瘟疫之年的牛顿：“苹果神话”是真的吗

从1665年到1666年，瘟疫在英国伦敦爆发，蔓延到剑桥。因此，剑桥学生牛顿回到了他的家乡沃尔索普庄园，在大约一年半的时间里被“隔离在家里”。传说在这一时期，牛顿被院子里的一个苹果击中头部，引发了他的思考，从而发现了万有引力定律。这就是著名的“苹果神话”。

然而，真的是这样吗？4月16日，在“人文清华云论坛”的现场直播中，清华大学科学史系教授吴国盛讲述了另一个版本的故事。

“苹果神话”是牛顿自己说的

在剑桥三一学院外的草坪上，种了一棵苹果树，它是从牛顿的苹果树嫁接而来的。在1860年建成的牛津自然博物馆里，牛顿雕像下面还有一个苹果。可以看出，“苹果神话”不是小报的八卦，而是当时学术界的共识。那么，这个故事来自谁呢？

“苹果神话”目前有四个来源:

第一个来源是老牛顿自己在19世纪20年代说的。在他去世之前，他在七八年里写了一些东西。他告诉人们，1665年和1666年是他一生中最有活力的发明。其中一项发明是，他想到了重力向月球轨道的延伸。但是手稿没有提到苹果。

第二个来源是彭伯顿写的，他是牛顿《自然哲学的数学原理》第三版的主编，在1728年出版的一本书里。他提到万有引力定律来自牛顿在1666年逃离大瘟疫时的思考。

第三个来源是伏尔泰，一位伟大的启蒙思想家，他的著名著作《牛顿哲学原理》。在1736年出版的这本书里，他提到牛顿的侄女告诉他，当牛顿在乡下看到苹果落地时，他陷入了沉思，这使他想到了万有引力定律。

第四个来源是牛顿的同胞和他的传记作者斯图克利。他曾在1752年写了一本书，回忆他和牛顿的故事。他提到了1726年，牛顿去世的前一年，当时他们在4月15日晚饭后出去散步。牛顿自己告诉他，正是在同样的情况下，苹果的坠落引发了他对重力的思考。

仔细看看这四个来源，实际上来自牛顿本人。换句话说，牛顿自己说“苹果神话”和他的一些传记作者美化了它。

万有引力定律的发现经历了许多波折。

牛顿口中的“苹果神话”广为人知。然而，真的是这样吗？

事实上，万有引力定律绝对不是牛顿在瘟疫期间坐在苹果树下被苹果击中头部的想法。它的发现花了很长时间，过程充满了曲折。

万有引力定律的起源应该追溯到西方天文学的发展。

在古希腊，人们认为宇宙是一个球体。所有的恒星和行星都嵌在天球层中，每天围绕地球旋转。后来，哥白尼和开普勒发展了日心说天文学，这导致了天球理论的瓦解。托勒密基于亚里士多德物理学的地心天文学被打破了。

新天文学需要新的物理学来解释。这时，站在舞台*的是笛卡尔，17世纪的超级天才和新物理学的鼻祖。他提出了涡旋宇宙理论，指出宇宙由物质和运动组成，运动是自持的，量是守恒的。

这个原理对牛顿的“苹果神话”非常重要，因为“苹果神话”包含了苹果和月亮没有本质区别的意思。但是这个想法并不是牛顿第一个，笛卡尔已经提出来了。

早期的牛顿深受笛卡尔的影响，相信涡旋理论，但他仍在进一步思考重力。

从1665年的瘟疫年到1669年，牛顿推导了离心力公式和平方反比公式。然而，由于他使用的数据存在误差，包括地球的半径、月球与地球的距离以及月球本身的运行周期，他对地表重力的计算结果并不令人满意。牛顿似乎认为笛卡儿涡流仍在工作，重力问题被搁置了。

在此期间，牛顿将他的主要精力投入到炼金术实验中，随后是圣经年表。此外，他还做了光学实验，发明并完善了微积分。他在瘟疫期间考虑的严重问题被他搁置了十多年，没有引起太多注意。

然而，在炼金术的影响下，牛顿越来越相信万有引力是距离的函数。1682年，他将彗星纳入引力理论的范围，这表明此时他越来越相信所有的天体现象都可以用引力理论来解释。

1684年，哈雷拜访了牛顿，并询问行星的轨道是什么样的曲线，这点燃了牛顿的热情。从1684年8月到11月，牛顿严格证明了椭圆轨道需要平方反比引力。从1686年到1687年，牛顿严格证明了球体重力公式，并发表了《自然哲学的数学原理》。在这本书里，他提出了牛顿三定律和万有引力定律，严格证明了没有笛卡尔涡旋宇宙，并构建了一个新的天体系统。

到目前为止，万有引力定律的发现已经完成，而不是两年的瘟疫。

牛顿此时可以说是作为一个神而存在的。英国著名诗人蒲柏写道:“自然和自然法则隐藏在黑暗之中。上帝说，让牛顿走吧，一切都会豁然开朗！”

牛顿为什么创造“苹果神话”

到目前为止，没有证据证明牛顿在瘟疫年发现了万有引力定律。那么，为什么牛顿创造了“苹果神话”？现在有许多研究表明至少有三个原因。

首先，牛顿一生都在与他人斗争，优先权的争论贯穿了他的一生。除了与胡克讨论光学和万有引力定律外，他还与莱布尼茨讨论微积分的发明，与当时的皇家天文学家讨论月球数据。所以当他老了的时候，他想用这种方式一劳永逸地结束所有的争论。

第二，这与牛顿自己的性格有关。我们不能认为伟大的科学家在科学上是伟大的，他们的个性一定是伟大的。现在每个人都意识到牛顿的人格仍然有一些缺陷。他显然是一个自恋、傲慢、自视甚高的人。牛顿的自恋在晚年更加明显。在过去的十年左右，他经常要求人们画自己，美化自己。制作“苹果神话”符合他美化自己的倾向。

第三，牛顿可能希望通过“苹果神话”来掩盖重力概念的炼金术起源。因为炼金术在当时是一种半地下的工作，不能公开。

1936年以前，牛顿的形象一直很高。直到1936年，经济学家凯恩斯才从牛顿的后代那里购买了他的手稿，主要是他的炼金术手稿。在研究了它们之后，他震惊地发现牛顿并不是我们想象中的那个人。

凯恩斯后来在他的文章中写道，牛顿根本不是理性时代的先驱，而是终极魔术师。他小心翼翼地掩盖了他的炼金术活动和他对三一教异端的反对。有趣的是，反对三位一体的牛顿在剑桥的三位一体学院呆了35年，藏得很深。

当然，不管牛顿的缺陷有多大，我们仍然生活在牛顿为我们打开的现代物理世界中。正如爱因斯坦所说:“在他(牛顿)之前和之后，没有人能像他一样决定西方思想、研究和实践的方向。”

(本文是根据“人文清华云论坛”现场直播组织的)