【知道SET】自然哲学与科学的分解之作《原理》的诞生—上集

本集主题：《原理》的诞生—上集

在之前的节目中，我们不止一次提到了牛顿的苹果和这部伟大的著作——《自然哲学的数学原理》。显然，这颗苹果应该没有砸到牛顿的头上，更有可能的是牛顿把苹果捡起来扔了出去（以便观察苹果的运动状态）。根据牛顿的好友威廉·斯蒂克利（William Stukeley）为其撰写的《艾萨克·牛顿爵士生平回忆录》（1752）里，他提到：“某次晚餐后与牛顿一起在花园中喝茶，这位著名的科学家告诉他，自己是在1666年看到一个苹果掉在地上后想到的万有引力理论。”

那么这套总共三册，简称《原理》，堪称真正的将科学的学思想体系脱离出哲学思想体系甚至为工业革命奠定了科学基础的著作到底经历的怎样的出版过程？这一切，要从一本毫不相关的书《鱼类史》和牛顿的好哥们埃德蒙多·哈雷（Edmond Halley，1656年11月—1742年1月）说起。

请问，你想要一本《鱼类史》吗？

当哈雷从英国皇家学会（Royal Society）将一本又一本有着大量精美插图的《鱼类史》作为工资带回家时，换做寻常人，内心一定是崩溃的，虽然这些插图的确很精美，拥有一本作为收藏还不错，但是毕竟不能当钱花啊，那时的哈雷已经成家，又独自揽下了《原理》的出版费用。要知道，在十七世纪80年代，出版书籍的费用可是很高的，已经成立20多年的英国皇家学会，就是因为《鱼类史》这次失败的投资让我们明白了一种导致资金链断裂的经典案例——进货太多，滞销了。自此，学会无法从经济上继续支持《原理》的出版。

不过哈雷显然是能够顶住这份压力的，因为他知道，他即将协助一个拥有伟大头脑的人，完成一部能够改变历史的巨著。然而，这一切是怎么开始的呢？这就得从三杯咖啡说起了。

又多了一个咖啡馆老板能讲的故事

一提到咖啡，我们首先会想到什么？匆忙的清晨，慵懒的下午？又或者是一场小型的非正式会议？无论如何，这一杯深色的，泛着焦糖、烤坚果与可可香气的苦味饮料，经过舌喉留下余韵之中似乎的确是有着某些“魔力”。1684年的一天，三位英国最杰出的科学家：埃德蒙多·哈雷、克里斯托弗·雷恩爵士（Sir Christopher Wren，1632-1723年）、罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635年7月-1703年3月）三个人来到伦敦一家热闹的咖啡馆，找了僻静位置，边喝咖啡边谈论着最近的科学发现。年龄最小的哈雷因为在研究开普勒第三定律的过程中发现了引力的平方反比关系，但苦于不知如何去证明它，于是向两位前辈提出了这个问题：“按照开普勒第三定律，我推导出太阳发出的引力和从太阳到行星的距离的平方成反比，但是一个行星在引力的的作用下所遵循的轨道应该是一条什么样的曲线呢？”开普勒第一定律虽然已经明确地指出，行星围绕太阳运行的轨道是一个椭圆，太阳就处在这个椭圆的一个焦点上，但是谁也无法证明为什么是一个椭圆，以及引力的平方反比定律和行星椭圆形的轨道有什么必然联系，只有回答了这个问题，才能揭示开普勒三大定律之间的内在联系。

尽管雷恩爵士有着非常好的数学头脑，但是他两手一摊，承认自己无法解决这个问题。而一旁的胡克此时却露出了行业老司机特有的神秘微笑，本来就很急于知道答案的哈雷在经历了与胡克目光持续数秒的尴尬对视之后，终于忍不住问道：“胡柯先生...您，知道就快说吧！”

于是胡克这才不紧不慢地说：”这个问题，我早就已经证明过了，结果和开普勒推测的一样，是一个椭圆“。

”那...您是如何证明的呢？“哈雷难以抑制自己兴奋的情绪，他很想知道这个折磨了自己许久的问题，其他人是如何解决的。

但胡克却又说：“证明的过程我还需要做更进一步的研究，毕竟你们应该比我更清楚这其中的难度，与此同时，我不想剥夺各位独立解决这个难题的乐趣，就让我们都来进行这个论证吧，最终我会把我的计算拿出来，这样人们才会更加珍视我的努力。”

胡克无疑是当时英国顶尖的科学家之一，但是根据历史记载，这个人虽然有着过人的聪明才智，他在力学、光学、天文学等多方面都有重大成就，是一个动手能力非常强的人，发明了不少顶尖的科学仪器，其中就包括第一次成功观察到细胞的显微镜，但正如我们每个人一样，他也有一些性格上的缺陷，好大喜功，嫉妒心强便是其中被人讨论最多的。

而一旁的雷恩爵士此刻立马就听出了端倪，作为当时在英国最负盛名的巴洛克风格建筑大师，同时又是英国皇家学会发起人的他。 文理双休，科学艺术两开花的身板加上常年游走于上流社会的经验可不是盖的，他立马就像我们展示了什么叫教科书般的打圆场，一边制止了哈雷的连环追问，同时又拿出了一个提议：“我同意胡克先生的想法，我们都来做这个论证，这样，两个月内，不论是谁先拿出这个论证，我都会拿出一笔奖金来奖励他。”

“奖多少呢？”哈雷笑着问道。

“一本价值四十先令的书。”

“只有四十先令啊？”胡克和哈雷都不禁大笑起来。

当然，这是一个既有立场，又有风度，还不失幽默的提议，虽然两个月后无论是哈雷还是胡克，谁都没能拿出来这份论证，不过比较哈雷后续的行为，胡克似乎把这件事给忘记了。

结识牛顿

“既然我无法解决这个问题，那么谁可以呢？”几个月之后，哈雷终于决定去剑桥拜访一位神秘的数学家艾萨克·牛顿（Isaac Newton1643年1月—1727年3月），走进牛顿的房间，哈雷再次提出那个问题：“牛顿先生，假设引力随着距离的平方而减小那么一个行星所遵循的轨道应该是一条什么样的曲线呢？”

“一个椭圆”牛顿毫不犹豫的答道。

“您是怎么知道的呢”？哈雷表现得有些激动，他在这位数学家淡定的态度中看到了希望。

反倒是牛顿，此刻却对哈雷的反应有些不解“因为我已经计算过了”。

“我能看一下吗？”

“可以。”

这么容易？说有就有？相信到了这一刻哈雷的心已经提到了嗓子眼，眼前这位看起来有些不近人情的数学家此刻在他眼中，突然变得无比高大，困扰他多年的问题，今天看来就要解决了，但是...牛顿这个人，他的特点之一就是屋子乱，当然不是斯巴达式的那种乱。他的设备，研究的文稿实在是太多了，总是堆得到处都是，牛顿从一个抽屉翻到另一个抽屉，场面也逐渐走向尴尬。

哈雷按下自己的激动，很有礼貌的劝牛顿先别着急，慢慢找总能找到，同时又跟牛顿聊起闲天，虽然最后仍然没有找到，但是友谊的萌芽也似乎在这一刻崭露头角，也许人与人之间的友谊就是就这么简单，多一点真诚，多一点耐心，帮对方个小忙，即使仅仅只是在某个极短的时刻给别人个台阶让大家都稍微好过一些。牛顿似乎也觉得不太好意思，于是承诺哈雷先放下手头的工作，并重新做这个计算再将结果发给他。凭借着记忆，查找各种资料，牛顿昼夜不停的展开计算工作，终于在三个月之后，哈雷收到了牛顿寄来的手稿，这些晦涩难懂的公式与计算却把哈雷看出了一身汗，牛顿强大的逻辑能力完全征服了他。至此，哈雷对牛顿的最后一丝怀疑烟消云散，用今天的话来说，他此刻对牛顿大人的敬仰犹如滔滔江水，连绵不绝，又如同黄河泛滥，一发不可收拾。这几页手稿中包含了后来那套《原理》中的大体内容，今天我们管它叫做《论运动》。

没过多久，哈雷又到剑桥，这一次的谈话中，牛顿又拿出了一叠手稿，说这是他最近的研究结果，其中对行星运动的轨道问题进行详细的证明与讨论，并且还把这些证明推广到了太阳系中的所有天体。一个伟大的理论体系的雏形出现了，哈雷请求牛顿把这些研究继续下去，并希望牛顿将研究成果寄给皇家学会，以便确立其优先权。

也许是哈雷的诚恳感动了牛顿，他答应了这个要求，此后哈雷经常往返于学会与剑桥之间，和牛顿一起展开系统的整理工作，1684年至1685年间牛顿进在剑桥行了一系列名为《论天体运动》的演讲，哈雷于1684年底将这些讲稿整理后向皇家学会做出了报告，学会方面立马就表现出了浓厚的兴趣，其实对于这件事，皇家学会本身是非常积极的，但没人比得过哈雷对这件事的热情。他对牛顿的成果，热情宣传，奔走相告，很快皇家学会就把发布计划从一开始的刊登在《哲学学报》变成出资赞助整理成书，单独出版。

事情到了这里可以说是顺风顺水，牛顿的人生也即将踏辉煌的殿堂，但是听我这么说，就知道转折要来了，只不过这个转折的弧线比较长，大概...在国庆之后吧。

可以说关于这部著作的故事最精彩的部分就是从这里开始的，数年前积怨的爆发，与对手的唇枪舌战，友情的光辉，难分的是非对错，当然，还有哈雷家里那堆精美的《鱼类史》，为什么说这《原理》差一点就夭折了，为什么今天很多人对牛顿的人品产生了质疑？敬请期待我们下一集的节—：《原理》的诞生—终章

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