牛顿与胡克之争

今天，大多数人都知道胡克(1635-1703)这个名字，因为胡克定律是在初中物理中学到的:在弹性极限内，弹簧的弹性与弹簧的长度成正比。事实上，胡克在许多领域都做出了杰出的贡献:他第一次用显微镜看到并命名细胞，第一次观察火星和木星的旋转，第一次发现双星，第一次测量恒星的视差，发明了车轮气压计、比重计、风速计、仍用于车辆传动的万向节、钟表游丝、后来用于照相机的可变光圈...，也是当时的一些建筑设计师。他多才多艺，难怪后来有人称他为“英国的达芬奇”。但是在胡克死后200多年，他几乎被遗忘了，他作为一名伟大科学家的地位直到20世纪才得到确认。这主要是因为他激怒了一个人，一个比他更伟大、更强大、最不该得罪的人——牛顿。

牛顿实际上是胡克的小儿子。早在1662年，胡克就成为英国新成立的皇家学会的实验主任。他负责演示皇家学会的实验，并于次年成为该学会的成员。此时牛顿仍是剑桥大学的本科生。1969年，牛顿成为剑桥大学的教授，并开始教授他的光学研究。1672年初，牛顿被选为王家协会的成员。作为礼物，他给协会发了一份文件，证明白光是不同颜色光的混合物。他提出光是由粒子组成的，并受到胡克的严厉批评，胡克认为光是一种波。牛顿无法忍受，并威胁要退出社会。牛顿留下来的条件是，学会秘书说服并提出免除牛顿的会费。

但是在1675年，牛顿发表的另一篇光学论文遭到了胡克更激烈的批评。胡克认为，牛顿的大部分论文都是从他1665年出版的《显微照片》一书中的相关讨论中搬出来的，而且只做了一些发挥。这两个人进行了一次看似礼貌但讽刺的交流。牛顿在1676年2月5日给胡克的信中写道:“笛卡尔迈出了非常好的一步。你在某些方面增加了很多，尤其是对薄板颜色的哲学思考。如果我看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”后一句被认为是牛顿的谦虚，后来被许多人当作座右铭。但是，如果我们知道牛顿实际上重视实验和数学计算，鄙视胡克的哲学思想，胡克个子不高，驼背也不好，我们可以理解牛顿的句子不是对胡克的赞美。作为这场争论的结果，牛顿疏远了王家，并决定等到胡克去世后再出版他的光学著作。在胡克死后第二年出版的这本书(1704年)中，牛顿没有提到胡克对纸张颜色研究的贡献。

但牛顿此时仍是一位崭露头角的年轻教授，他只能接受前任的批评。直到1687年，《自然哲学数学原理》的出版才确立了牛顿作为英国科学第一人的地位。这本书是在哈雷的鼓励和支持下出版的。著名的建筑师哈雷、胡克和雷恩都在研究万有引力。他们还认为引力的大小与距离的平方成反比，但是他们不能从引力的逆定律推导出开普勒的行星定律。1684年，哈雷拜访了剑桥大学的牛顿。牛顿告诉他，他已经解决了这个问题，但是没有公开发表。在哈雷的劝说下，牛顿于1686年将他的研究成果写成专著《自然哲学的数学原理》，并提交给惠审阅。

在会上，胡克指出，他告诉牛顿万有引力的反比定律，牛顿应该在专著的序言中提到他的贡献。胡克早在1674年就发表了一篇关于万有引力的论文，提出了三个假设:所有天体都有相互引力；如果没有重力，天体将在惯性作用下直线运动。物体之间的距离越近，吸引力就越强。这几乎定性地描述了万有引力定律。1679年，胡克代表王佳雪学会给牛顿写了一封信，进一步提到重力的大小与距离的平方成反比。

牛顿没有出席惠的会议。在从哈利的信中得知胡克的要求后，牛顿承认胡克在他1679年的信中告诉了他重力的反比定律，但是胡克对这个定律的描述并不准确。他自己早在20年前(1666年)就发现了这条定律，并写信告诉其他人。他不需要向胡克学习。从其他数据来看，牛顿说的是真的。他在1665年发现了万有引力定律，并试图用它来计算月球的轨道。不幸的是，当时测量的地球半径是错误的。牛顿未能获得满意的计算结果，暂时放弃了研究。直到1670年以后，有了更精确的地球半径数据，牛顿才重新研究重力。在哈雷的调解下，牛顿的态度软化了，进一步承认胡克的信刺激他重新研究重力问题，胡克告诉他一些他不知道的实验结果。作为妥协，牛顿提议在“数学原理”的相关部分添加一个注释，以表明逆重力定律也是由瑞安、胡克和哈雷独立发现的。

《数学原理》的出版给牛顿带来了巨大的声誉，使胡克感到他的贡献没有得到应有的承认。当他在1689年2月15日的日记中评论这件事时，他抱怨说“利益没有良心”。1690年2月，在王佳雪汇演的一次演讲中，他调侃道:“牛顿给了我很大帮助。多年前我第一次发现并向社会展示的引力特性是由他作为他的发明印刷出版的。”他后来写了一份未发表的备忘录，描述了他与牛顿争论的“真相”。但是胡克的抱怨没有被理睬。这件事给他的余生蒙上了阴影，使他越来越沮丧、多疑和嫉妒。

1703年，胡克因病去世。几个月后，牛顿当选为皇家学会主席，并计划为该学会寻找一个新的地址。1710年，他学会了移动。在这个过程中，胡克丢失了他的许多收藏品和乐器。与此同时，胡克的肖像也丢失了。据说胡克又瘦又驼背又丑，所以不难理解他不喜欢让画家画画。惠的画像是唯一的一幅。它的丢失意味着后代永远不会知道胡克长什么样。有些人会不可避免地怀疑牛顿利用他的力量来阻挠和故意破坏胡克的肖像。2003年，一位历史学家声称发现了胡克的肖像，但后来证明是别人的肖像。一份保存至今的文件中有一枚胡克的印章。印章上有一幅头像。这是胡克的头像吗？我不确定。

在胡克和牛顿时代，科学刚刚诞生，学术标准还没有完善。优先权纠纷经常出现是不可避免的。胡克不仅与牛顿争论，还与荷兰科学家惠更斯争论游丝手表的发明。牛顿和莱布尼茨关于发明微积分的权利的争论甚至更著名。这些争议中有许多本来是可以避免的。目前，为了避免争议和鼓励尽早公布结果，最受欢迎的优先于最先公布的。尽管牛顿自己发现了万有引力定律，但由于胡克发表相关论文的时间比他早，无论他的论文有多粗糙，牛顿也应该在后来发表的论文中提到胡克的成就，知道和不提到它们都将被怀疑是剽窃。