牛顿在观察这个世界时就像拥有额外的感知器官，可以窥探到事物表面
之下的框架、骨骼或轮轴。他感觉到了底层结构。他的视野因他内化了
的几何和微积分而得到增强。他跨越领域内的巨大差异，把看似迥然不
同的物理现象联系了起来。当他在剑桥的球场上看到网球转向时，他还
窥见了空气中无法为肉眼所见的涡旋，并把它们与他儿时在伍尔索普满
是岩石的溪流中观察到的漩涡联系了起来。一天，当牛顿在基督学院观
察一个在玻璃罐中产生了近真空的气泵时，他还看到了无法被看到的东
西，即一个不可见的悖象：玻璃罐里面的反射似乎没有发生任何改变。
没有人的目光可以如此锐利。尽管牛顿的世界孤独离群，但它并非荒芜
一片，他在这个世界里成日成夜地与各种形状、力、思想进行交流，其
中一些是真实的，另一些则是想象的。
1675
年，牛顿前往伦敦，并最终现身皇家学会。他见到了那些此前相
隔甚远的朋友和对手，这些人通过奥尔登堡的信函互通想法。这些“道
成肉身”的名家中就有罗伯特·玻意耳，长牛顿十五岁，他是胡克的导
师。玻意耳是个狂热的微粒论者，他在自己饱受争议的巨著《怀疑的化
学家》（ The Sceptical Chymist）中提出了一种关于基本微粒的理论，认
为物质是由它们构成的。他相信，所有的自然现象都可以通过这些原子
合成和组成混合物来解释，这些混合物有的完美，有的不完美，但都不
如黄金完美。1 玻意耳相信炼金术士最伟大的梦想，那就是把贱金属转
化成黄金，但他却谴责了炼金术士秘而不宣的传统——“他们以晦涩、
模糊、几乎如谜般的方式来表达他们假意教授的东西”。2
1玻意耳，《怀疑的化学家》，第 57 页。但是，从现代意义上来说，他不太相信黄金是一
种元素。
2同注 1，第 3 页。
他们完全不在乎所写的内容能否被理解，哪怕是被他们称作“技艺
之子”的读者理解起这些内容也困难重重、如履薄冰。
玻意耳的气泵实验众人皆知，而他对色彩的研究则反过来激励了胡克和
牛顿。他对牛顿的到来表示了热烈的欢迎。
在接下来的几个月里，牛顿回到了剑桥，开始撰写新的手稿。他用热情
洋溢的话语写下了自己的微粒理论。在这部手稿中，终于出现了牛顿
的“假说”——他接受了这个此前自己强烈否认的标签。“一种假说，”他
这样命名道，“解释了我在几篇论文中讨论过的光之特性。” 3 但牛顿谈
论的不仅仅是光，他着眼的是整个自然界。宿敌胡克步步紧逼。牛顿
说：“我发现一些大师的头脑中处处萦绕着假说，就好像我的论文需要
假说来解释一样。”牛顿指出，当他抽象地谈论光和颜色时，“一些
人”并不能完全理解他的意思，但如果附上说明，他们就立刻明白了，
而这个说明就是“假说”。
3“假说”的各种其他版本在《通信集》中体现得最为清楚：牛顿致奥尔登堡的信，1675 年
12 月 7 日，《通信集一》，信函 146。
牛顿希望奥尔登堡在皇家学会的集会上宣读这些内容，但不要将其发
表。他还希望听众能够理解一种微妙的修辞手法。他并没有宣称一种数
学的确定性，即便有，也是为了方便起见，4 他选择“在谈论它时，就好
像我对它做出了假设并宣称它是可信的”。牛顿说道，不要让任何人“觉
得我有义务去回复针对这一内容的异议，因为我所希望的是拒绝被卷入
如此麻烦且无用的争辩之中”。
4“为避免拐弯抹角”，同注 3。
这叠寄给奥尔登堡的论文 5 把计算和信仰融为一体，是想象力的产物。
其内容试图揭示的是物质的微观结构。在数代人中，只有寥寥几人在论
文被宣读时接触到这些内容，然后在 1675 年 12 月至次年 2 月的皇家学
会的所有会议上对其进行了热烈的讨论。牛顿对物质的核心进行了更加
深入的探究，这是显微镜力所不能及的。通过一系列实验和联想，他似
乎感到自然界的基本微粒已经超出了他的视野范围。的确，他曾预言，
放大效果达到三四千倍的仪器可能会将原子带进我们的视野。6
5论文中除了“假说”（未在牛顿生前出版），还包括《观察论述笔记》（“Note
on
the
Discourse of Observations”，数十年后几乎分毫未动地被改编成《光学》的第二卷）。
6高估了大约一千倍。《通信集一》，信函
391
n.；托马斯·伯奇，《皇家学会史》
（ History of the Royal Society），卷三，第 303 页；S. I. 瓦维洛夫，《牛顿与原子理论》
（“Newton and the Atomic Theory”），参见《皇家学会：牛顿诞生三百周年纪念》（ The
Royal Society : Newton Tercentenary Celebrations），第 48 页。
牛顿看到了各种各样有待解释的现象，而且几何学十足的确定性已经达
到了其效用的极限。化学活动千姿百态，比如在相互影响时多少带
些“社交性”的植被和流体的演进过程。牛顿没有对任何问题视而不见，
因为这些问题太过神秘或难解。他对一个揭露电之本质的实验做出的生
动描绘令相隔遥远的皇家学会会员感到迷惑，电是一种某些物体在受到
刺激时获得的能量：他用布料摩擦玻璃盘，然后在纸屑上方挥舞玻璃
盘。纸屑欢蹦乱跳了起来：
有时跳到玻璃盘上，停留一会儿之后又跳下来，待一会儿后又再次
跳上去，或许再这么上下反复一次……有时候与桌面成直角排列，
有时又排成斜线……或是飘忽地翻转，就好像在旋风之中。7
7《通信集一》，信函 146。
牛顿着重强调了“无规”运动，而且他感到无法从机械角度以纯粹物质对
物质施加压力的说法来解释。他当下想要了解的不是静态世界，也不是
井然有序的世界。太多的事情无法一次解释清楚：一个流动中的世界，
一个充满变化甚至混乱的世界。牛顿诗兴大发：
对自然界来说，它是循环不息的劳作者，令固体中生出流体、流体
中生出固体、挥发物中生出不挥发物、不挥发物中生出挥发物、管
中窥豹、见微知著，生出一些可升腾之物，并造就上层陆地的液
汁、河流和大气；并因而生成另一些可沉降之物…… 8
8《通信集一》，信函 366。
古人常常猜想以太的存在——一种超越元素的物质，比空气或火焰更纯
净。牛顿此时把以太作为一种假说提了出来，将它描述为“构成大体与
空气相同的介质，但远为稀薄、精细，而且更有弹性”。正如声音是空
气的振动，或许以太也是一种能振动的介质，只是它的振动要更为迅速
和微小。牛顿估计，声波的波长约为一英尺或半英尺，而以太振动的间
距则不到十万分之一英寸。
这个以太是一种哲学对冲，一种挽救用机械风格对看似非纯机械过程加
以解释的方式：磁体附近的铁屑自动排列成曲线，显现出“磁流体”；即
使被密封在玻璃瓶中，金属也会发生化学变化；钟摆在没有空气的玻璃
瓶中摆动时间要长得多，但最终还是会停摆，这就证明“玻璃瓶中存在
某些更精细的东西减弱了钟摆的运动”。9 机械论者致力于消除这种神秘
的影响——没有接触的神秘作用。比空气更精细但依然具有实体性的以
太或许可以传输力量、精气、蒸气、呼气和凝结。或许是以太之风吹起
了那些飘动的纸屑。或许是大脑和神经传递了以太精气——灵魂通过神
经促动肌肉，从而令其获得灵性。10 也许火、烟、腐败和动物运动都源
于以太的激发、膨胀和收缩。或许这个以太充当了太阳的燃料；太阳或
许吸收了以太精气，“以保持其光芒，并防止行星与它渐行渐
远”。11（苹果掉落已是陈年旧事，但万有引力依然遥不可及。）
9牛顿的物理直觉在这里未能发挥作用，因为他忽略了真空中钟摆的另一个阻力源（摆绳
内的摩擦），但数年后，在《原理》问世前不久，他更加仔细地重复了这一实验，并开
始失去对以太的信念。参见理查德·S.
韦斯特福尔，《关于易折射猝发的不安之断想》
（“Uneasily Fitful Reflections on Fits of Easy Transmission”），参见罗伯特·帕尔特的《奇
迹之年》，第 93 页和第 100 n. 页；以及《空气与以太》（（De ?re et ?there），Add
MS 3970。
10《通信集一》，信函 368。
11他补充说：“而且他们还可以假设，这种精气提供或带来太阳能和光的物质原理；而且
存在于我们和恒星之间的广袤以太空间为这种太阳和行星的食物提供了足够的储藏空
间。”《通信集一》，信函 366。
胡克在听奥尔登堡大声念诵牛顿的来信时不断听到自己的名字。“胡克
先生，您大概还记得，您当时讲到光线离奇的偏离……在剃刀的边
缘……”确实，胡克在 1675 年早些时候提出了自己对这一现象的新发
现，这个现象后来被称为衍射：光在锋利边缘的弯曲。波的干涉是解释
衍射的一种方法（量子力学问世前的唯一方法）。光线的这种扩散是否
最终意味着它可以弯曲，就好像声波看起来会在拐角处转弯？牛顿表示
他不确定：“我觉得这只是一种新的折射，或许是由在抵达不透明物体
之前开始变得稀少的外部以太引起的……”但牛顿记得胡克
高兴地回复说，尽管它应该只是一种新的折射，但它就是“新的”折
射。这个意料之外的答复只不过认为一种新的折射可能是一项跟与
光有关的任何事物一样卓越的发明，它意指何处，我不知道。
一项卓越的发明，牛顿赞同这个说法。但他记得在胡克的报告之前就曾
读到过有关这个实验的内容。牛顿不得不提到法国耶稣会士奥诺雷·法
布里曾描述过这个实验，而法布里则是从博洛尼亚数学家弗朗西斯科·
马里亚·格里马尔迪那里获悉这个实验的。12 它并非胡克的发现。
12《关于光、色与潮汐的物理–数学探讨》（ Physico-mathesis de lvmine, coloribvs et iride，
1665 年）。
胡克被激怒了。在随后的几天晚上，他在咖啡馆和朋友碰面，并告诉他
们牛顿强占了他的脉冲理论。毕竟，牛顿用了“大小不一的振动”来谈论
颜色。大幅振动是红色，或按照牛顿更为谨慎的说法，给人红色的感
觉。小幅振动产生紫色。颜色之间唯一的差别是振动幅度的可量化的细
微差别。牛顿没有提到“波动”，胡克也没有：波动在当时仍属于一种海
洋现象。两人都遭遇了词汇匮乏的阻碍，但牛顿的所见正是胡克的所
求。
这对于胡克来说是难以忍受的。在专门讨论牛顿“假说”的第二次会议结
束时，胡克甚至宣称牛顿工作的主要部分在他的《显微图谱》中都
有：“牛顿先生不过是在某些细节上做了拓展。” 13 奥尔登堡很快就把胡
克的这一说法告知了身在剑桥的牛顿。
13托马斯·伯奇，《皇家学会史》，卷二，第 269 页；《通信集一》，信函 407 n.。
牛顿予以了还击。他在回复奥尔登堡的信中写道：“就像对胡克先生的
含沙射影，我无须对他的任意妄为太过在意。” 14 牛顿希望避免“对胡克
先生做出任何不合理或不愉快之事的倾向”。因此，他对逻辑链和优先
权进行了分析。首先，胡克究竟做了什么工作？我们必须“剔除他从笛
卡儿或其他人那里借来的东西”：
14牛顿致奥尔登堡的信，1675 年 12 月 21 日，《通信集一》，信函 150。
存在一个以太。光是这个以太的活动。以太以不同的程度穿过固
体。光最初是匀质的。颜色来自光线的变化——加速形成红色，减
速形成蓝色，所有其他的颜色均来自红色和蓝色的某种混合。
胡克所做的一切只不过是把笛卡儿设想的以太里的挤压运动转变成了振
动运动。笛卡儿的小球就是胡克的脉冲。牛顿总结道：
所有这些，我跟他没有任何共同之处，只不过我假定以太是一种可
振动的介质，我这个假定的用途大有不同：他认为以太会自己发
光，而我认为它不会。
至于其余的——折射、反射和颜色的产生，牛顿表示自己所有的解释都
与胡克的截然不同，就好像要“颠覆他所说的一切”。牛顿语带讥讽地补
充说：“我料想他会允许我使用我费尽心力发现的东西。”
胡克戳中了牛顿对光的理解的软肋。光是微粒还是波动？眼下，牛顿在
这个问题上举棋不定，而人类也将在这一问题上继续摇摆，一直到 20
世纪，物理学家们才通过接受这一悖论的方式消解了它。牛顿既袒露也
隐瞒了自己的不确定。他玩了一场微妙的游戏，改变了“假说”这个词的
惯常含义，试图对他所知道的和他被迫假定的加以区别。他假定了以太
（神秘甚至具有灵性）的存在，因为他眼下无法摒除这一事物。
奥尔登堡（与胡克并非朋友 15）选择在皇家学会的下一次会议上出其不
意地宣读牛顿的回应。最终，在数年假人之手的唇枪舌剑之后，胡克决
定拿起笔亲自和对手交流。16 胡克采取了一种谦恭的哲学语气。他说自
己怀疑牛顿受到了误导，他曾有过遭遇此类“险恶做法”的经历。他不想
去争高低、发生不睦或被“卷入此类争斗之中”。他宣称“我们是两个很
难让步的竞争者”。“我料想你之所愿和我之所愿目的相同，那就是发现
真相，而且我认为我们都可以容忍听取异议。”
15胡克和奥尔登堡在另一件事上相争不下，奥尔登堡大力推介惠更斯发明的螺旋游丝调校
手表，但根据胡克的说法，这种手表他在之前就发明出来了。现存的胡克日记中几乎没
有提到过牛顿，但奥尔登堡的名字却经常出现，比如，“撒谎的狗奥尔登堡”“奥尔登堡奸
诈的恶棍”。胡克，《日记》，1675 年 11 月 8 日和 1673 年 1 月 28 日；玛格丽特·埃斯皮
纳斯，《胡克传》，第 99 页和第 65 页。
16“致我备受尊敬的朋友，住在三一学院的艾萨克·牛顿先生……”胡克致牛顿的信，1676
年 1 月 20 日，《通信集一》，信函 152。
牛顿在两周后做出了他那著名的回复。17 如果说这场决斗的武器是虚与
委蛇的礼貌和华而不实的敬意，那么牛顿同样会去使用它。他说胡克的
做法符合了“真正的哲学精神”。他表示非常乐于接受私下通信的提
议。“在许多旁人面前所要考虑的，少有接近真理的东西；但在私交甚
厚的朋友之间，取而代之的则是切磋而非争吵；因此，我希望这将在你
我之间得到印证。”然后，就他们之间的争论，牛顿写下了一段字斟句
酌、流露出含糊赞赏和崇高情感的话：
17牛顿致胡克的信，1676 年 2 月 5 日，《通信集一》，信函 154。
笛卡儿所迈出的是出色的一步。您又在几个方向上有所推进，尤其
是把薄盘颜色纳入了哲学的思考范畴。如果我曾经看得更远，那是
因为我站在巨人肩上。18
18一些评论家欣喜地注意到，从字面意思上来说，胡克并非巨人，他的身材矮小扭曲。胡
克的同代人约翰·奥布里在《名人小传》（ Brief Lives）中将他形容为“不过中等身材，身
形有些扭曲，脸色苍白，脸小而靠下，头却很大”。这似乎很难跟牛顿的措辞联系起来。
显然，“巨人的肩膀”已经是一个流传了几个世纪的习惯表达了；罗伯特·莫顿对这一表达
进行了最具权威性的追根溯源。
牛顿和胡克的私人哲学对话从未发生过。直到将近两年之后，他们才开
始再次沟通。那时，奥尔登堡已经去世，胡克接替他担任皇家学会秘
书，而牛顿在三一学院的房间里越发闭门不出。
