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牛頓的後半生

2022-02-14由 高山流水覓青春20 發表于 歷史

1699年在任造幣局局長後,他推薦惠斯頓繼任盧卡錫數學講座教授並實際任教。同年2月,他被法國科學院選為國外院士,在11月30日當選皇家學會理事會成員。同年,住在倫敦的瑞士數學家法蒂歐向英國皇家學會呈交一篇論文,文中提出牛頓是微積分的“第一個發明者, 並且領先了好幾年, 而萊布尼茨這第二個發明者是否從別人那裡搞了什麼東西,我寧願有我自己的判斷”。

在1701年牛頓又一次當選劍橋的上議院議員, 12月10日辭去劍橋大學的盧卡錫數學講座教授,由惠斯頓正式接任。1703年3月3日,胡克的去世和歷年的理事會成員的缺位,為牛頓當選皇家學會主席去掉了一個障礙。11月30日,牛頓當選皇家學會主席,從此一直連選連任到他去世,達25年之久,按5年一屆計算,共5屆,成為英國皇家學會史上任期最長的主席。他在任期內,根據造幣局的經驗,主要搞管理。在一般情況他總是出席理事會和皇家學會會議,並參與管理和討論具體學術問題。I •B •柯恩稱他“以鐵腕統治皇家學會 ”,他被認為是皇家學會歷史上最負責和搞得好的主席之一。

1704年,牛頓的《光學》英文版發表,並附《疑問1》至《疑問6》。

1705年4月16日安妮女王及其丈夫喬治親王訪問劍橋大學,在三一學院院長本特雷居住的三一學院公館內舉行宮廷會議,授予牛頓、該校副校長艾里斯和蒙塔格三人以爵士。這是英國第一次給科學家封爵位,從此,牛頓的名聲從科學界走上了社會。這一年上議院解散重選,牛頓以第四名落選,原因是他離開劍橋,影響減小。同年,萊布尼茨在《學術學報》上匿名發表評論牛頓的光學的文章,暗示牛頓的流數是將他的微積分改頭換面的產物,從而又醞釀著一次爭論。

1706年,牛頓委託S •克拉克將《光學》譯成拉丁文出版,附有《疑問7》至《疑問16》。

1708年,牛津大學天文學家凱爾在《哲學會報》上發表兩篇文章,一篇是關於微積分的最早發明者,對萊布尼茨提出指控。萊布尼茨因此提出控告,要凱爾公開向他道歉。

1709年前,本特雷一再敦促牛頓發表《原理》第二版,並推薦劍橋大學的普留姆任講座教授,青年物理學家 R •科茨負責修改和出版,牛頓對他表示信任。

1710年,萊布尼茨發表《關於上帝善行的自然神學論著》一書,反對牛頓的引力理論和原子與虛空觀點,並第一次提出牛頓的引力傳遞思想是“超距作用 ”,強加於牛頓,從此此詞被規範化,此外,他認為牛頓提出絕對時空就是無視上帝創世。這一年,貝克萊主教發表《人類知識原理》一書,認為牛頓的絕對時空說法是反對上帝創世,說微分是“逝去的量的鬼魂 ”,用上帝的意志批駁萬有引力定律,他是宗教界反對牛頓的代表。

1711年2月和3月,萊布尼茨兩次寫信給斯勞恩,說凱爾的錯誤走得太遠了,要求皇家學會迫使凱爾公開宣告進行中傷的意思不是他自己的,把矛頭指向牛頓。作為皇家學會秘書,斯勞恩將信件向皇家學會宣讀,而凱爾的答覆信也在皇家學會上被宣讀並抄送萊布尼茨。至12月19日,萊布尼茨又寫信給斯勞恩,說凱爾攻擊了他,得到了一個向上爬的稱號,而且不瞭解情況,萊布尼茨要牛頓表態。《學術學報》的評論員在此刊物上發表以剽竊責怪牛頓的文章,使爭論的性質突變。

1712年3月皇家學會成立一個委員會,由哈雷等六人組成,4月24日寫出報告,得出四點結論,內容主要是考林斯等在多年的通訊中將牛頓的流數法內容告訴了萊布尼茨,1676年佩爾博士曾經提醒過後者說那是牛頓的方法,流數法與萊布尼茨的微分法除去名字和符號外完全一樣,並最後肯定牛頓是微積分的第一個發明者,萊布尼茨是第二個發明者。此報告一通過後,寄給萊布尼茨一個抄本。英國王喬治一世過問此事,問牛頓何時發表答覆萊布尼茨的信,於是牛頓寫了一封長信。關於《原理》第二版的發表,在牛頓和本特雷的支援下,科茨承擔修改、寫序言和與出版有關的工作。牛頓做了多處重要修改,對天體在軌道上運轉力的確定作了補充和說明,使流體阻力理論的研究精確化、完善月球理論和二分點原理,並以豐富的彗星軌道計算使彗星理論更精確等。科茨說他修改約達幾百處。二版的序言是先由科茨寫了提綱,牛頓看過提綱卻似乎未看序言全文。由於此序言中有兩句關於重力與物質關係的含義模糊的話,引起一些讀者特別是萊布尼茨和布卡爾——惠更斯學派的抨擊和反對,他們認為“在一切物體中發現重力屬性,重力在一切物體的基本性質中佔有一席之地和地球的物體中的重力性質就是認為重力是內在固有的本質屬性,因而就是超距作用”。這個序言在1712年進行修改和研究之後,於1713年5月12日寫成。它在不久後導致牛頓學派與萊布尼茨的又一場新的激烈論戰 。《原理》的拉丁文第二版於1713年發表。

1714年,根據船長和船商們希望測定海上緯度的要求,皇家學會成立以牛頓為首的四人委員會,牛頓提出四條方案,上議院一致透過。此項想法的原提出者之一惠斯頓在技術問題上與牛頓的文案有分歧。 這一年喬治一世即位,宮廷對牛頓很重視,特別是威爾士親王及其王妃對牛頓十分敬重,並與萊布尼茨也有通訊關係。1715年11月,萊布尼茨在給王妃的信中說 :“牛頓的哲學不僅在物理學上是錯誤的,並且對宗教的利益是有傷害的。” 他認為自然宗教在英國正迅速衰落,說牛頓和英國的自然神論哲學家“與那些唯物主義者完全一樣 ”,竭力“貶低”英國哲學家的人格。萊布尼茨的攻擊信在宮廷中成了話題,傳到喬治一世耳裡,他希望牛頓會回答。他看了關於微積分論戰情況的清單後,很關心爭論的哲學方面,隨後就出現了萊布尼茨與克拉克之間的通訊和論戰問題。S •克拉克是牛頓的學生、朋友和支持者,1705年曾受牛頓的委託將《光學》譯成拉丁文並在1706年發表。萊布尼茨在給威爾士王妃的信中談了他對《原理》的意見,王妃將信轉給 S •克拉克,從此他與萊布尼茨通訊,來往信件各五封,後來由克拉克編輯出版,關於這些信中的觀點和分歧,克拉克的看法和牛頓的看法是一樣的,即原子論、絕對時空、萬有引力、上帝創世後一切按自然規律運動和變化,上帝與時空是分立的。萊布尼茨的觀點包括五個方面:

(1)英國自然宗教日趨衰落,唯物主義的原理和方法的謬誤是對上帝不虔誠 。《原理》的作者與唯物主義者是一樣的。唯物主義者和斯賓諾莎是錯誤的。

(2)物質可以無限分割並充滿空間,承認原子和虛空等於上帝創造非常完美的產品和從此不再需要創造了,違反充足理由律。

(3)時空是上帝創造的,僅有創造物。時空就在上帝的觀念中。

(4)空間是同時存在的一種秩序,時間是物質接續位置的秩序。空間和時間是相對的。相信絕對的和無限的空間與上帝等同及空間由部分組成,客觀存在的東西就不能屬於上帝,上帝不能改變和毀滅它,而在上帝之外還有無限多永恆的、非創造的東西。

(5)迴轉運動物體沿切線飛出去是自然的,否則必有創造物作用。因此,物體超距作用的相互吸引而無任何東西中介,這是超自然的,因為它不能透過物體的本性予以說明。

1716年11月14日,萊布尼茨去世,他與克拉克通訊中斷。在二者的通訊論戰過程中,牛頓始終沒有參與。

1717年4月1日,牛頓發表《光學》英文版的第二版,補充了《疑問17》至《疑問24》和《宣告Ⅱ》。 這些補充是在1706年之後,經過與萊布尼茨和笛卡爾——惠更斯學派的激烈爭論,需要把一些有待進一步研究的第一批問題及各種可能想法提出來探討,並且,鑑於萊布尼茨等一定要把重力物質的內在本質屬性說成是“超距作用”並強加於科茨和牛頓,牛頓不得不提出一個宣告在這一版中發表,以正視聽。

1712年,《光學》第三版發表,又補充了《疑問25》至《疑問31》, 特別在《疑問28》、《疑問30》和《疑問31》中,牛頓經過進一步考慮,並鑑於多年來關於引力的本質與傳遞機制的爭論和關於光的本質與傳遞機制的爭論情況,以及在科學思想和方法上需要進一步闡明,他綜合考慮了各種觀點及其可能性,作為幾個問題提出來進行探討。

在1718年,牛頓有一次同威爾士王妃談起他過去研究的年代學體系,她通知說在向她講時需要一個抄本,由於只是幾篇論文手稿,牛頓答應搞出一個提要送她,但要保密,提要的題目是《從歐洲事物的最早回憶至偉大的亞歷山大征服波斯編年簡史》。 一個法國書商切瓦萊得到英國皇家特許將它譯成法文出版,書名是《切瓦萊•牛頓的年代學提要》, 出版後在1725年11月送給牛頓一本。在牛頓去世前,他終於寫成一本編年史鉅著《古王國變遷年代學——從歐洲事物的最早回憶到偉大的亞歷山大征服波斯編年簡史》。

1722年時,牛頓希望發表《原理》第三版,他曾多年做準備,但是他的得意助手科茨已於1716年早逝,惆悵之時偶然與一位青年物理學者彭伯頓交談,因為編寫這樣一本宏著需要豐富的數學知識和對牛頓的發明與發現有一定了解。於是,牛頓與他隨便談論與這些有關的各種課題,一起看《原理》, 當牛頓了解到這位還未得到碩士學位的青年對這一切有比較好的知識基礎時,就深入地說明自己的發現,介紹有關的情況。熟悉不久,牛頓請他負責《原理》第三版的工作。牛頓在這一版序言中,說他是“在這類事情上極其熟練的人”。 第三版對流體阻力做了更廣泛的處理,補充了物體在空氣中落下阻力的一些新實驗,對月球因引力保持在軌道上的論證做了詳細說明,藉助於對1680年慧星出現的觀察,得出用拋物線軌道可以極其近似地描繪彗星運動,與橢圓軌道之用於行星運動幾乎一樣準確。第三版於1726年3月出版。在牛頓去世後, A •莫特將《原理》從拉丁文譯成英文,於1729年出版。牛頓在去世之前已將《光學》第四版準備好,死後於1730年出版。

牛頓在1722年就感到小便不方便,當時知道是膀胱結石,無法醫治,用食物療法和其他預防方法,能減輕痛苦,甚至可長時間不痛。因此,他不再乘馬車而改坐椅子外出,雖還吃一點肉,卻主要喝肉湯、吃蔬菜和水果。在1724年8月,豌豆大小的結石分成兩塊排出來,後來好轉。1725年1月,他感到劇痛,小便困難,到肯辛敦居住後,又好轉,至1725年2月患雙腳痛風,因年老有病辭去造幣局局長職務,由他妹妹的女婿 J •康杜伊特繼任。由於注意休息,肯辛敦的空氣新鮮和注意療養,牛頓在兩年中病情似乎穩定下來,總想出外散散心。

於是,在1727年2月28日去倫敦主持皇家學會會議,此後幾天似乎比過去幾年的情況要好。但是,因為他參加會議、出訪和接待來訪,十分勞累,感到很難受,就於3月4日回肯辛敦,醫生診斷是膀胱結石造成的。15日自感好些,18日早晨能夠讀報並同醫生長談。但是,至晚6時失去知覺,20日早晨2時死去。牛頓,這位85歲高齡的科學巨匠,經過 63年的科學生涯之後,終於走完自己為千秋萬代立下豐功偉績的一生,他的遺體從肯辛敦送到倫敦,3月28日停放在耶路撒冷會館,然後又被移到威斯敏斯特教堂。抬他的棺材的人有 H •錢塞洛爾勳爵、蒙特洛斯和羅克斯布林公爵、彭布洛克、薩塞克斯和麥克萊斯菲爾德伯爵, M •牛頓爵士為主要送葬人,其他送葬人有一些親友和牛頓病時熟悉的人。牧師們和教堂合唱隊出席了葬禮,由洛切斯特教區的主教主持並致悼詞,牛頓的靈樞在祈禱和哀歌聲中,葬於威斯敏斯特教堂歌唱班入口處的左面。

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