第2章 艾萨克·牛顿进入剑桥大学
精彩看点
艾萨克·牛顿进入剑桥大学三一学院——数学兴趣的发端——自学笛卡尔几何学——购买棱镜——修订艾萨克·巴罗博士光学讲稿——艾萨克·巴罗博士关于颜色的观点——获得学位——成为剑桥大学三一学院研究员——接替艾萨克·巴罗博士成为卢卡斯数学讲席教授
对一名渴求知识、期望成名的年轻人而言，从乡间学校升入剑桥大学这样的著名学府无疑是他人生路上的一个重要里程碑。满怀求知渴望，艾萨克·牛顿告别了以前独自研读的学习方式，进入新的学术殿堂，这里云集了精通当时全部知识文献的众多学者。科学史上不乏这样的记述，受到勉励后，年轻的天才投身于探索科学奥秘的事业，在进入大学围墙前，就已发挥才智，有所发明，有所发现。然而，这个日后必定会在科学之壁上镌刻出崭新定律的年轻人，此时并没有崭露头角。大学伊始，没有和蔼可亲的导师指点他的新学业，似乎也没有科学巨擘的著作引导他学习相关的课程。出自一个力学天才的本能，艾萨克·牛顿自然而然地按照最小阻力原则，暂时绕过最终必将攻克的堡垒。
初入剑桥大学三一学院，艾萨克·牛顿知道的科学知识十分有限，不及多数普通学者掌握的零头，但这样的起点对艾萨克·牛顿锻炼自己的才智未必不是件好事。艾萨克·牛顿智慧早熟，思维活跃，经过一段时间的休憩，更加充满活力，他的才华一旦栽培到适宜沃土，便会抽出强劲枝条，不久便是绿叶繁茂，果实累累。
可以说，艾萨克·牛顿的才华肇始于剑桥大学。剑桥大学的教师奠定了艾萨克·牛顿早期的学业基础，剑桥大学的众多学院支撑了艾萨克·牛顿的研究创举。艾萨克·牛顿所有的科学发现和后续完善工作都完成于剑桥大学校园。艾萨克·牛顿后半生出任政府官职，亲手培养的弟子们巩固了艾萨克·牛顿学说的崇高地位，捍卫了艾萨克·牛顿学术成就的光辉声誉，将艾萨克·牛顿学说传遍欧洲所有的一流大学。
1660年6月5日，十八岁的艾萨克·牛顿通过选拔录取，进入剑桥大学三一学院。同年，艾萨克·巴罗博士晋升为剑桥大学的希腊学教授。入学后，艾萨克·牛顿先是将注意力投向了数学，希望以此探究决疑占星术
的真相。据说，在构建一个占星图时，艾萨克·牛顿发现其中的方法和过程都违背欧几里得几何原理，从而意识到占星术的荒谬。年轻的艾萨克·牛顿认为古老的欧氏几何学中的众多命题都是不证自明的公理，在没有学过任何预备知识的情况下，凭着自身的天分和不懈努力，他竟然完全掌握了勒内·笛卡尔的解析几何学。对起初不重视欧氏几何学一事，在后来，艾萨克·牛顿也承认这是自己学习数学过程中的一个失误。在晚年，艾萨克·牛顿对亨利·彭伯顿博士说，很遗憾“当时没有充分重视欧氏几何学就全身心投入到了勒内·笛卡尔的著作和其他代数书籍的学习中”。大学时代的艾萨克·牛顿博览群书，约翰·沃利斯博士的《无穷算术》、罗伯特·桑德森的《逻辑学》、约翰内斯·开普勒的《折光学》等都在其精读之列，因此，艾萨克·牛顿的学业也突飞猛进。据说，艾萨克·牛顿感到自己当时对某些学科知识的掌握程度已经超过了其指导教师。
艾萨克·巴罗博士
勒内·笛卡尔
罗伯特·桑德森
关于艾萨克·牛顿在剑桥大学前三年的学业情况，历史资料和相关口述都没有留下任何记录。从一份支出清单来看，1664年，艾萨克·牛顿买了一只棱镜，据说是用来验证勒内·笛卡尔的颜色理论。约翰·康迪特先生的说法是，当时，艾萨克·牛顿很快就形成了自己的颜色学说观点，并发现勒内·笛卡尔这位法国科学家的颜色理论中存在错误。然而，实际情况很可能并非如此。如果艾萨克·牛顿在1664年或1665年就已经发现白光的组成，他不大可能秘而不宣，艾萨克·牛顿要么会向皇家学会报告，要么会透露给自己在剑桥的朋友，不会一直等到1671年。1663年，艾萨克·牛顿的良师兼挚友艾萨克·巴罗成为剑桥大学卢卡斯数学讲席教授。1669年，艾萨克·巴罗整理自己的光学讲座内容，出版了一部著作。在书的前言部分，艾萨克·巴罗特别致谢同事艾萨克·牛顿对此书的贡献，包括修改手稿和订正一些疏漏之处，以及提出了宝贵建议。这部书的第十二讲探讨了颜色的性质和来源问题。如果此时艾萨克·牛顿已经构建起正确的光学学说，一定不会让自己的良师兼挚友艾萨克·巴罗发表错误的光学论述。艾萨克·巴罗在书中这样写道：白色发射出大量的光，在各方向清晰度相等；黑色不发光或极少发光；红光十分纯净，受细小物质排列的阻挡，影响到清晰度；蓝光十分稀薄，产生于黑色和白色颗粒交互排列的结构中；绿色和蓝色属于同一类；黄色是大量白色和少量红色的混合色；紫色含有大量的蓝色和少许红色。大海呈现蓝色，是由于海洋中的白色盐颗粒和盐溶解后留下的黑色颗粒经过交互排列而形成。同时受到日光和烛光照射，物体在纸上的影子会呈现蓝色，这是因为纸的白色混合了弱光或微光中的黑色。这些观点与正确的科学理论相比，谬误甚多，无疑会引起艾萨克·牛顿的注意。如果当时艾萨克·牛顿已经发现白光是所有色光的合成色，黑色不包含任何光线，一定会提出纠正意见，不会让自己的良师兼挚友艾萨克·巴罗发表如此荒唐的臆测。
还有一件事情，也能说明在1664年或1665年，艾萨克·牛顿尚未构建出自己的光学学说。当时剑桥大学三一学院确定奖学金人选，竞争者有艾萨克·牛顿和另一名学生罗伯特·尤维达尔。艾萨克·巴罗作为三一学院院长，认为这两人成绩不相上下，经过权衡，罗伯特·尤维达尔成为优先候选对象。
根据剑桥大学档案记载，1661年，艾萨克·牛顿以减费生身份入学，1664年获得奖学金，1665年取得文学学士学位。1666年，英格兰暴发瘟疫，艾萨克·牛顿回到伍尔斯索普庄园生活了一段时期。1667年，艾萨克·牛顿成为剑桥大学研究助理，1668年获文学硕士学位。1669年，艾萨克·巴罗决定全身心投入神学研究，辞去卢卡斯数学讲席教授职位，由艾萨克·牛顿继任。从此，艾萨克·牛顿进入了一生中科学发现最辉煌的岁月，后续章节将叙述艾萨克·牛顿在这段时期的经历。