[正版]书店 牛顿(天体力学的新纪元)/发现之旅

本书以牛顿为中心人物展示了近代自然科学的发展，尤其是天体力学的突破，通过生动的人物故事将科学思维的拓展与天体力学的实证相结合，使读者能够走入近代自然科学伟大成就的*现场，体会人类在有限的认知和技术条件下，如何实现对自然和宇宙的科学探索，怎样一步步认知升级，取得科学精神的重要胜利。

*章 意外的假期

第二章 现代天文学的诞生

第三章 从反射望远镜到万有引力

第四章 万有引力！

第五章 胜利，再胜利

见证与文献

图片目录与出处

索引

让-皮埃尔·莫里，1937年生，巴黎第七大学讲师。著有多本物理学教材，以及许多通俗科学读物。著作之一《牛顿》，也收在《发现之旅》系列图书当中。

林成勤，北京大学外国语学院著名法语教授，从事经典著作翻译多年，具有很高的学术修养。

1642年，伽利略去世；那年的圣诞节，艾萨克·牛顿出生。在牛顿出生前几个月，牛顿的父亲已经去世了。两年之后，牛顿的母亲再嫁，然后搬到附近的村子，而把小小的牛顿留给他的祖母抚养。祖孙俩住在伍尔斯索普村的庄园，这个庄园属于牛顿家已经有两百年了。

牛顿14岁时，他的母亲再失丈夫，她带着这次婚姻生下的三个孩子，回到伍尔斯索普村。不久，她让牛顿退了学，回家来管理庄园。这个年轻人显得意兴阑珊；他沉迷于阅读，也喜欢机械。他为小妹造了玩具娃娃屋，还造了一个小风车、一个水钟。他母亲看这样不行，决定还是送他去上学。

牛顿18岁时，进了剑桥大学的三一学院。正当学业完成之际，由于瘟疫流行，他就回到了故乡。

在乡间，牛顿继续做他在剑桥就已开始的研究——光的实验

从1664年起，牛顿就在他的记事本中记下他的实验心得、读书摘记和想法。他常反复沉思伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，也细读笛卡儿的《几何》，以及开普勒的著作。他对光和颜色的现象特别感兴趣。

彼时，他早已知道，阳光穿过玻璃三棱镜，会出现七种颜色。早在1558年，帕尔塔在《论折射》一书中，就细细描述过这个实验。但是，帕尔塔解释颜色的观念，还是基于亚里士多德的想法：光是白色的，颜色是随白光调变而逐渐产生的。

各种色光中，以红、黄光调变的程度*；绿、蓝、紫色调变的程度越来越高，这几色依序混杂愈来愈多的“暗”。当白光通过棱镜，上棱处会变成红色；底处则变成蓝色。很多人以为，这种现象是光穿过厚度不同的玻璃所造成的。底处光线穿过的玻璃厚，就成为蓝色。他们深信，水滴产生彩虹般的现象，原理和棱镜分得出色彩是相同的。

牛顿竭力思考光与颜色的原理。他先从笛卡儿的理念出发，然后加以发挥：或许“光的调变是纯粹力学上的过程，是因为光穿过玻璃时，速度变慢了”。他削磨透镜，制成适当形状，以防止色调变化。他从光中析解出诸色，这是从来没有人做过的。

牛顿恍悟其妙：混合诸色之光，即得“白”光

混合诸色之光，即得“白”光，而且是棱镜使得各色光的折射程度各有不同。几年以后，在一封信中，牛顿自述这个观念是如何孕育而出的：“1666年初，我弄到一个玻璃三棱镜，对素有大名的色彩现象进行探索。为此，我先把房间弄暗，在窗板上钻个小孔，让适量的太阳光进来，并朝着小孔放置三棱镜。照进来的光线，就会透过棱镜折射到对面的墙上。乍见鲜丽、美烈之色相生，甚感怡然有趣。”

他首先注意到，光点不只是有色的，而且色被拉得很长，穿过棱镜之后，“蓝色部分”偏折出来的色块比“红色部分”被棱镜偏折得宽一些。原因何在？是由于棱镜的瑕疵吗？该如何查知？牛顿想试试看，便在*块棱镜后面放上另一块倒过来的棱镜。依他推测，这偏折应该与棱镜的质地无关，而应是功率的问题；现在这样倒放一块棱镜之后，功率的偏差会得到补偿——果然，光点现在又圆又白；证明棱镜确实没有任何瑕疵。

牛顿渐渐进入他称为“决定性”的实验：他让光从窗板上的一个孔进来，然后隔离出由棱镜产生的光点的蓝色部分，再把这蓝色光发射到第二块棱镜上。可以看到蓝光也偏折了，同时，蓝光并没有扩展。

这一次，牛顿果然找到答案了：太阳的“白”光，的确是由各色的光混合而成的，是棱镜使各色光偏折的角度不同。从这个实验之后，牛顿反复做了许多有关光与颜色的实验，他发现，有好几种混合各色光的方法，都可以得出“白”光。

说来奇怪，牛顿对这非凡的发现三缄其口

他的缄默是有原因的。牛顿还只不过是一个大学生，他心知肚明，一个如此革命性的发现，必然会触怒教授。五年以后，当他也晋升为教授，并发明了反射望远镜，而得到他的同事的承认之后，他才把昔日的发现公之于世。

终其一生，他总是在不得已的情况下，才公布自己的发现；若要他主动宣布，那是有违他个性的。牛顿所关心的，是做实验和累积证据；其他的事他毫不在意。再说，他生性腼腆又近乎孤僻，怕与人争执，怕听讨论事物时的争吵声，像伽利略那样乐于议论，对他来说是格格不入的作风。

他发现光的混合性，守了五年秘密；若要知道另一个更重要的发现，得耐心等上二十年。

这个二十年以后才公开的重大发现，堪称是“神奇年”（1665—1666）里，**绝妙的成果——引力，万有引力……凝视苹果和月亮……发现宇宙万物的原动力

古往今来，当天才进出灵感的火花时，经常带来意想不到的变动和不安。而这个爆发灵感的时刻，往往也被形容得非常离奇。信不信由你，在传说中，牛顿是这样领悟出万有引力概念的：

伍尔斯索普村，怡人的秋夜。牛顿坐在苹果树下，一面望着月亮，一面沉思。忽然，一颗苹果掉落到地上。所有的东西一旦失去支撑，必然会坠落，那么，月亮呢？它也没有支撑，它为何并不坠落呢？刹那间，牛顿“看见”答案：月亮也下坠！

月亮要不是一直向前行，消失在无限远处，就是会落向地球。牛顿进一步推论，月亮确实会下坠，然而由于它的“切向速度”非常大，大到它足以一方面向心下坠，一方面又恰好保持一定的轨道，绕地球运行，而且与地球维持一定的距离。

如果前述的推论成立，月球是绕着地球转的，那么，地球和其他行星绕着太阳转；伽利略*得意的发现——木星诸卫星，绕着木星转；惠更斯*近发现的土星卫星泰坦，绕土星转……

太阳系里众星运行；秋夜里，伍尔斯索普小村内一个苹果坠落于地……这些现象是不是都可追溯到同一个源头？找到同一种解释？

P14-22

在相对论出现之前，他的理论是*完美的，他用头脑测量宇宙，被视作“自然之魂”，他就是牛顿。

从苹果坠地，悟出行星运转的规律；牛顿汲取了他那个时代所有的科学知识，整合出一套完整的理论，用来诠释一切可以观察的事物。他的《自然哲学的数学原理》，为近代科学奠定了基础。这个拥有伟大心灵的人，行为举止却如同隐士……

仰望不如接近，看牛顿如何开启天体力学新纪元!