下文转自图灵教育，作者喵头鹰同学。[遇见数学]已获转发授权。
今天，《自然哲学的数学原理》（以下简称《原理》）几乎无人不知无人不晓。这本“神作”正式将牛顿三定律和万有引力定律介绍给世人，亚里士多德学说中的世界就此失去威信，中世纪最后的一点儿“阴影”也因此消散，从那以后，人们大步走进了崇尚科学的新时代。牛顿曾告诉别人，书中最精彩的定律受到了一个苹果的启发，苹果就此成了牛顿的某种个人标志。然而，在一个苹果的背后，是一个日新月异却充满动荡的年代，以及牛顿长达二十年的积累和坚持。
“不务正业”的工读生
年6月5日，牛顿在剑桥大学三一学院注册入学。
就在前一年，英国发生了两件大事。一件是流亡在外的查理二世回国，另一件是皇家学会成立。英国已混乱多年，查理一世被处决后，大权一度被克伦威尔掌握，又在他儿子的手中被收走。人们痛苦而厌烦，觉得与其再折腾下去，不如找个名正言顺的君主稳住局面。
这意味着英国即将进入一个相对平和的时期，英国皇家学院可谓生逢其时。几年后，意大利的齐曼托学院解散，曾因文艺复兴占据文化优势的意大利衰落了，科学崛起的中心就要转移到英国了。
不过，这时的牛顿恐怕并不觉得自己“赶上了好时候”。他天资聪颖，却经济拮据，虽然获准进入剑桥大学，却要面对待遇落差。那时的剑桥把学生分成三等，贵族少爷几乎无须考试就能拿到学位，自费学生主要是圣公会牧师的预备役，而牛顿这样的工读生则要伺候其他学生，为他们跑腿、吃剩饭，甚至刷马桶。这种多少有些羞辱人的规定使得工读生有着较高的退学率，也进一步让贵族少爷们觉得不必善良对待穷困同学。一直缺乏双亲关爱的牛顿本就内向敏感，如此一来，他更难融入环境了。
融入不了人群，那就专心于课业吧——偏偏课内学习又无法满足牛顿的求知欲。
当时的大学课程承接的是中世纪学术复兴形成的体系，动辄“亚里士多德如何如何”“上帝如何如何”。然而，在一百多年前，哥伦布就发现了与《圣经》无关的新大陆，在几十年前，第谷就找到了无法用亚里士多德理论解释的新星。旧体系的漏洞早就明显得不能再明显，很多人提出了构建新体系的重要性和可能性。培根写了《新大西岛》，哥白尼写了《天体运行论》，笛卡尔写了《方法论》，开普勒写了《新天文学》和《宇宙的和谐》……然而，大学课堂教的却还是老一套。
这样的安排让牛顿的困惑不减反增。终于有一天，他在笔记本上写下：“我是柏拉图的朋友，我是亚里士多德的朋友，可是，我更好的朋友是真理。”同一本笔记里记录了诸多问题，其中就包含关于力和天体的疑问。
幸运的是，在那个年代，对于科学先行者的成果，大学的接纳程度有限，排斥程度也有限。很多新著作三一学院图书馆都有收藏。于是，牛顿开始如饥似渴地读“闲书”。在外人眼中，他像个不知道在修行什么的怪僧。但牛顿收获的是真正的快乐，这也是他忘却烦恼的方式。
对课外知识的沉迷甚至影响了牛顿的课内学习，他是以二等成绩取得学士学位的。依照当时的传统，成绩好的学生可以收回缴纳给考官的银币，而牛顿就属于“输掉银币的人”，是要被笑话的。
但那些笑话他的人显然不知道，牛顿放弃了银币，却收获了更加珍贵的东西。
掉个苹果不算啥
年，黑死病席卷欧洲，牛顿从剑桥回到家乡暂避。
这无疑是一场恐怖的灾难，仅在伦敦就抹去了至少7.5万的人口。笛福以此为素材撰写的《瘟疫年纪事》几乎每页都透着绝望的气息。然而在清净的乡下老家，牛顿却找到了令人羡慕的生活状态。
这时，他已开始具体地思考影响人们世界观的天体运动问题。地心模型明摆着是没有说服力了，但除了“谁绕着谁转”以外，还有很多事有待进一步探索。比如星辰为什么会绕转，还有地表物体的运动和天体运动有什么区别和联系，等等。第二个问题就连伽利略也没有想清楚，尽管他不仅通过望远镜看到了坑坑洼洼的月球，证明了古希腊大师口中的完美天体是一种想象，还总结了加速度和运动的关系。
传说中，牛顿正是在自家农场思考时目睹了苹果掉落。这件事牛顿自己也提到过，所以应该不完全是编造的。也许苹果确实提供了灵感，让牛顿将物体掉落和天体绕转联系了起来，但他还需要验证这到底是真相还是胡思乱想。
验证方法就是计算。这时他已经掌握了那个时代最复杂的数学，也熟悉已有的天文学和物理学知识，但验证的过程并非一帆风顺，牛顿在这项研究上走走停停，可贵的是他从未失去信心和兴趣。
然而，有一个看似很简单的问题他却一直没有想清楚：他该拿自己的研究怎么办？
瘟疫结束后，牛顿回到剑桥，谋得了一份研究员的差事。很快，赏识牛顿的前辈巴罗开始鼓励他发表成果，但他总是犹犹豫豫。
牛顿做研究最大的动力不是发表。后来他坦言，科学探索于他就是孩童在海边捡拾贝壳和奇石的快乐。这是一句实话。另外，在那个年代，学术成果和观点的撰写-评审-发表也不像现在这样规范。皇家学会的会刊还带有一丝奇闻杂志的风气，胡克的《显微图谱》多少被当作了猎奇画册，伽利略的《两大世界体系的对话》则是以虚拟人物对谈的方式展开的。有人靠著作发达，也有人因此被世人非议，甚至遭受迫害。敏感内向的牛顿谨慎行事，看来不是没有道理的。
但巴罗的推动还是有效果的，在他的牵线之下，牛顿和皇家学会建立了联系，后者对牛顿自制的反射望远镜大加赞赏。这让他的心态有所转变，随后便拿出了自己的光学研究，但这一次等待牛顿的却是老会员胡克的恶言。两人就此展开了漫长的争吵，成了科学史上最著名的宿敌之一。
牛顿的热情再次降至冰点，甚至比从前更加排斥发表。这时他已经接过巴罗的班，成了数学教授，但依然过着隐士般的生活。“瘟疫年”的集中工作让他发明了微积分，在之后的日子里，他不断使用这种新的数学，对照各种天文数据，构建统一星辰和凡物的力学体系。日后写入《原理》的诸多定理已经有了眉目，但在计算、思考和修订之后，稿件总会被牛顿关在抽屉里，仿佛永远不会出现在世人眼前。
《原理》的诞生：艰难的分娩
年，哈雷在剑桥大学拜访了牛顿——就是哈雷彗星的那个哈雷。
在此之前他曾询问胡克，让行星绕转的力是否同行星与太阳的距离成平方反比。胡克给出了肯定的答复，却拿不出依据。失望过后，哈雷想到来找牛顿问一问。
哈雷为人处世很有分寸。牛顿对这个懂事的后辈印象极好，于是答应提供详细的证明。但他心中仍有顾虑。哈雷等待了三个月，才终于看到那篇《绕转物体研究》。
看完这份证明，哈雷当即决定帮助牛顿发表成果。在他真诚而又耐心的鼓励下，牛顿的态度终于松动。牛顿开始整理自己十几二十年间的一系列研究，准备出版成《原理》。
但他依然动了一些小心思，不仅故意用古典拉丁文来写这本书，还在有生之年禁止出版英文版。和那些希望写出畅销书的作者不同，牛顿想要筛选读者，让文化程度有限、逻辑思维不够的人无法把书看完，进而无法胡乱做出评价。用他自己的话说，就是“避免受到对数学一知半解的人的打扰”。
《原理》涉及的证明和计算本身就不简单，再加上这样的写法，作者的工作当然会更加耗费精力。据当时协助他整理稿件的助手回忆，牛顿经常要熬夜到凌晨两三点，甚至早上五六点，睡眠时间也常常只有四五个小时，有时还会忘记吃东西。
而在剑桥之外，《原理》的出版还遇到了更加现实的问题，那就是缺钱。按说皇家学会应该在这件事上提供支持，但学会刚出了本销量惨淡的《鱼类的历史》，现在囊中羞涩。理事会甚至用《鱼类的历史》的滞销副本代付薪水。再加上老对手胡克在一旁冷嘲热讽，事情看起来并不乐观。
偏偏在这个时期，查理二世突然去世，后继者詹姆斯二世信奉天主教，想要引进罗马教廷的权力。一时间局势动荡，英国又被推到了内战的边缘。这是否意味着牛顿可能因为新书而遭遇伽利略曾经遭遇过的迫害？一时间，这类问题让压力本就不小的牛顿更加头疼。
但旧时代终究还是远去了，詹姆斯二世很快就会在光荣革命中被摘掉王冠。封建神学风气不是瞬间消散的，但在漫长的拉锯之后，它还是会彻底让位给新气象。
那么新气象由什么来引领呢？文艺复兴打的是复古旗帜，但人们显然还需要更能彰显未来的体系。科学，区别于旧时代的、更加严密的科学将为社会提供新的精神支点。她已经出现，但世界在等待她以最好的面目惊艳历史。
终于，经由哈雷在经费和其他事务上的无私帮助，牛顿在光荣革命的前一年正式出版了《原理》。
这本书没有惹来麻烦，还让他成了人们心中的英雄。在出版初期，因为阅读难度大，《原理》确实经历过冷清。但一段时间之后，欧洲的学术刊物便纷纷刊发书评，学者们毫不吝啬地把溢美之词献给了《原理》。牛顿声名鹊起。
这几乎是必然的结果。《原理》所呈现的世界有数学的骨骼，物理学的血肉，哲学的气质。它描述的宇宙没有所谓的圆满和神迹，却在数理规律中透出自然之美。它让人们有理由摆脱神的威权，同时依然相信万物自有秩序。它推翻了宇宙以人为中心的结论，却证明人类可以用理性的力量探索无边的世界。自此，旧体系再无狡辩的可能，科学的崛起达到顶峰。
《原理》的成功当然也改变了牛顿的生活，增多的社交促使他考虑离开学术界。玩耍的孩子最终还是被沙滩外的世俗世界所吸引，但他一直没有完全脱离科学。更重要的是，他已经找到推动文明进程的宝石，并献给世界，而这宝石又将更多的人吸引到了真理的大海前。
一个新的时代，已经开启。
写在最后
在17世纪下半叶，《原理》让牛顿封神。直到现在，牛顿依然是很多人的精神偶像。与此同时，也有人喜欢挖掘牛顿黑暗的一面，对他的炼金术爱好津津乐道，谈论他为官之后的种种“劣迹”。神奇的天才、高产的学者、孤僻的怪人、最后的炼金术士……这些说法都有道理，但都不能概括真实的牛顿。
真实的牛顿和我们一样，需要面对普通人的困境。然而，对探索的热爱和投入让他超越了普通，在历史上留下了浓墨重彩的一笔。今天，当我们回顾过往，最应该看到的不是那光辉的一笔，而是促成它的背景、往事，以及牛顿在其中做出的抉择。
所有这一切，尽在《牛顿传》
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