展了。

類似地，在光學方面，牛頓提出了完整的粒子說。此前雖然人類對于光、顏色和視覺的研究歷史悠久，但是缺乏定量、系統的分析。牛頓建立起完整的光學體系，用各種實驗證實了他的理論，并且用理論解釋了光學的各種現象。有了完整而可以重復驗證的學說體系，人類對規律的認識才可能從自發狀態進入到自覺狀態。

在天文學方面，牛頓通過萬有引力定律闡釋了宇宙中日月星辰運行的規律，也從理論上解釋了他的前輩開普勒的行星運動三定律。

這件事情對人類的認知意義很大，因為從此之后，宇宙中星體的運行和各種天文現象都變得可預測了，人類從此有了非凡的自信心。

與牛頓同時代的科學家哈雷，利用牛頓的理論，準確地預測出一顆彗星回歸的時間。雖然他本人沒有能夠等到它的歸來，但是73年后，彗星真的回來了。這顆彗星也因此以哈雷的名字命名。

在牛頓之前，幾乎所有的科學發現都需要先觀察到現象，才能發現規律，在牛頓之后，很多發現則是先通過理論的推導，預測可能觀察到的結果，然后再通過實驗證實。

你可能注意到了，我在前面的敘述中，用了很多“在牛頓以后”這樣的表述，以上所說的科學領域都以牛頓為分界點開啟了新的紀元。但是，牛頓的貢獻還不止于此，他在思想領域最大的成就是將數學、物理學和天文學三個原本孤立的知識體系，通過物質的機械運動統一起來。因此，牛頓和當時其他科學家們一起，確立了一種新的世界觀，就是機械論。

簡單地講，機械論認為我們的世界是客觀物質的，是確定的，是可以認識的。物質世界的變化，我們看到的各種現象都可以用各種機械運動來描述，而人類則可以通過對世界的研究，發現那些運動背后確定的規律。

這些描述雖然你今天聽起來覺得有些絕對化，但是在人類的進步過程中，這是一次巨大的飛躍。因為在牛頓之前，人類搞不清楚世界上各種事情是怎么回事，于是就把自己能力所不及的原因都想象為神的作用。

這就如同今天還有些人相信金字塔是外星人造的一樣。但是牛頓等人，給了人類這個自信，從此人不再是匍匐在神的面前，而開始相信自己。這也是為什么西方對牛頓的評價如此之高的原因。

詩人亞歷山大·波普在拜謁牛頓墓時寫下了這樣一句著名的詩句：“自然和自然律隱沒在黑暗中；神說，讓牛頓去吧！萬物遂成光明。”這其實就反映出人類在牛頓之前和之后對世界態度的變化，在那之后，人類不再覺得自己身處不可知的黑暗了。

從歷史的必然性來看，牛頓的出現不是偶然的，與他同時代的英國出現了一大批頂級科學家，包括胡克（彈性定律的提出者）、哈雷、波義耳和惠更斯（生活在英國的荷蘭人，牛頓選定的繼承人）等人。

哈雷和胡克等人其實也注意到了行星圍繞太陽運動需要一種向心力，即來自太陽的引力，只是這些人沒有能力完成理論的建立罷了。不過，如果沒有牛頓，可能用不了多久，也會有科學家發現萬有引力定律。事實上，哈雷參與了牛頓《原理》一書的出版，并且是該書第一版的出資人。這些事實說明了科技發展的必然性。

從歷史的偶然性來看，牛頓非常幸運，用法國大數學家拉格朗日的話講，“牛頓是那么地幸運，因為發現并建立一個宇宙系統的機會只能有一次”。因此牛頓可以講是生逢其時。在牛頓之后，世界上還有很多偉大的科學家出現，但是以一己之力構建多門學科大廈的機會不會再有了。

牛頓最偉大的地方在于他通過確立機械論，讓人類有了空前的自信。我們今天遇到問題時，不是求助神，而是通過自己的努力解決問題，并且相信問題一定有答案，這種自信來自牛頓的年代。

（摘自微信公眾號“歷史人物簡史”）