书城传记科学巨人——牛顿
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第22章 牛顿的个人生活(1)

一、情感经历

牛顿一生未婚,但对史托丽小姐这位他一生惟一钟情过的女士,一直非常关心,只要回林肯郡,他都会去探望史托丽小姐,有时也在经济上资助她,像对至亲一样。这种友谊持续了一生,直到他离开人世。

史托丽小姐的出嫁曾使牛顿心中非常难过,但他只是把心中的苦痛化做前进的力量,更加专心地投入到研究和学习中。进入剑桥大学后,他在科学研究上也有了更加长足的进展,成为闻名世界的科学家。

后来,经过国王查理二世的特批,牛顿以非神职人员的身份留在剑桥大学。他的朋友们都希望他能在紧张研究之余,能够有一个温馨的家庭,给他提供一个休憩的港湾,使他能够享有常人的天伦之乐。但是牛顿每天的日程都排得满满的,干脆就没有时间去谈恋爱。

在朋友的安排下,牛顿也有过几次相亲的经历。有一次,一位朋友替他精挑细选了一个小姐,经过牛顿同意,这位朋友把她带到了牛顿家中。可惜,谈话刚刚开始,牛顿不禁想起了自己刚才所得出的实验数据计算似乎有误,他立刻感到坐立不安,心急如焚,暗暗盼望朋友能带着这位小姐早早离去。可朋友却仍在滔滔不绝地夸耀小姐如何慧质兰心、落落大方,丝毫没有离去的意思。小姐也是面含羞赧地坐在一旁,一动不动。牛顿只好在心里默默地计算实验数据,以致于小姐几次与他搭讪,他都没有一点反应。朋友只好为他掩饰,同时不断地使眼色让牛顿说话。但是牛顿虽然还呆坐在那儿,心却已经飞回了实验室,对朋友掩饰的话和示意的眼神干脆听而不闻,视而不见。小姐的脸色越来越难看。还没等小姐起身告别,牛顿突然站起来说:“对不起,我出去一下。”然后,他转身走了出去,再也没有回来。他的朋友和那位小姐等了很久,也不见他回来,小姐只好遗憾地走了,以后再也没有来过。后来,牛顿也感到非常抱歉。但科学像磁石一样吸引着牛顿,他在婚姻和科学之间,总是选择科学。

牛顿做事十分刻苦努力,不成功决不罢休,这从小就已表现出来。这种特征在他长大以后,随着年龄增长而有增无减,伴随终生。为了心爱的事业,他忘掉了一切。

有时他也会回去看望家人,但那只是为了用亲情冲淡一时的烦恼;母亲关怀他,像是要补偿给他母爱。但是幼时母亲改嫁,失去双亲的孤独感和隔离感在他心中留下的阴影,虽然已经很淡,却总挥之不去。这使他不能充分地享受家庭的欢快和体味母亲的亲情,以致后来家也很少回了。

为了工作,他放弃了好多追求生活乐趣的事情。从年轻时起,他就从来不记得按时用餐,做日常事务显得极其笨拙,对自己的健康也漠不关心。他喜欢服用自己配制的家用药物,其中之一是用橘皮煮汤,加糖代茶,在吃饭时饮用。他晚间工作,一般熬到深夜。由于缺乏充足的休息和睡眠,30岁的时候,就已有了白发。他没有娱乐,确切地说,他没有时间去娱乐。如果要说娱乐和业余爱好的话,那就是喜欢做化学实验和搞炼金术,他的大多数时间都是在办公室度过的,他的外衣经常有做化学实验时沾上的污渍。他太忙碌了,完全没有时间去留意自己的形象,样子很落魄,往往领带不结,鞋带不系好,有时连裤子的纽扣也往往系不好就走进了大学的餐厅,在那里匆匆忙忙地吃饭。更忙的时候,他都不记得自己是否吃过饭了。

牛顿就这样只是全神贯注于所研究的问题而对自己的日常琐事一点也不放在心上。在这方面也有许多流传的故事。有一段时间,他常常站在架在花园门口的望远镜前想得出了神,一站就是几个小时。有一次,他听到一个园丁在指指点点地跟别人说:“这个人知道的东西比全人类知道的东西加起来还要多。”他回过头来望着园丁,充满了不解地问:“你在说谁?”园丁看他那副一本正经的样子,捧腹大笑。

牛顿对自己的生活显得那般漠不关心,金钱对他更是无足轻重。他常常把钱借给别人或送给别人,不管是他认识的还是不认识的,只要开口,他就一定会给。这一方面体现了牛顿的性格温和,待人诚恳。另一方面,当他与别人发生争执的时候,一旦被激怒,就一点也不会让步。他的一生,总是想避免争论,然而却总在争论中度过。但是,他对年轻人却好多了。在金钱上,一方面,他和许多文人学者一样,把钱看得不重;另一方面,到了晚年他对钱的计算比谁都精明。

有一个传说用钱的故事。有一次,一位来访的客人请他对一个棱镜代为估价。牛顿被这个作为科学研究工具的棱镜吸引住了,不假思索地回答说:“它的价值大得我都无法对它估价了!”客人立即要把棱镜卖给他,向他讨了一个特别高的价。牛顿却毫不迟疑,真的把棱镜买下来了。后来别人知道这件事后,对他大叫:“嗨,你这个笨蛋,你只要按照玻璃的重量折一个价就行了!”

有一次,牛顿在实验室内做实验,助手几次进来提醒他该吃饭了,他都不愿放下手中的研究。助手担心他记不起来,在出门之前,给他拿了几个鸡蛋,对他说:“先生,如果你饿了,就把鸡蛋煮了吃。”牛顿漫不经心地点点头,又沉浸在自己的实验中。几个小时过去了,实验还没有做完,牛顿却感到腹中一阵饥饿,忽然想起助手给他留的鸡蛋,就随手抓起“鸡蛋”,放入炉子上已经沸腾的小锅内,转身又开始做实验。

助手外出办完事后,回到实验室,只见锅内的水咕嘟咕嘟地沸腾着。鸡蛋却还好好地放在一边,一个不缺,这是怎么回事?他好奇地掀开锅盖,却发现里面煮着的竟然是牛顿先生的怀表!助手不禁骇然,他不顾烫手,龇牙咧嘴地将表捞出,忙追问牛顿:“先生,你怎么把怀表放到锅里去了?”“怀表?”牛顿一摸自己的口袋,怀表确实是没了,他这才想起刚才一定是因为一直在关注实验,不知不觉地把怀表当做鸡蛋扔进了锅里。

在人们的印象里,牛顿似乎节俭到了吝啬的地步。事实上,他在剑桥大学时收入虽不高,但并不贫穷。而且作为一个杰出的数学家,他头脑精细,善于理财。他的生活虽然简单,却并不艰苦,每周典型的菜谱都会有一只鹅、一只鸡、两只火鸡。牛顿珍视友谊,待人真诚,每当有朋友来访,他总是让人准备比平时更丰盛的菜肴。

有一次,一个朋友写信给牛顿,说他要在晚上来拜访。牛顿非常高兴,马上派人送信给那位朋友,告诉他欢迎他下午来做客。因为当时没有通讯工具,按照英国绅士的习惯,未经预约,不能随便登门拜访。于是,人们会在登门之前派人送去一封信,表明要登门拜访的意图:主人也会回信表示同意来访或因为不便而拒绝。

当天晚上,当朋友来到牛顿家中时,仆人已经准备好了丰盛的晚餐,但牛顿还在实验室内忙碌。朋友不愿打扰牛顿,就坐在客厅内边看报纸,边等待。时间过得特别慢,对饥肠辘辘的人尤其这样,那简直是一种折磨。牛顿的朋友左等右等,两个多小时过去了,牛顿却还没有露面。他只好走到实验室门口,只见牛顿正在一堆瓶瓶罐罐中间聚精会神地边操作、边记录,忙得不亦乐乎。朋友了解牛顿。知道他又陷入了研究中,一定是全然忘记了请客的事。尽管他很想开口提醒牛顿,但几番踌躇,他决定还是不打扰牛顿,悄悄地回到餐桌旁。看着丰盛的晚餐,他自言自语地说:“伊萨克,谢谢你对我的热情款待,遗憾的是,我只能自己享用了。”等了两个小时,他已经饥饿难耐,很快就吃完了饭。他又一次来到实验室,看到牛顿仍在忘我地工作,便不声不响地离开了。又过去了两个小时,牛顿的实验总算做完了,在他把所有必要的数据都记录下来之后,才猛地想起来今天有客人来吃饭,他狠狠地捶了一下自己的头:“愚蠢!”他三步并做两步地来到餐厅,只见桌边一个人也没有,仆人都休息去了,桌上一片残羹冷炙。牛顿站着,愣了半晌,突然忍不住大笑起来,说道:“伊萨克呀伊萨克,怪不得最近你的实验没有什么进展,看你的记忆力已经到了如此地步,连刚刚与朋友吃过饭都忘记了!”牛顿微笑着,心满意足地回到了实验室,开始做下一个实验。

还有一次,牛顿邀请另一位朋友来吃饭,两人在餐厅坐好后,牛顿忽然想起他珍藏的一瓶葡萄酒,便让朋友等他一会儿,起身去拿酒。朋友等了好长时间也不见他回来,原来,牛顿在拿酒时,忽然想起一个问题,就跑到实验室去看实验记录,把葡萄酒和他的朋友彻底抛到了脑后。

二、心路历程

1677年发生了两件令牛顿备感痛心的事。先是巴罗去世了,几个月之后,奥尔登伯格也辞世了。这都是牛顿最敬爱的知心人。

47岁的巴罗教授英年早逝,这让牛顿极度伤心。对于牛顿来讲,巴罗是他最好的良师益友。正是巴罗,第一个发现并赏识牛顿的才华,以他敏锐的洞察力对这个后起之秀提供了无私的帮助和关怀。当他看到牛顿在数学、光学、力学等方面的学识超过自己时,毅然把“卢卡斯讲座教授”这个世界上最著名的讲席之一让给这位年仅26岁的年轻人。巴罗是皇家学会最早的一批会员,牛顿制造成功第一架望远镜,被皇家学会接纳为会员,就全仗巴罗教授的极力推荐。

在牛顿还没有完全从巴罗去世的悲伤中恢复过来时,又一噩耗传来了,皇家学会秘书奥尔登伯格离开了人世。奥尔登伯格和威尔金斯一样,都是皇家学会的创始人,他们对自然科学有着广泛的兴趣,但是缺乏专业研究。牛顿和皇家学会的许多成员还不是很熟悉,他和皇家学会的联系主要是通过和奥尔登伯格的信函来往进行的,牛顿不仅在科研上与他共议,就是生活中,也经常向他倾诉自己的衷肠。

奥尔登伯格的去世,使牛顿又失去了一位关怀他的人,这使牛顿不再经常性地去伦敦参加什么学术例会,在科学上他也沉默了。

1678年,科学怪才罗伯特·胡克继奥尔登伯格之后当选为皇家学会秘书。胡克是皇家学会第一批会员,由于他心灵手巧、多才多艺,活跃在科学界,不久就被推荐为学会干事和实验所的评议员,人称他为“皇家学会的台柱子”。胡克上台后,为了表示对牛顿的友好,于1679年11月给牛顿又写了一封很有礼貌的信,希望他能把最近的科学发现告诉皇家学会,并且告诉他有个法国人莫桑第斯提出了有关行星运动的新解释,他问牛顿对此有何看法。牛顿也感觉到他过去对胡克的态度过于冷淡,因而在回信中也以友好的态度回答了胡克的问题。不仅如此,为了表示“和解”,牛顿决定给胡克出一个科学上的小难题。因为牛顿知道,胡克是一个爱表现聪明也的确聪明的人,解难题是这个人的最大乐趣。果然,胡克对这个问题产生了极大的兴趣,好像着迷一样做着实验。正是对这个问题的讨论,使牛顿自己也回到了对引力的研究上。

牛顿给胡克的那个“小难题”就是对地球自转的证明。自从哥白尼学说公布以来,已被越来越多的学者所承认,哥白尼学说的核心思想就是“日心”和“地动”,地球自转应是一个不成问题的问题。然而,牛顿这个问题的不平凡之处在于,过去没有人提供过地球自转的直接证明,而只是依靠观察太阳和星星位置的变动来提供间接证明。

牛顿问:有什么直接证据可以说明,地球表面的东西确实和地球一起以每小时数百英里的速度绕着地轴旋转呢?他说,如果你站在地球上向空中垂直抛起一个球,那么这个球必定会垂直落下回到你的手中;如果你垂直向上跳起,也必定会落在原地。为什么会这样?是因为地球有引力的缘故,这个引力是从物体开始直到地心的一条垂直连线。所以地面上的物体或天空的飞鸟等不会被抛到太空中去。牛顿继续说,如果有一个离地面很高很高的物体,比如说,有一根垂直地面向上延伸好多英里高的旗杆,从旗杆顶上有一块石头落下来了,那么,石头下落的路线是直线还是曲线呢?牛顿设想,很高的高空和低空的物体下落情形是不一样的。如果这个石头同低空下落的石头一样,走着垂直的路线,即落到旗杆的脚下,那么证明地球不是自转的。因为这时的引力很小,如果地球是自转的,那么这石块下落就不应走垂直的路线,而且不应落到旗杆脚下,而应落到旗杆偏东的地方。因为在同一时间内,在一个同心圆上,半径大的点比半径小的点划过的圆弧要长,旋转的速度要快。这好比转动的车轮,车轮边缘上任何一点必定会比靠近车轴上的任何一点划过的圆弧要长,旋转的速度要快。这个例子可以用来类比旗杆。在很高很高的旗杆上放的石头,在同一时间内所划过的圆弧必定比旗杆脚根上的点划过的圆弧要长得多,旋转速度也要快得多。又由于地球是由西向东旋转的,因此,由旗杆顶上落下来的石头必定会落在旗杆偏东的地方。牛顿断言,石头下落应该是螺旋的路线。

由于这个小难题关系到一个大理论,胡克在一次学会的会议上宣读了牛顿的这封信。会员们也极为感兴趣,委托胡克来亲自做这个实验。胡克在仔细研究这个问题后发现:牛顿的结论并不是十分正确的。胡克认为,如果石头是在地球赤道上空的某点掉落,那么牛顿的推论是正确的;如果不是在赤道上空而是在别的什么地方,比如在北半球的伦敦,那么这个推论就是不正确的,石头的落地点不是在旗杆的偏东方向,而是在东南方向;而且,石头下落路线也不是螺旋形,而是类似椭圆上的一段弧。

牛顿和胡克在讨论这个问题时曾有言在先,不管谁对谁错,都不把讨论结果公布于众。可是胡克在确认自己的结论正确时兴奋极了,不愿放过让牛顿出洋相的好机会。在一次学会的例会上,胡克用实验证明了牛顿的错误,让牛顿一时下不了台。

在1691至1692年期间又接连发生了两件事,使牛顿的神经再次受到刺激,患了严重的神经衰弱,甚至有些失常。

第一件事是他母亲的去世。牛顿回剑桥后,母亲就患了重病,牛顿赶回伍尔索普去看望。母亲汉娜这时已是81岁高龄,卧病在床,看到大儿子回到身边,眼泪不禁簌簌地流了下来,她已经无法大声说话了,只能用那微弱颤抖的声音呼唤着“伊萨克……伊萨克……”

牛顿扑到母亲床前,看到母亲的惨淡情形,知道她一定是想起了伤心之事。因此,他尽力安慰着母亲,说儿子现在已经有出息了,做出成绩来了,请母亲不要伤心。虽然牛顿自己也不知道他“出息”在哪些地方;尽管他的确做出成绩来了,但是得不到社会的赏识,使他没有得到应得的东西,直到如今仍是孑然一身,穷困潦倒,但他也必须要这样来安慰母亲。

听着母亲的临终嘱托,牛顿一一点头答应,心里非常难过。牛顿和他的弟妹们日夜悉心地照料着已经垂危的母亲。没过多久,这位伟大的母亲就离开了人世。