非凡學子

你若想獲得學問,你該下苦功;你若想獲得食品,你該下苦功;你若想獲得興奮,你也該下苦功,由於辛勞是獲得一切的定律。

喜歡思索的自費生

在當時,英國的綜合性大學都是由多個學院組成,劍橋大學在牛頓入校時增加到了16個學院。每一所學院的創始人和學院的教學目的和管理方法都不是相同的,它們分別為獨立的學院。牛頓入學的三一學院,是聖父、聖子、聖靈三位一體的意思。

三一學院因為宗教色彩比較濃厚,再加上統治者的驕傲專橫和愚蠢至極,劍橋大學幾乎沒有受到哥白尼等人開創的科學革命的影響,亞裏士多德仍然像神一樣受到膜拜,古代史、古文、邏輯和語法成為學校的支柱性學科。

在內戰期間,王黨與共和黨經常因學校的教育問題吵個不停,有一批崇尚科學的教師被王黨趕了出來。後來,在克倫威爾的掌權下,對劍橋大學進行了改革,所有保守沒有新思想的教師被逐出校門,一時間,科學活動盛行,那些崇尚科學的明人之士便向劍橋靠攏。

三一學院是劍橋大學中規模最大、名聲最響亮、財力最雄厚的學院之一,擁有全劍橋大學中最優美的建築與庭院。它是由英國國王亨利八世於1546年建的,其前身是1324年建立的邁克爾學院以及1317年建立的國王學堂。學院中依然保留著的最古老的建築,可一直追溯到中世紀時期國王學堂所使用的學院鍾樓。三一學院的教堂是由亨利八世的女兒瑪麗·都鐸於1554年修建的,雖然整個教堂的內部裝潢要到18世紀才能全部完成。

倫敦的繁華有些令牛頓應接不暇,車水馬龍的街道,更令他感覺有些不適,他感覺有些茫然,城市的喧鬧不免使他留戀起家鄉小鎮的清幽。

清幽的鎮裏確有不少值得留戀的記憶,那裏有克拉克夫婦、斯托克校長、還有舅舅、母親,更有他生活了五六年的克拉克先生家閣樓上自己的安樂窩,在屋中有自己的各式工具,多年積攢的手工作品,還有自己閑來無事創作的隻有自己欣賞的繪畫傑作,好像走時牆上的作品還沒收起來呢。

牛頓提著他的舊皮箱,站在劍橋大學的門口。

三一學院的大門於1518年至1535年建造的,更是雄偉壯觀,令人肅然起敬。站在門前,牛頓下意識地覺得自己要開始一種全新的生活,頓時感覺有些緊張起來,一陣涼颼颼的感覺從脊背直透腳尖,不知未來的生活會是怎樣。

牛頓來到劍橋大學的第一天,就被這裏獨特的氣息所傾倒。

校園中繁花遍地,綠草如茵,各種風格的古老建築隱沒於各種綠意之間。石階路旁綠樹柳陰,不遠處的幽靜的湖麵上有幾隻戲水的白天鵝。一貫喜歡觀察的牛頓被這美景深深地吸引,呆呆地望了好一陣。

在那草地中央有一個很大的噴水池,水柱噴得很高,在陽光的照射下顯得非常明亮,有時還閃著亮光,草地上有許多學生在看書、聊天。

但看到學校的校舍時,給人一種古典、優雅的感覺,校舍是用茶色磚建成的,在屋頂上,還有許多高低不同的小塔。

牛頓沿著鋪滿碎石子的小路,四處觀賞校園的美景,不知什麼時候來到了一座禮拜堂的門口,門前還塑有許多雕像,每座雕像的下方都有塊牌子,上麵有一些文字介紹。牛頓看了上麵的文字,才明白凡是從這所大學畢業後,在社會上有偉大貢獻的校友,學校就會為他塑造一座大理石像,作為紀念。

牛頓望著那些雕像出了神,不覺責任感和榮譽感湧上心頭。他暗下決心,自己也要成為有出息的人!

牛頓之所以進入三一學院,主要是以自費減費生的身份進入的。所謂“自費減費生”就是靠做一些服務工作,得到一些費用後,依靠這些費用來維持生計的學生,服務對象有研究員,也有與研究員同桌吃飯的大學生和自費生。

“校助減費生”和“自費減費生”是劍橋大學司空見慣的專用詞,在牛津大學而被稱為“工讀生”,這使得學生的地位非常明了。三一學院的章程規定:他們是減費生中的比較困難的學生,在對他們進行規定時主要依靠基督教徒資助窮人的要求。章程同時還可以招13名校助減費生,其中3名主要為院長服務,另外10名為研究員服務。

章程還規定:自費減費生與校助減費生錄取方法是相同的,所遵守的規矩也是一樣的,但他們要付費聽課,夥食也是自理。也就是說,自費減費生和校助減費生同樣要為別人服務,但是如果沒有校方的資助,是為研究員服務,還是為與研究員同桌吃飯的大學生和自費生服務,完全由別人來決定。兩種減費生的地位其實是相同的,都在劍橋的底層,這是英國社會差別的再現。

牛頓又是如何成為減費生的呢?原來他母親是不同意讓他繼續學習的,後來學校給他免去了40先令的學費,這才送他回學校;現在雖然她母親能夠供他上大學,但又舍不得出錢。雖然她的年收入也許超過了600英鎊,而牛頓每年隻收到10英鎊的生活費。

大學四年裏,牛頓隻交了一個朋友,名叫約翰·威金斯。威金斯是1663年1月進三一學院的,他和牛頓的性格十分相像,並且也有偉大的抱負。

開始,他們兩個被分別安排到和其他富家子弟共處的寢室,每個寢室住三四個人。這些富家子弟大多數是不太看書的,他們到這裏來完全是為了撈文憑鍍金,尋找步入上流社會的踏腳石。

因為寢室裏經常是摸牌賭博、酗酒吵嚷,完全不會好好地學一會。於是,威金斯和牛頓商量了一個建議,兩個人向校方提出調換寢室申請,結果把愛吵鬧的學生調開,讓他們在一塊。

牛頓和威金斯同窗共讀了四年。在這裏,他就隻有這麼一個好朋友,他和少年時代一樣,還是特別喜歡獨來獨往。

除威金斯外,牛頓與其他同學沒有建立起任何友誼,盡管他與其他同學共同在三一學院生活到1696年,就連他與威金斯的關係也不是特別地密切。

因此,在牛頓成為英格蘭最有名的哲學家時,沒有一個同學留下任何東西說是對他了解。

威金斯也是個自費生。三一學院並不像其他學院一樣把減費生區分開,院方也不給他們規定獨特的校服,因此,減費生與自費生同室居住也有可能。

這種情況下,牛頓也許會在其他減費生中尋找到很好的朋友。一般來說,這些學生都比較嚴謹。盡管進入劍橋的自費生中隻有三分之一繼續讀學位,可減費生五個之中大約就有四個開始攻學士學位。

從整體上來看,他們這個群體顯得單調乏味,觀點狹隘務實,這些下層青年都希望得到基督式的寵愛,以此來作為進步的階梯。

牛頓18歲時進入三一學院,要比平均年齡大一兩歲,這也是使牛頓與同學隔離的一個因素。

像牛頓這樣的天才,無論在什麼樣的社會中,任何年齡的人群中,都不是那麼容易找到朋友。格蘭瑟姆那位沉默冷靜、喜歡思索的少年牛頓,成了劍橋大學的孤獨者。

幸運結識巴羅教授

到了劍橋三一學院後,牛頓在學習方麵感受到了壓力,他感到自己與來自全國各地的其他優秀青年相比有著很大的差距,並且是他在一段時間裏都無法彌補上的差距。

在進入三一學院後,牛頓選修了數學專業。在數學方麵,牛頓與其他人相比差距更大。他在中學時主要學習的課程是拉丁文語法,關於數學講得少之又少,幾乎沒有講授。雖然他自己曾經看過一些有關數學的文章,但由於不係統,在腦中並沒有成型的係統的概念性的東西。

在牛頓進入三一學院後,與其他的所有本科生一樣,一位叫本傑明·普林的名不見經傳的希臘語教師成了他的指導老師和代理家長。普林在數學方麵最多隻能給牛頓一些鼓勵,就算有些幫助也是微乎其微。

沒有任何記載說明牛頓在數學方麵接受過其他人的指導,因此就像牛頓自學其它許多知識一樣他也自學了數學。

牛頓自小便有超強的自學能力,他在中學階段曾經有一段時光非常厭惡上學,因為他覺得上學有些浪費時間,有些時候還學不到想學的東西,老師手中敲得當當作響的教鞭讓他一見就感到心寒,因而他把學習的重點放到了在家中的自學。也許就是這段經曆,使他發現了自己的特長,並且自信自己能夠通過自學來完成預定的學習內容。

※自學能力是檢驗一個人能否成才的試金石,因為學校生活畢竟是短暫的。為此,我們應養成自覺的學習習慣,這樣才能有所作為。

牛頓並沒有脫離興趣去研究數學,他是按照自己喜歡的方式循序漸進地不斷進取。據法國數學家、牛頓未來社交圈中的一員亞伯拉罕·德·莫伊維說,當牛頓剛進入三一學院不久念本科生時,他去斯特布裏奇集市,出於好奇買了一本占星術的書,他讀到解釋天體的部分。由於缺少三角學的知識,他又買了一本三角學方麵的書,但他不能完全讀懂其中的內容。這樣他不得不找到古代幾何學家歐幾裏德的作品,但又覺得太簡單了,不過他很快就明白了自己低估了歐幾裏德的證明,於是又看了第二遍。

據說牛頓後來又看了威廉·奧特雷德的論文《數學秘訣》和勒內·笛卡爾富有啟發性的解析幾何著作《方法談》。牛頓發現這些作品非常難懂,必須逐步掌握,並反複把這些作品看了多遍,形成了自己的數學理論體係。在入學三年後,牛頓的數學理論已經達到很高深的程度,是任何同入校的學生所無法企及的。

勤奮好學出了名的牛頓,除自學了數學知識外,也同樣沉浸在古典文學的海洋裏。柏拉圖和亞裏士多德的著作都是他閱讀的對象,他還曾研究過修辭學、倫理學、邏輯學、曆史學等許多學科。

現在在紀念牛頓的曆史紀念館中,還留著牛頓關於這些閱讀的讀書筆記,在筆記本的封皮上清晰地寫著:“伊薩克·牛頓,三一學院,劍橋,1661年。”

來到劍橋大學三一學院有一段時日的牛頓,每周在固定的時間內去拜訪巴羅教授。在途中,牛頓想起了剛來劍橋時初遇巴羅教授時的尷尬情景。

那是牛頓到劍橋的第一天,手中拿著舅舅威廉寫給巴羅的信箋,他剛走進劍橋三一學院的院門,迎麵撞上一位身材魁梧的紅袍紳士。牛頓吃了一驚,不知如何是好。

“你是新生?”紅袍紳士問。其實他就是巴羅教授。

牛頓拘謹地回答:“是的。”

“是伊薩克·牛頓先生嗎?”

“是的……”

巴羅教授溫和地笑著,大方地伸出手:“真巧,我是伊薩克·巴羅。”

“啊,您好。”牛頓帶著滿口鄉音回答道,接著把手中的信遞給了巴羅教授。

“我已接到了威廉的信,在信中他已詳細地介紹了你,否則我不會認出你。”

這是牛頓與巴羅教授的初次相遇,這時的巴羅還是一名三一學院的學者,牛頓因為是初次見到學者,感到有種壓迫感,感到很拘束。

巴羅這個不同尋常的學者曾走遍了地中海和中東地區,曾在肉搏戰中打敗一個“饒舌的土耳其人”,還曾勇敢地擊退了襲擊他們船隻的馬耳他海盜。

巴羅不僅是個訓練有素、氣質獨特的傳教士,還是一個對光學、解析幾何、物理機械都感興趣的科學家。特別是在數學方麵,巴羅是個優秀的數學家,是研究歐幾裏德幾何學的一流學者,以創立在曲線上做切線的方法而著名。

巴羅三十幾歲時成為三一學院的盧卡斯講座數學教授,他的到來,為三一學院帶來了新鮮的空氣。他不因循守舊,也不拘泥於古典傳統,鼓勵學生向多樣化發展,應該從亞裏士多德學說的束縛下解脫出來。

巴羅對於最新數學成就的理解無疑有助於三一學院的學生們加強對數學的理解,其中牛頓也是在聽了巴羅教授的講座後引發了對數學的興趣。

牛頓來到三一學院已有三年了,他的學習精神和知識水平漸漸引起了周圍人的注意,本傑明·普林也多次向巴羅推薦牛頓。巴羅想通過今天的談話,深入了解他的故交的親戚。“隨便坐,別拘束。”巴羅說,“你對學習有什麼進一步的要求?”

“我想在研究數學的同時學有關力和運動方麵的東西。”牛頓試探著說。

“那就困難了。數學倒是沒問題,但力和運動卻沒人講授,當然你可以自己研究。”巴羅在鼓勵他。

牛頓並不感到沒人指導是件可怕的事,因為小學也好,中學也好,大學也好,他所掌握的知識更多的是通過自學得來的。

“你對亞裏士多德、哥白尼、伽利略是如何認識的?”巴羅接著問道。

牛頓把近幾年來自己在求知的過程中樹立起來的哲學觀對巴羅一一道來,說話的時候,他自己感覺情緒有些激動。牛頓相信即便是名人的見解,也不一定都是真理,隻有事實才是最好的證據。

接著巴羅又給牛頓講起了古典學派。原來,古典學派是羅馬教廷所支持的一個思想學派,教廷為了維護自己的教權,大力推行和維護古典學派的權威。該學派的學者們認為,哲學上的真理都已被亞裏士多德和柏拉圖所掌握,而神學上的真理都被《聖經》和奧古斯丁所掌握。所以,要想學到更多的真理,隻有去讀這些聖賢書就可以了。

巴羅教授又說道:“伽利略研究天體運行得出結論,地球不是靜止的,而是不斷運動的。於是,這種結論違背了教廷的說法,便接受了教廷的審判。但是他的重視觀察和實驗驗證的研究方法,卻是比結論更加重要。這一點是非常重要,你要牢記在心。”

牛頓聽後巴羅的這些話,已經被巴羅的話深深打動,他下定決心要學好各個學科。

巴羅看到牛頓與常人不同,有自己的獨到見解,便喜歡上了這個求知上進的年輕人。

從此,牛頓和巴羅兩人開始了持續一生的交往經曆。牛頓從巴羅身上看到了一種目標,他認為自己就應該做像巴羅一樣的人。巴羅也為結識這位前途不可估量的年輕人而感到高興,他充分感受到了牛頓的才華,相信他一定能作出不可估量的成就。

在以後的幾十年中,巴羅成了牛頓的良師益友,在精神上給了牛頓巨大的支持。

勤奮思索大膽實驗

牛頓在劍橋大學所用的筆記本,是他入學後最早買的,正是這個本筆記,讓他記錄下了自己的讀書體會,這個筆記本充分體現了他勤奮思索大膽實驗的治學風格。

牛頓在劍橋買的最早的兩本書是:霍爾的《編年史》與斯雷登的《四王朝》。雖然在牛頓的本科生筆記中沒有留下什麼讀書心得,但是編年法卻留了下來,並一直沿用著,這與他研究預言有著密切的聯係,看來他對這點是比較感興趣的。

根據牛頓在臨終前的一次談話看,也就是在1663年,他考察過天罡占星術,但是時間不是很長。因為占星術沒有列到課程中。

語音學和世界哲學語言成為了世界語,是當時知識界比較感興趣的課程,生動形象,非常有活力。但是,這兩門學科與所學課程不相融合。盡管當時有關於世界語的安排,可是用牛頓的話來說,“世界語的基礎是‘其特性是要適應各個國家’”。

他在本科學習期間,曾接觸過這些文獻,對語音學有了興趣。但是這些興趣沒有堅持多久,便被世界語的興趣給占據了,從此以後,他就沒有研究過世界語。

他在記錄學習心得時,是從筆記本的兩端開始的,而中間大部分都是空白的。有兩頁記錄著笛卡爾的形而上學,這兩頁使他正閱讀的亞裏士多德哲學突然停止了。

隨後的幾頁成為了“哲學問題表”,還寫上了小標題,準備記錄新閱讀材料。再後麵,他在標題“柏拉圖和亞裏士多德是最好的朋友”上方寫下一句口號。不論後麵再寫什麼東西,不再有柏拉圖和亞裏士多德任何觀點。

學習筆記中的“問題表”,從頭至尾都記錄著讀笛卡爾著作的心得,可以這說把笛卡爾的著作完全吸收了,但是從來沒有對亞裏士多德這樣做過。

事實上,牛頓沒有完全依靠笛卡爾的思路走,他還讀過奧爾特·查爾敦的英文概要和皮埃·加爾蒂的譯本,也許還有其他的原著。他讀過伽利略的《對話》,但卻沒有讀過伽利略的《談話錄》。他讀過托馬斯·霍卜斯、亨利·莫爾、約瑟夫·葛蘭威爾、羅伯特·波義耳、凱納耳姆·第戈比等人的著作。

劍橋大學的學習和把牛頓引向新哲學沒有多大聯係。當時笛卡爾已是大名鼎鼎,也不需要導師再提出任何建議。應用笛卡爾的學說那是確定了的,尤其是劍橋大學的那些活躍分子。牛頓對笛卡爾也很向往,並下定決心來研究他。

除了笛卡爾之外,牛頓已經由一位作者引到了另一位作者,直至達到全新的思想天地。他最終發現了自己在劍橋應該追尋的東西,並且將它們據為己有。正是劍橋的寬鬆環境給了他方便,也由於他的導師沒有任何幹擾,牛頓才得以毫無妨礙地追逐自己的興趣。

在學習筆記中,牛頓定下許多小標題,以此來記錄自己的讀書心得。小標題從物質特性、地點、時間和運動等一般題目開始,到宇宙的秩序,接著是大量的感官特征如稀度、流度、軟度,隨後是關於劇烈運動、隱秘特征、光、色、視覺、一般感覺等問題,最後結束時的各種問題,有些在最初的目錄中並沒有出現。

不過,有的標題下麵什麼也沒寫,而其他的標題下麵寫的比較多,那一頁寫不完,就另找地方續寫。說明問題表合理地表達出牛頓不斷探索的精神。

牛頓這種探索的產物之一就是對永恒運動發生了興趣。機械哲學所描繪的世界處於不斷的流動之中。牛頓想到了各種設備如成形的風車與水車,依此來開發不可見物質的流動。

例如,他認為重力就是由一種不可捉摸的不可見物質下降而引起的,它作用於所有物體,使它們下落。“凡重力射線可通過反射或折射而製止的,就可通過這兩種方法之一得到永恒運動。”他還畫出了能使不可見物質流旋轉設備的草圖,在“磁學”的標題下,他也畫出了模擬設備。

牛頓的推論,從整體上反映出了他的功績,這也預示了他在科學生涯中,將專注的課題以及他著手研討的這些課題的方法。他所列出的一組標題而且表達了它們的內容,則是牛頓的實驗探詢法的基礎。

在“天上的物質與天體”這一標題下,牛頓增加了幾個問題。他指出:“依據笛卡爾的理論,日食、月食是不可能發生的,因為堅實的物體和天上的流體物質都可以在渦旋中傳遞壓力。在這些段落中,每一條意見都表示一個實驗,一個對一種臨界現象的觀察。如果這種理論成立的話,那麼這種現象就會出現的。”

在波義耳的著作中,牛頓發現了試驗這種理論的一個建議:將潮汐與氣壓計的讀數聯係在一起,就會得出同樣的壓力。

牛頓對光和視覺也產生了濃厚的興趣,在做這方麵的實驗時,不需要任何設備,隻需兩隻眼睛。當他全神投入進去時,從來不考慮任何後果。

在做一個幻覺實驗時,他用一隻眼睛長時間看太陽,直到眼睛看到的所有白色物體變成紅色,黑色物體成了藍色為止。“我眼中的精靈好像要動不了”,物體慢慢恢複正常時,他就閉上眼睛,“增強自己看到太陽的幻覺”。

這時,他眼前就會出現各種各樣的斑點,且顏色不一,他再次睜開眼後,白色的物體又變成紅色,黑色的物體又變成藍色,這就好像他一直在看著太陽,沒有離開過似的。他得出結論:他的幻覺能像太陽一樣充分激勵其光感神經。

他這樣做實驗,差不多把他雙眼都給毀了,隻好停下來,接連幾天都呆在黑暗環境中,這才使色彩的幻覺結束。從那以後,牛頓不在把精力放在太陽上了,但是從來沒有讓自己的眼睛停下來。

過了一年後,他在研究顏色的理論時,拿出了一把錐子,並放在眼睛與下眼眶之間,慢慢壓近眼睛的底部,以此來改變視網膜的曲率,邊壓邊觀察出現的各種色圈。為了抓住任何機遇去發現未知的東西,牛頓從來不考慮損失的。

廢寢忘食地學習

初來劍橋大學三一學院的牛頓是減費生,因此他為比他小一到兩歲的同學準備過用餐,打掃過學院的庭院,清潔過廁所、教室,幹過所有減費生需要幹的活。雖然有些辛苦,但牛頓對此卻並沒放在心上,他更關心的是自己是否有機會獲得更多的學習時間。

有時牛頓正在圖書館查資料,資料還沒查完,一看開飯的時間到了,牛頓就得急急忙忙放下手中的事向飯堂跑去。後來他認真求學的態度感動了院長,在院長的幫助下他獲得了“仆役生”的資格。仆役生也同樣需要通過勞動來換取減免學費和免費就餐的資格。

牛頓要為一名教授做仆人,但幸運的是他的導師每年隻有五周的時間住在劍橋的寓所中。這樣牛頓便有更多的時間供自己支配,他可以把更多的精力用於學習。

時間是寶貴的,他在通往科學聖殿的旅途上躬身前行,把生命的火焰燃燒到了極限。他不願浪費一絲光陰,就連一秒的分神都令他心痛。

在同學們郊遊、打撲克、下棋、唱歌、下酒館時,牛頓把自己能支配的所有時間都用於學習,時間對於他是那麼的寶貴,每天要做什麼,安排得緊緊張張,不留一點空餘時間。就這樣牛頓還感覺時間不夠用,他真希望能有更多的時間用於學習。

為了能夠少些其他人的打攪,牛頓決定找一個清淨的地方,以便能更專心地去讀書,但一個人找個地方住要多花不少錢。正當牛頓舉棋未定時,他遇到了一個誌同道合的朋友,並開始了長達將近二十年的友誼。這個人是曼徹斯特文法學校校長的兒子約翰·威金斯。他倆很快就達成了共識,決定擺脫目前不守規矩的室友,搬到一起。

1664年,伊薩克·牛頓終於獲得了摘掉仆役生帽子的機會。隻要牛頓通過規定的學術考試,就可成為劍橋大學的一名學者了。牛頓當然沒有錯過這樣好的機會,他如期按規定成為一名學者。這樣他不僅可以在學院裏享受免費的飯食,而且還有固定的薪水,不用再過減費生、仆役生的生活,可以自由自在地學習了。

三一學院的研究基金隻給那些享受學院獎學金的人,有21個優勝者獎學金名額。每人的年津貼大約是四英鎊。學校沒有明確說明選擇標準,雖然說需要是決定的因素,但很難設想完全不考慮學術上的發展前途。