世界名人百傳十大才子四、在真理的大海邊——牛頓2
5.加入皇家學會
1671年是牛頓聲名大起的一年。有一件事轟動了整個劍橋大學,在以往研究的基礎上,牛頓對自己製造的天文反射望遠鏡進行了必要的改進,整體計算也精確化了。新的望遠鏡長25英寸,直徑2英寸,可放大38倍,采用銅錫合金製作的凹麵反射鏡使觀測效果更加清晰,令人滿意。受到巴羅教授的鼓勵,他將這台望遠鏡送給英國皇家學會,征求他們的意見。到此時為止,他個人對行星的觀測已經進行了很久,取得了很多珍貴的數據。在此基礎上,他大膽地提出了不同以往的行星運動的規律,更提出了地球並非正球體的設想。牛頓的望遠鏡以其奇特的設想、新穎的設計、超常的性能,極大地震撼了英國皇家學會。漸漸地,從那台神秘的“魔鏡”開始,人們知道了牛頓,這個伍爾索浦的年輕人,牛頓自己還花費了整整10年時間來從事反射式望遠鏡的設計和製造。
牛頓的精湛手藝,對他製作反射式望遠鏡大有幫助。他親自設計研磨拋光機,試驗研磨材料、金屬合金和各種方法,’以使金屬鏡麵盡可能地光滑無瑕。鏡麵的光滑無瑕是關鍵問題,而反射鏡則是其決定性因素。
但是,這種磨光了的反射鏡片不管采用什麼樣的金屬合金,也會很快變得暗淡無光。因此,牛頓一再建議在磨光的玻璃背麵鍍上一層水銀,以讓鏡麵光滑無瑕。但是,這個建議在當時也碰到了無法克服的技術障礙。所以,又過了很長時間,反射式望遠鏡才在天文觀察儀器中占有一個牢固的地位。
就是在這種情況下,牛頓製作的新型反射望遠鏡被英國皇家學院內一班趨炎附勢之徒呈給了國王查理二世。在此之前,牛頓的名字已經傳到了他的耳中,牛頓憑借當選盧卡斯數學教授和反射望遠鏡的發明得到了公眾的承認,一時成為大眾的話題。一看到這台望遠鏡,查理二世便讚不絕口,“好極了!設計很別致嘛,對了……”他抬起頭來問周圍人:“是我們的人發明的嗎?”(其實他心裏比誰都清楚)“是的,陛下明鑒,是劍橋大學三一學院的盧卡斯數學教授伊薩克·牛頓,家住林肯郡伍爾索浦。”馬上有人恭謹地回答,“嗯,很好,我們就是要多多培養、提拔這樣的年輕人……他叫什麼來著?哦,牛頓。可以考慮讓他加入皇家學院……”查理二世把玩著望遠鏡,嘴裏漫不經心地說著,臣子們也隨聲附和,但半天還不到,他就把這件事情徹底忘光了。送給他的望遠鏡今天還作為珍貴的藏品被保存在劍橋大學的三一學院。但這對牛頓個人來說卻是個重要的轉折點,自此他的聲名大震,天下人都知道這個年輕人發明的新型望遠鏡得到了國王的好評。以前對他當選盧卡斯科學教授高唱反調的人也都轉而大加溢美之詞。但牛頓生性不喜名利及阿諛之辭,對外界的反應倒也沒有太放在心上。他隻希望以後能夠有一個更加利於科學研究的環境,重要的是他迫切地想與其他科學的先行者進行進一步交流。
1671年,機會終於來了,12月23日,鑒於牛頓在天文觀測及光學領域的傑出貢獻,索爾茨伯裏的主教和牛津大學的天文學教授S.瓦爾德向英國皇家學會正式提議:選舉牛頓為新會員。這次與上次已經大大地不同了,在幾乎全票通過的情況下,牛頓在半個月後,即1672年的1月11日被接納為英國皇家學會的新會員,從此正式踏入學術界,
英國皇家學會的建立是一步一步發展的呢?這還要從15世紀至16世紀的地理大發現說起。隨著世界市場和被掠奪區域的空前擴大,封建經濟向資本主義經濟的進一步轉化,英國的工商業、手工業取得了很大程度的發展。由於海外貿易,販賣黑人,對外掠奪得到了來自統治階層的公然支持,資本在此期間得到了大量的積累。在另一方麵,人們在各個領域都提出了對技術、知識、製造的更高的要求。如航海方麵,造船,測量距離,天文學等等。在此期間英國湧現出了一大批極負創造力的“學者”,他們有的是建築師,有的是手工業者、算學家或工程師,他們並沒有很高的社會地位,也沒有經過正統的高等教育,隻是在工作的過程中,進行實踐積累知識並積極創新。可以這樣說,正是他們創立了早期資本主義新科學。對科學知識的渴求促使他們創造各種機會進行學術上的交流。同時資本主義和技術在英國的發展,使得一些富有的商人感到應用科學的重要性,他們以各種形式支持、讚助科學研究和技術交流,促進了英國科學的飛速發展。比如,1558年倫敦商人托馬斯·史密斯便召開數學講座,訓練航海人員和船長,以應付西班牙無敵艦隊的威脅。當時倫敦著名的金融家,麥塞斯公司的經理托馬斯·格雷山姆將自己的房產捐獻出來,建立了格雷山姆學院。開始的目的主要是像他在遺囑中所說的那樣:講授天文知識,行星學說,及其他觀測儀器的使用,以增加海員的能力。教授應當每年以一個學期左右的時間通過講授地理和航海技術,將天文學加以應用……將學院辦成一個培養海軍士兵和軍官的學校。
經過100多年的發展,格雷山姆學院在17世紀中葉已經成為英國科學活動的中心,其中也集中了一大批各個域最優秀的科學家。
該學會的核心人物和發起人有:建築師克裏斯托弗·雷安(1632~1723年),倫敦大火發生後他領導了重建工作,建造了著名的聖保羅教堂;機敏的實驗家和物理學家羅伯特·胡克;博學多才的化學家和物理學家羅伯特·波義耳(1627~1691年)以及數學家約翰·沃利斯和威廉·布龍克爾(16207~1684年)。
當時,牛頓就和這些人過從甚密,時常有學術交往。他們成為牛頓發展自然科學的伴侶。
很幸運,沃利斯的一封信保存至今。對我們而言,這封信是關於當時自然科學所研究範圍的啟發性文獻:
“1645年我在倫敦期間有幸結識了許多可敬人士,他們對目然哲學和人類的其他問題,特別是對我們所指稱的新哲學或實驗哲學有著強烈的求知欲。我們相約每周在倫敦碰頭一次,研究和討論諸如此類的問題……我們的目標是(神學和政府事務除外)討論和考察哲學研究和應用諸學科的問題;如物理學、解剖學、幾何學、天文學、航海學、統計學、磁學、化學、力學和自然實驗。而且根據研究情況決定怎樣在國內外加以提倡和推廣。我們討論了血液循環、血管瓣膜、……淋巴管、哥白尼假說、彗星和新星的性質,木星的衛星、土星的卵形形狀(當這種形狀剛出現的時候)、太陽黑子及其繞自身軸心的旋轉,月亮的不對稱性及其描述、金星和水星的各種盈虧、望遠鏡的改進、以及為此目的而進行的鏡片磨製、空氣重量、真空的可能性或不可能性以及自然與此相反的趨向、托利拆利氏汞柱試驗、重物的降落和加速度等等諸如此類的問題。”
看一下皇家學會章程中所規定的任務也很有意思。裏麵有這樣一段話:
皇家學會的任務和目的是通過實驗獲取關於自然事物的知識,改進一切有用的技能,改進製造業、機械加工方法、機器和發明(神學、形而上學、倫理學、政治、語法、修辭學和邏輯學除外),發掘那些失傳的有用技能技巧和發明。鑒別所有古今重要著述家關於自然、數學和機械,關於發明、設計或實用東西的所有體係、理論、原則、假設、原理、曆史和實驗,其目的是為綜合成為一個全麵可靠的哲學體係,以說明所有以自然或人工形式出現的現象,並說明這些事物的合理原因。