第一章 他适合做什么？第二章 一些哲学问题第三章 用运动解决问题第四章 两个伟大的天体第五章 身体与感觉第六章 即使不是最重大的发现，也是最奇特的发现第七章 勉为其难与反击第八章 在旋风的中心第九章 万物皆可腐坏第十章 异端、亵渎与盲目崇拜第十一章 最初的原理第十二章 每一个物体保持其状态第十三章 他和其他人一样吗？第十四章 没有人能够在其主持之案件中作证第十五章 大理石般冷静的头脑
说明
致谢
人名对照表
作者简介
牛顿像
46 岁的艾萨克·牛顿，戈弗雷·克内勒爵士创作的肖像画，1689 年经朴次茅斯庄园受托管理委员会（Trustees of the Portsmouth Estates）的友情许可。
杰瑞米·惠特克拍摄。
献词
献给托比、伽勒布、阿什和威尔
引述
我问他找谁做的这个东西，他说是他自己做的；我问他从哪儿找来的工具，他说是他做的，并笑着说：“如果我等着别人帮我制作工具和其他东西的话，那我就什么也做不成了……”
见牛顿在去世前一年留下的回忆录，其中记录了他制作第一台反射望远镜的过程，由其外甥女的丈夫约翰·康杜特于 1726 年 8 月 31 日记录在备忘录中。Keynes MS 130.10。
前言
艾萨克·牛顿曾经说过，他因为站在巨人的肩膀上才得以看得更远，但
他并不相信这一点。他出生在充满黑暗、蒙昧和迷信的世界，过着一种
异常纯粹而执着的生活，没有亲朋和爱人，与相遇相识的贤人志士龃龉
不断，还曾经不止一次濒临疯癫，对自己的工作秘而不宣。尽管如此，
他对人类核心知识的发现却是古今无人能及的。他是现代世界的首席设
计师。他解答了光和运动的古老哲学谜题，而且卓有成效地发现了引
力。他告诉世人如何预测天体的运行轨迹，让我们得以确定自己在宇宙
中的位置。他让知识具有了实质性的内容：定量且精确。他所创立的原
理被称为牛顿定律。
孤独，是其天赋中的本质部分。他在青年时代就自学并重新发现了人类
已知的大部分数学知识，之后发明了微积分——现代世界借以理解变化
和流动的机制，却没有跟外界分享这一宝藏。他在硕果累累的岁月中欣
然安于离群索居，全心投入最为隐秘的科学探索——炼金术。他惧怕曝
光，羞于应对非难与争论，极少将自己的成果公之于众，但对宇宙的重
重谜题迎难而上，在庞杂与隐秘中揭开谜底。即便在成为国民偶像——
艾萨克·牛顿爵士、英国皇家铸币厂厂长和英国皇家学会主席之后，他
依然与其他哲学家不亲不近，他的肖像被印刻在勋章上，他的发现在诗
句中传颂。
牛顿在去世前曾说：“我不知道这个世界会如何看我，但就我自己而
言，我不过像是个在海滩上自得其乐的男孩，时不时发现一颗比较光滑
的卵石，或是一枚比较漂亮的贝壳，而整个真相的海洋就在我的眼前，
我却对它一无所知。” 1 这一令人回味的比喻在此后的数百年间被人频频
引用，但无论是童年时还是成年后，牛顿从未在海滩上玩耍过。他出生
在偏远的乡间，父亲是个目不识丁的农夫，他生活在一个四面环海的国
家，向世人解释了月球和太阳如何牵引海水形成潮汐，但他有可能从未
眺望过海洋。他凭借抽象思维和计算揭开了大海的神秘面纱。
1牛顿的第一位传记作者布鲁斯特在 1831 年出版的《艾萨克·牛顿爵士的一生》（ The Life
of Sir Isaac Newton，第 303 页）中惊呼道：“虚荣且傲慢的哲学家们真该好好学学！”孜孜
不倦地阅读、心怀未解疑问的牛顿对弥尔顿的诗句心有戚戚〔《复乐园》（ Paradise
Regained），320-321〕。
他们
继续不断地读书，而不用同等的
或更高一等的精神和判断力来读，
如果他们有了这样的精神和判断力，
又何必向别处（书中）去寻求呢？
读书之后，仍然是犹豫不定，
虽然读破书万卷，而自己却浅薄，
粗野或陶醉，只是搜集玩具而已，
牛溲马勃，兼收并蓄；
好像小孩子在海滩上采集石子。
牛顿的生命轨迹在地球表面至多长 150 英里 2：从英国林肯郡的小村向
南至剑桥大学城，再到伦敦。1642 年的圣诞节（当时英国使用的仍是
儒略历，但这一历法和实际的太阳运动已经产生偏差），他降生在一幢
石头农舍的卧房里。他的父亲老艾萨克·牛顿是个自耕农，35
岁时成
婚，婚后不久就病倒了，并在儿子出生前去世。英语中有一个专门的词
用来形容这样的孩子：遗腹子（posthumous child），人们认为遗腹子跟
父亲不会太像。
21 英里≈ 1.609 千米。——译者注
老艾萨克·牛顿身后没留下什么东西：几只绵羊、一些大麦和几件简陋
的家具。他在遗嘱上的签名是“X”，因为他和当时绝大多数的乡下人一
样，既不会读也不会写。他生前在伍尔索普庄园耕种田地，那里有树
林、开阔的荒地、小溪和泉水，贫瘠的土壤下面是灰色的石灰石，几间
用这些石灰石建造的房屋要比用木材和黏土建造的普通棚屋更结实。附
近有一条罗马帝国时期开辟的道路，由南向北穿行而过，昭示着依然未
被超越的古代科技。有时候，孩子们还能刨出几枚古币，或是古代房屋
或城墙的残骸。3
3威廉·斯塔克利，《艾萨克·牛顿爵士生平回忆录》（ Memoirs of Sir Isaac Newton's life），
第 34 页。
艾萨克·牛顿活到了 84 岁，生前患有痛风，家资巨万。他于 1727 年初
冬天结束时在伦敦去世，死前饱受肾结石的折磨。英格兰首次为一个在
思想领域取得非凡成就的国民举行了国葬。一位大法官、两位公爵和三
位伯爵为他扶棺，皇家学会的大部分成员跟随在后。牛顿的遗体在威斯
敏斯特大教堂里停放了八天，随后被葬在大教堂的中殿。墓穴上方是一
尊灰白色的大理石雕像：斜倚着书籍的牛顿；一个天球，上面标有
1680
年的彗星轨迹；下方浮雕中几个小天使玩弄着棱镜及其他科学仪
器，称量太阳和行星。拉丁文墓志铭盛赞其“近乎神圣的心智”和“绝无
仅有的数学原理”，并称：“世人因人类历史上曾出现过如此辉煌的伟大
生命而欣喜。”对于英格兰、欧洲大陆和当时世界上的其他国家而言，
牛顿的故事才刚刚拉开序幕。
当时，一位自称名叫伏尔泰的法国作家刚刚抵达伦敦。他对牛顿国王般
的葬礼感到万分惊讶，对所有牛顿的学说感到异常兴奋。他感慨
道：“一个初到伦敦的法国人发现这里的情形别有不同，在我们那里，
人们认为是月球的压力形成了海潮；而在这里，英国人却认为海水是被
月球的引力牵引而起。因此，在你认为月球应当引起涨潮的时候，这些
英国绅士却认为它引起的该是退潮。”伏尔泰乐于拿法国的哲学巨擘笛
卡儿跟牛顿做比较：“你们这些笛卡儿派认为一切都是由一种无人知晓
的冲力造成的，而牛顿先生却认为一切都由一种引力所致，而对这引力
的原因，人们了解得并不多。”最为根本的构想在当时前所未有，成了
咖啡馆和聚会场所里备受瞩目的话题。“在巴黎，你们以为地球的形状
像个西瓜；而在伦敦，人们却认为它的两端是扁平的。对于一个笛卡儿
派的人来说，光存在于空气当中；而对于一个牛顿派的人来说，光却经
过六分钟半的旅程 4 从太阳而来。”笛卡儿是个梦想家，牛顿是个圣
人；笛卡儿体验过诗意和爱情，牛顿没有。“在如此漫长的一生之中，
他既没有过激情，也没有过弱点；他从未亲近过任何女人。关于这一
点，我从陪伴在他临终床前的大夫和外科医生那里得到了证实。” 5
4原文如此。实际太阳光自太阳到达地球要用约 8 分 20 秒。
5伏尔泰在把两人比作恋人之后，又明智地补充道：“一个人可以因此而欣赏牛顿，但不该
为此而责怪笛卡儿。”《哲学通信》（ Letters on England），第十四封信，第 68-70 页。
牛顿的所学至今仍是我们所知的根本，就好像是凭借我们自己的直觉所
得。牛顿的定律就是我们的法则。在我们谈及力与质量、作用与反作用
的时候，在我们说到某支运动队或某个政治候选人势头正劲的时候，在
我们注意到某一传统或官僚作风形成惯性的时候，在我们伸展胳膊并感
觉到周围向下牵曳的重力的时候，我们都是牛顿的信徒，狂热而虔诚。
牛顿的前人并没有感觉到这种力的存在。在牛顿之前，英语中
的“gravity”（重力）指的是一种氛围——庄严、肃穆，或是一种内在的
品质。物体可重可轻，沉重的物体趋于向下，朝向它们的应属之地。6
6牛顿也没能很快让世人信服。在他去世前的几年中，某位学者型作者可能会反驳他的引
力概念（这一原因，看起来就如任何一部古代小说那般骇人），而不必屈尊俯就地
说：“物体须得相互吸引或牵曳，这是一种品质或力量，每个物质的粒子都具有这种品质
或力量，它可以到达所有的地方和所有的距离，并进入太阳和行星的中心，它不像其他
天然因子那样作用于物体的表面，而是作用于其全部的物质或固体成分，等等。而如果
真是这样的话，那可就是怪事一件了。”乔治·戈登，《牛顿哲学论》（ Remarks Upon the
Newtonian Philosophy），第 6 页。
我们把牛顿学说吸收为知识和信仰。科学家在计算出彗星、飞船过去和
未来的轨迹时，我们对他们深信不疑。更为重要的是，我们知道这些科
学家能够做到这一点，靠的不是魔法而只是科学。宇宙学家和相对论者
赫尔曼·邦迪曾说：“格局发生了如此彻底的改变，思维方式受到了如此
深刻的影响，以至于我们很难将从前的景象了然于心，很难意识到他对
前景改变得究竟有多么彻底。” 7 创造，牛顿看到了它，它显露在迭代了
无限距离的简单规则和模式之中。于是，我们试图用数学定律来揭示经
济的周期和人类的行为。我们认为宇宙的奥秘可以得到解答。
7赫尔曼·邦迪，《牛顿与二十世纪之个人观点》（“Newton and the Twentieth Century—A Personal View”），参见约翰·福威勒等人编著的《要有牛顿！》（ Let Newton Be! ），第
241 页。
牛顿从搭建知识的基石入手：时间、空间、运动。“众所周知，我不去
定义时间、空间、地点和运动。”他在中年时这样写道。那时的他是一
位深居简出的教授、不为人知的神学家和炼金术士，很少离开自己在剑
桥三一学院的房间。8 但实际上，他曾经想对这几个词语做出定义。他
把这几个词从日常用语的迷雾中解救出来，为它们制定了标准。在定义
这些词语的过程中，他与它们共结良缘、互许终身。
8《原理》（ The Principia）英文版，安德鲁·莫特，第 6 页。
牛顿用羽毛笔在栎瘿制成的墨水里蘸了蘸，然后用拉丁文密密麻麻地写
道：“普通人无法通过其他的概念来构想那些量，而只能依靠他们与可
感知的物体之间形成的关联。接着，便因此生出某些偏见……”那个时
候，牛顿已经写成了一百多万字的文稿，但几乎一本专著也没有出版。
他是为自己而写，废寝忘食。他是为计算而写，布下一串串状若蛛网和
粗大梁柱的数字。他计算，就像绝大多数人在惬意遐思。他的思路在英
文和拉丁文之间来回切换。他是为阅读而写，逐字逐句把书本和手稿誊
写下来，有时会重复誊写同一篇文稿。心怀胜过快乐的坚定，他是为理
性而写，是为沉思而写，也是为让自己沸腾不安的头脑有事可忙而写。
牛顿的名字预示着这个世界的一套体系。但在牛顿本人看来，世界的完
整性本不存在，有的只是一种不停探索的动态，变化万千、从未完结。
他从不曾把物质和空间与上帝完全分开。他对自然的看法中始终存在着
隐秘、晦涩和玄妙的属性。他寻求秩序，并相信秩序，但他的视线从未
离开过混沌。他是所有人中最“不牛顿”的一个。
那个时候，信息在人群中的传播孱弱且易逝，但牛顿创造出一种方法和
一种语言，这种方法和这种语言在他生前无往不利，在他身后的每一个
世纪都如日中天。他推开了一扇通往新世界的大门：那里以绝对时间和
绝对空间为背景，既可测量又不可测量，有科学和机器护航，遵循工业
和自然的法则。几何与运动，运动与几何，牛顿令二者合为一体。随着
爱因斯坦的相对论的提出，牛顿学说常被认为“被推翻了”或“被取代
了”，但事实并非如此。牛顿学说得到的是助力和延伸。9
9就像爱因斯坦本人深知的那样。赫尔曼·邦迪评论说：“在讨论狭义相对论时，我总是说
爱因斯坦的贡献被冠以难懂之名，但这是完全错误的。爱因斯坦的理论很容易理解，但
遗憾的是，他的理论是以伽利略和牛顿的那些非常难懂的理论为基础的。”《牛顿与二十
世纪之个人观点》，参见约翰·福威勒等人编著的《要有牛顿！》，第 245 页。
“幸运的牛顿，快乐的科学童年！”爱因斯坦这样说道，“对他来说，大
自然是一本打开的书。他屹立在我们面前，坚强、自信而孤独。” 10
10《光学》（ Opticks），爱因斯坦序，第 59 页。
然而，牛顿是在以一种隐秘的方式勉为其难地与我们交谈。
