牛頓的以太概念
牛頓的時、空哲學中出現了神學假定，這表明他的哲學有一個強烈的保守方麵；在本節和下一節中，我們的任務是介紹他的那些觀點，在這些觀點中，他的保守主義對他的形而上學見解產生了更明確的影響。在宇宙學中，走向激進的傾向在伽利略，笛卡爾，尤其是在霍布斯那兒是異常顯著的，可是這種傾向在牛頓的思想中卻找不到。相反，在莫爾和玻義耳這樣的宗教狂者據以向他們挑戰的每一個重要之處，牛頓都與前者站在一起。然而，正如我們將看到的，他是以這樣一種方式這樣做的，以致於其形而上學中的這些要素都迅速失去了影響，因而並不足以拯救大多數這樣的人——他們在為這些革命性更強的學說感到苦惱時，其思想受到了牛頓的輝煌成就的影響。
在前一節中已注意到，牛頓試圖說明經驗到的物體的一切這樣的特性，這些特性不能通過以笛卡爾為榜樣，設定一種以太媒介（這種媒介滲透一切空間，並且通過它對物體的壓力或其他作用而引起那些剩餘現象）就劃歸在把它們看作質量的想法之下，但是，在認識到以太和可感覺的物體之間有某些明顯區分這一點上，牛頓比笛卡爾更一致。很容易看出來，對牛頓來說，世界不是用已經援引的這些基本範疇就能完整地說明的。散布在人腦中的rescogitans（思想實體）為許多要不然就無法闡明的可能性和目的提供了一個避難處；就外部世界是可以在數學上還原的而論，空間、時間和質量的概念解釋了這個世界；可是還有一些尚未在形而上學上提供的特點；為了充分地說明這些特點，就需要兩個進一步的範疇：以太和上帝。
至於以太的思想，我們已經指出有關其曆史的某些突出事實，並且注意到吉爾伯特、莫爾、玻義耳等人在麵臨形而上學困境時是怎樣轉向這個思想的，因為這個困境應歸咎於他們在某些假定上的思想與早期思想的連續性，或者應歸咎於認識到了一些不服從機械論的事實。思想家們的確很難貫徹笛卡爾那魯莽的建議，即世界上每一個不是數學的東西都要作為一種思想方式推入人的心靈之中，因為有許多問題隻用這種方式可能很難處理。實際上，在這種情形中，笛卡爾自己就訴諸一種以太物質，雖然他同時聲稱以太絕不是可見的物體，它具有一些無法從廣延中推導出來的性質。在這裏，牛頓遵循了這個普遍的潮流；他試圖依靠以太對宇宙提出一個更加思辨的解決，這種嚐試在他的早期著作中幾乎隨處可見，在與《光學》相連的質疑中，他不厭其煩地提出了關於以太的最終幻想。那麼，什麼是要求這樣一個說明的事實呢？
一、以太的功能
在牛頓這裏，我們發現了對在玻義耳那裏所采取的見解的一個更深的、更明確的發展。正如我們已看到的，到玻義耳的時代為止，以太媒介的概念已開始提供兩個不同的功能；它跨距離傳播運動，它具有對力學之外的現象如電、磁、凝聚等進行說明的特性。牛頓是在玻義耳停手的地方入手的。對他來說，至少在他早年的工作中，超距作用也是不可設想的。尤其是他在光學上的研究使他認為，為了說明光的傳播，這樣一種媒介是必要的。在光的本性以及他關於光的一些性質的實驗結論的有效性上，他與胡克、帕迪斯等人進行了一係列爭論，他對假說的嚴厲譴責，他要從他的見解中除掉一切想象嗜好的嚴肅嚐試，都貫穿在這一切爭論中，他絕不會想到懷疑一種至少實行傳播光的功能的媒介的存在。盡管他與胡克有嚴重分歧，可是他在這一點上卻同意胡克，即存在著一種以太，它是一種對振動敏感的媒介。既然已經從時代的潮流中接受了這一概念，而且覺得它有充分的根據，牛頓就很容易把它的用處推廣到其他現象——牽涉到超距作用，而且其他人用同樣的方式來說明的現象，如重力、磁力、電吸引力等等。在牛頓給本特利的第三封信中，有一段很有趣，這一段把超距作用是不可能的信念與莫爾哲學的其他暗示結合起來。“要是沒有某種別的非物質的東西為中介，無生命的粗俗物質要不相接觸地作用於其他物質，影響其他物質，這真是不可思議；如果它要這樣做，那麼在伊壁鳩魯意義上的引力就應該是必要的，是它固有的。這是我不要你把固有重力賦予我的一個理由。有人認為重力應該是物質固有的、內在的、必要的，因此一個物體可以通過真空在一定的距離之外作用於另一個物體，而無需任何別的東西為中介，通過這種東西，它們的作用和力可以從一個傳遞到另一個，這個想法對我來說真是荒謬絕倫，以致於我相信但凡一個人在哲學問題上有足夠的思維能力，就絕不會陷入此想法。重力必定是由一個按照某些定律不斷作用的媒介引起的；至於這個媒介是物質的還是非物質的，我留給讀者去考慮。”
其次，牛頓生活在那個時代之前，在那個時代，科學家們相信，可以設定能量是守恒的，而不必去提請其他公認的維護能量之不變性的力學原理。當兩個物體在空間相碰時，由於不完全的彈性和摩擦之類的理由，它們不能以它們接近時的同樣速度各自分離，當代科學家可以把表麵上損失的能量確定在其他形式中，例如物體內部分子運動的提高，並以熱的形式表現出來。在牛頓的時代，這樣一個學說已得到萊布尼茲的擁護，可是它對牛頓毫無影響，甚至不得為他而知。因此對於他的心靈來說，物質世界似乎是一部很不完美的機器，運動處處都在衰敗。
“因此自然很順從自己，它是非常簡單的，通過對天體進行調解的重力吸引，它執行天體偉大的運動，通過對粒子進行調解的某些別的吸引力和排斥力，它完成粒子的幾乎一切微小的運動。慣性是一個消極的本原，靠此本原物體維持它們的運動或靜止，按照作用力的大小接受運動，按照受到阻力的大小抵製運動。單靠這一本原世界上絕不可能有任何運動。為了把物體推入運動。某個別的本原是必要的；既然物體處於運動之中，那麼為了維護運動，某個別的本原是必要的。因為從運動的各種組成來看，肯定世界上不總是有同樣的運動量。因為，如果由一條細杆串起來的兩個球繞它們共同的重心以均勻運動旋轉，那麼一會兒那個重心就在與旋轉麵相垂直的一條直線上均勻運動；現在，當這個球處於其共同的重心描繪出的那條垂線上時，它們的運動之和大於當它們處於與那條垂線相正交的直線上時的運動之和。從這個例子可以看出，運動可以得到或喪失。但是由於流體的粘滯性，它們的部分的摩擦和固體中彈性的削弱，運動更容易失去而不是得到，而且總是在衰減。因為物體如果絕對堅硬，或者像缺乏彈性一樣柔軟，那麼它們相互間便不會彈回。不可透入性使它們隻能停止。如果兩個同樣的物體在虛空中直接相觸，那麼根據運動定律它們就停在相遇之處。失去了一切運動，處於靜止，除非它們是彈性的，從它們的彈回中獲得了新的運動。如果它們比較有彈性，以致於它們能夠以它們相碰撞時的力的四分之一，或一半，或四分之三彈回，那麼它們將喪失其運動的四分之三，或一半，或四分之一。”
在用一些進一步的例子進行論證之後，牛頓繼續說：
“由此可以看出，我們在世界中發現的運動的多樣性總是在降低，於是，就有一種用積極的本原來進行維護和補充的必要，比如說重力的原因就是這樣的本原，行星和彗星靠它保持它們在軌道上的運動，物體靠它在下落中獲得更大的運動，發酵的原因也是這樣，動物的心髒和血液靠它保持永恒的運動和熱；地球內部不斷變暖，在一些地方變得很熱；物體發熱發光，山著火，地球的岩洞炸破，太陽繼續猛烈地變熱變亮，靠它的陽光溫暖萬物。因為除了要歸咎於這些積極的本原的東西外，我們在世界上很少碰到運動了。如果運動不是由於這些本原，那麼地球上的物體，行星、彗星、太陽以及在它們之中的萬事萬物都會變冷、凍結，成為死寂的質量；一切腐爛、生長、植物、生命終將停止，行星和彗星就不會保持在它們的軌道上。”
通過采納玻義耳的以太的雙重概念並對之進行更明確的表述，牛頓打算提供這兩個需要，與此相聯係，他發展了各種有啟示的或幻想的思辨。他在這個主題上的思想似乎更緊地受到玻義耳的激勵，他與之在這些問題上保持密切交流，正如他在1678年給這位著名化學家的信所證明的那樣。可是，對他的觀點的介紹沒有一個令人滿意地是明確的或決定性的；他關於以太的建議總是漂搖不定，他自己認為這些建議隻是一個形而上學假說，不具有實驗定律的地位。當這些建議首次在他思想中重要成形時，對於卷入關於其光學發現之含義的爭論，他已經表示氣餒，而且他已經在假說和實驗定律之間作了明確區分，要把假說從實證科學見解中取締掉。
二、牛頓早期的推測
務請注意，從一開始牛頓似乎就完全拒斥了笛卡爾的以太媒介概念，在笛卡爾那裏，以太媒介是一種稠密的、緊致的流體，隻有這樣一種流體才能靠它的渦旋運動使行星在軌道上旋轉，在他的時代，這是在英國科學家和大陸科學家當中都很流行的一個概念，可是，牛頓卻從玻義耳的前提中發展出一個更有原創性的思辨。在他反對這樣一個以太概念的論證中，他在《原理》中預設了他對行星運動的渦旋理論的反駁。顯然，如果稠密的以太流體處於靜止，而不是處於一係列旋渦之中，那麼它的阻力將使有規律的、連續不斷的天體運動變得不可能。現在，為了實現所要求的這兩種功能，牛頓打算用什麼來代替這種流體呢？他對以太的第一個、也是相當煞費苦心的介紹出現在1615年給奧爾登伯格的一封信中，通過有啟發性地陳述他那時對假說的地位和功能的看法，他引入了以太概念。應該注意，關於以太存在及其一般本質的信念在這裏不是作為假說的一部分提出來的；牛頓不加限製地假設了許多東西。“要是我采取一個假說，那麼它應該是這樣的：如果隻是泛泛而論，不去決定光是什麼，那麼不如說光是能夠在以太中引起振動的無論哪種東西；因為這樣一來，它對其他假說就變得一般和廣泛了，因而為發明新假說留下了一點餘地；於是，因為我已經注意到一些學術巨頭深為一些假說苦惱，好像我的論述要求一個假說來說明它們似的，而且我也發現，在我抽象地談論光和顏色的本質時，我無法使他們接受我的意思，可是在我用一個假說來論證我的論述時，他們一些人倒容易理解我的意思；因此，在這裏向你描述一下這個假說的細節，我認為是合適的，這也同樣有助於論證我隨信送上的文章。”牛頓補充說，他並不認為這個假說或任何別的假說是真的，雖然為了方便起見他好像作了這樣的假設，因此絕不要以此來衡量他的其他著作的這一確定性，或者認為他有責任來回答有關的異議：“因為我謝絕卷入這些麻煩的、無意義的爭論之中。”然而，明顯的是，此時牛頓明確認為以下關於以太的推測很可能是真的。
“但是考慮這一假說——Ⅰ，假設在那裏存在著一種以太媒介，它與空氣幾乎有一樣的構成，但是更稀薄、更難以捉摸、更有彈性。由於這種媒介的存在，在一個抽空了空氣的玻璃器皿中的一個擺就像在開放的空氣中運動得幾乎一樣快，這並非是一個微不足道的論據。但是不要假設這種媒介是一種均勻的物質，相反，就像空氣是由各種水蒸汽與它的粘質主體相混合構成的一樣，這種媒介部分是由以太的粘質主體、部分是由其他種種以太精神構成的。因為電流、磁流和這個受重力作用的本原似乎證明了這種多樣性。也許自然的整個身軀不是別的，隻是某些以太精神或蒸汽的種種組織，這些以太精神或以太蒸汽好像是通過沉澱作用凝聚的，就像蒸汽凝聚成為水或薄霧凝聚成為比較粗糙的物質那樣，雖然它們不是那麼容易凝聚；凝聚形成了種種形式——最先是直接通過造物主之手，自那時起便通過自然的力量，自然的力量借助於命令、增殖和繁殖，成為這位人類始祖創造出來的副本的完美的模仿者。因此或許萬事萬物都是從以太中產生的。”
與這個有趣的推測相聯係，可以提出這一問題：所謂“以太的粘質主體”，是否牛頓指的不是笛卡爾的流體，隻是在不久之後就拒斥了後者呢？可是，這種可能性被他在這兒所使用的描述語言和他在後來攻擊笛卡爾主義者時所使用的語言之間的相似性否認了——在這兩個地方，以太都被描述為是非常稀薄、非常精巧、有彈性的等等。現在，通過差異法，無疑隻能把“以太的粘質主體”看作一種傳播媒介，除此之外，還有種種通過它而擴散的“以太精神”，這些以太精神為一些現象提供了說明，這些現象牽涉到其他不是運動傳播的原理，它們包括電、磁和重力；此外，牛頓還設想物質宇宙的整個構架是以一種非常濃縮的形式由這些以太精神構成的。牛頓著手詳細說明怎樣借助於這個假設來說明各種類型的現象；電、重力、凝聚力、動物感覺和運動，光的折射、反射和顏色提供了最顯著的討論題材。為了介紹得更緊湊，我們將選擇他對重力的以太說明作為對他在這個時期的思想傾向的論證。