大家好，我是國家天文臺的陳學(xué)雷。這一期觀天者說，我和大家聊一聊牛頓。

　　大家都聽說過牛頓蘋果的故事，牛頓看到蘋果落下而發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事是大家都耳熟能詳?shù)?。英國在紀(jì)念牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書出版三百周年的文集時，書的封面也用的是一個蘋果。牛頓家鄉(xiāng)的蘋果樹也被移栽到世界各地的許多著名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。

　　圖注：牛頓家鄉(xiāng)故居（背景中的房子）旁的蘋果樹，取自https://www./articles/newton-apple-tree

　　但是，近年來卻有很多文章把這個故事歸入了虛假故事里。隨便在網(wǎng)上搜索可以找到很多這樣的文章。例如，在一篇題為《那些誤導(dǎo)我們的教科書故事--牛頓根本沒被蘋果砸》的文章中，在提到這個故事時是這樣說的：“關(guān)于牛頓和他的蘋果是伏爾泰編的，據(jù)說他是聽牛頓的侄女說的，當(dāng)然牛頓的所有手稿中沒提到那只蘋果?！?/p>

　　再比如，另一篇題為《小學(xué)教材里的中國式虛假故事：華盛頓砍樹，牛頓被蘋果砸都是假的》這樣一篇文章里，把牛頓的蘋果故事與《愛迪生救媽媽》、《地震中的父與子》等虛假故事放在一起，“可惜的是，這些故事全是假的，不是歷史的真相?！辈⑦M(jìn)而寫到，“再比如，牛頓的‘假如我看得比別人遠(yuǎn)一些，是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?，是在他與胡克爭奪萬有引力定律的優(yōu)先發(fā)現(xiàn)權(quán)時，為了譏諷胡克而說的（胡克是個駝背和身體扭曲的矮子），顯示了牛頓卑劣的人格?！?/p>

　　還有一篇，在《淺談當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的缺陷 》的文章里，作者寫到“牛頓的萬有引力定律是以開普勒的行星運(yùn)動三定律為基礎(chǔ)的,而我們卻不重視這一重要過程, 還常常毫無意義地談?wù)撀涞靥O果激發(fā)了牛頓靈感的神話?！?/p>

　　牛頓蘋果的故事真的如這些文章所說的那樣完全是虛假的嗎？其實(shí)，在小學(xué)教科書和少兒讀物中流行的牛頓蘋果故事，雖然有演繹的成分（比如說牛頓被蘋果砸到），但實(shí)際上基本內(nèi)容卻是來自歷史文獻(xiàn)的。當(dāng)然，牛頓確實(shí)并未在他的論著中提到蘋果的故事，不過人們在正式的科學(xué)著作中一般也不會講述自己的科研靈感來源，因此這本身不足以否定牛頓蘋果故事的真實(shí)性。牛頓蘋果的故事是一些熟悉牛頓的人聽晚年的牛頓自己講述的。

　　這個故事最著名的講述者是法國啟蒙哲學(xué)家伏爾泰(Voltaire)。伏爾泰1726年到英國，根據(jù)他在英國的見聞，1733年伏爾泰出版了他的《哲學(xué)書簡》（又稱《英國書簡》），在其中他描述了宗教上寬容多元、政治上民主自由的英國，這給當(dāng)時的法國思想界帶來了相當(dāng)大的沖擊而一度被列為禁書。

　　伏爾泰1727年參加了牛頓的國葬儀式，他在書中也介紹了牛頓萬有引力理論，這與當(dāng)時法國占主導(dǎo)地位的笛卡爾漩渦學(xué)說有很大不同。

　　關(guān)于牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的經(jīng)過，伏爾泰寫到：“1666年，他退隱到劍橋附近的鄉(xiāng)下，有一天在自己的花園里散步，看到有水果從樹上掉下來，便陷入了對重力的沉思。......使重物墜落的力量是一樣的，不管是在地下多深處，也不管是在多高的山上，都不會有明顯的減小。為什么這一力量不會一直延伸到月球上呢？如果這一力量真的一直深入月球，從表面上看，難道不正是這一力量使月球保持在其軌道上嗎？......"（文獻(xiàn)【1】，p.66-67)

　　伏爾泰的故事來自牛頓的外甥女凱瑟琳·康迪特(Catherine Conduit)，她在娘家的名字叫凱瑟琳·巴頓(Barton)，是牛頓的同母異父妹妹漢娜·斯密思(Hanna Smith)的女兒。她的丈夫約翰·康迪特(John Conduit, 1688-1737)在英國駐直布羅陀的軍隊(duì)中任職后回國，娶了凱瑟琳后成為牛頓在皇家造幣廠的助手，并在牛頓死后繼任了造幣廠廠長。

　　他們夫婦死后安葬在西敏寺牛頓墓的旁邊。約翰·康迪特對牛頓相當(dāng)崇拜，曾有意撰寫一部牛頓的傳記（未完成），因此很早就開始注意記錄牛頓的談話，并在牛頓逝世后收集了其他人對牛頓的回憶。我們現(xiàn)在所讀到的牛頓軼事大多來自他們當(dāng)時收集的記錄。

　　還有另一個獨(dú)立的記錄來自威廉·司徒克雷（William Stukeley, 1687-1765）。他和牛頓都來自林肯郡，是牛頓的老鄉(xiāng)。司徒克雷也畢業(yè)于劍橋大學(xué)，是一名醫(yī)生，在鄉(xiāng)間巡診時他對鄉(xiāng)間遺存的古跡產(chǎn)生了濃厚興趣。他多次訪問巨石陣(Stonehenge)，并首次進(jìn)行了詳細(xì)的測量和記錄，成為考古學(xué)的先驅(qū)者之一。他也成了皇家古物協(xié)會的秘書，也加入了皇家學(xué)會并結(jié)識了當(dāng)時擔(dān)任學(xué)會主席的牛頓，與牛頓有很多交往。

　　1726年4月15日，他去牛頓家，告知牛頓他準(zhǔn)備離開倫敦回鄉(xiāng)養(yǎng)病，回的地方就是牛頓的老家林肯郡，并將定居在格蘭瑟姆鎮(zhèn)，這是牛頓小時候上學(xué)的地方。后來他在格蘭瑟姆采訪了很多認(rèn)識牛頓的老人，包括傳說中牛頓少年時代的女友文森特夫人，收集了許多牛頓童年時代的軼事，并調(diào)查了牛頓的家譜。

　　在這次見面中（4月15日），晚餐后他們來到花園，在蘋果樹下喝茶。司徒克雷后來寫到，“他告訴我，在過去，正是在相同的情景下，重力的概念進(jìn)入他的頭腦。它是由一個蘋果落地引起的，而當(dāng)時他正坐著沉思默想。他自己思量，為什么蘋果總是垂直地摔在地上，為什么它不斜著跑或者向上跑，而總是跑向地球的中心呢？的確，原因是地球吸引蘋果。在物質(zhì)中必定有吸引力存在，地球的吸引力總和一定指向地球的中心，而不指向地球的任何一側(cè)。所以這個蘋果垂直地向地球中心下落。如果物質(zhì)之間如此吸引，吸引力一定與物質(zhì)的量成比例。所以，蘋果吸引地球，和地球吸引蘋果一樣。存在一種力量，像我們這里所說的重力，它通過宇宙延伸自己。”（文獻(xiàn)【2】）

　　此外，還有數(shù)學(xué)家Robert Greene在他的著作中稱皇家學(xué)會副主席Martin Folkes 也曾聽牛頓講述過這個故事。牛頓的另一位朋友、數(shù)學(xué)家棣莫弗（Abrahamde Moivre,1667-1754)雖然沒有提到蘋果，但是他也說到1666年牛頓在花園中思考的時候產(chǎn)生了關(guān)于引力的想法（文獻(xiàn)【3】，p.154)。

　　這些人的說法大體上是一致的，雖然也有一些細(xì)節(jié)上的差異，比如牛頓到底是坐著沉思時，還是散步時看到蘋果下落。而且他們都是非常熟悉而崇敬牛頓的人。蘋果的故事確實(shí)來自牛頓本人，這一點(diǎn)并沒有太多可懷疑的。

　　誠然，牛頓講述這一故事的時候，已經(jīng)離故事發(fā)生的時間過去差不多60年了，但如果牛頓是從一個蘋果落地得到靈感的話，這無疑會在他心中留下深刻的印象，因此他晚年能夠回憶并講述這一故事并不奇怪。

　　參考文獻(xiàn)

　　【1】伏爾泰著，《哲學(xué)書簡》,閆素偉譯，商務(wù)印書館，2018.

　　【2】威廉·司徒克雷，伊薩克·牛頓爵士回想錄(Memoirs of Sir Issac Newton's life), 轉(zhuǎn)引自趙振江譯《牛頓傳記五種》，商務(wù)印書館，2007.

　　【3】Richard S. Westfall,Never at Rest, A biography of Issac Newton, p.154, Cambridge University Press,1980.

　　主講人簡介

　　陳學(xué)雷， 中國科學(xué)院國家天文臺研究員，主要從事暗物質(zhì)、暗能量、星系大尺度結(jié)構(gòu)等宇宙學(xué)研究。