百年清華

英國劍橋三一學院門口的草坪上種著的一棵蘋果樹，據說是從牛頓家的蘋果樹嫁接過來的。（圖片來源：維基百科）

瘟疫之年的蘋果神話

1665年倫敦發生了一場大鼠疫🧚‍♀️，情況非常嚴峻，6-8月三個月間，倫敦人口就減少了十分之一。瘟疫波及到劍橋，剛剛在春天取得學士學位、準備繼續攻讀碩士學位的牛頓也受到了影響🎢。1665年8月7日三一學院正式關閉🧉。在閉校之前十天左右👱🏻‍♂️，牛頓回到他的老家伍爾索普莊園。1642年12月25日聖誕節🤚🏽，牛頓出生在這裏。

23歲的牛頓在家裏前後呆了大約一年半的時間👼🏿。他先是於1666年3月20日返回劍橋🧍🏻，但瘟疫一度又有卷土重來的趨勢👽，不得已於當年6月👰‍♂️，又返回了家鄉，一直住到1667年4月下旬瘟疫徹底結束，才重新回到劍橋👧🏿。

1665-1667年牛頓在家鄉躲避瘟疫🧞‍♀️👦，成就了一個美麗的傳說。數百年來，人們都說，牛頓坐在自家院子裏一棵蘋果樹下沉思🧑🏽‍🦲，由於蘋果砸中了他的腦袋，引發了他的思考，導致他發現了萬有引力定律。這就是著名的“蘋果神話”。

“蘋果神話”究竟來自何處🤟🏻？目前看至少有兩個直接來源，兩個間接旁證🍗👩🏻‍🏭。

直接來源之一👨🏽‍🦰，是啟蒙運動思想家伏爾泰（1694-1778）☝️。他在1727年用英文出版的《史詩隨筆》中說：“艾薩克·牛頓爵士在他的花園裏散步💁🏽，看到蘋果從樹上下落，從而第一次想到了他的引力理論。”在1736年出版的法文版《牛頓哲學原理》中🟣🧡，他再次提到了這個故事。這一次他明確地說這個故事是牛頓的外甥女凱瑟琳·巴頓（Catherine Barton, 1679-1739🫰🏼，牛頓的同母異父妹妹的女兒🥷🏿，自1696年開始幫助牛頓管家）告訴他的。伏爾泰於1726年5月流亡英國🎙，結交了英國上流社會的不少知識精英。雖然未能見到牛頓本人，但結識了牛頓的外甥女。

來源之二🖐🏿，是牛頓的同鄉也是他的傳記作者斯圖克利（William Stukeley,1687-1765）。他在1752年出版的《牛頓生平回憶錄》中提到🎾，1726年4月15號晚飯之後他們倆在花園中散步，牛頓親口跟他說，當年就是在相同的情景下✍️，蘋果落地引發了他對重力的思考。

第一個間接的旁證是老年牛頓在1720年代擬定的一份自述。他在這份自述中說🧡⛴：“1665年初，我發現了近似級數的方法和將二項式簡約成該級數的法則😭。同年5月，我發現了格裏高利和斯盧修斯的正切法⚈🤌🏽，11月我發現了直接流數法🦾；次年1月發現顏色理論🙋🏿‍♀️，5月開始研究逆流數法。同年，我開始思考重力延伸到月球軌道的問題……這一切都是在1665至1666這兩年瘟疫期間完成的。那些日子我正處於發明的最盛時期，對數學和哲學的研究也比以後任何時期都要多。”雖然這裏並沒有提到蘋果，但提到了重力延伸到月球的問題🤽🏻‍♀️，是為蘋果神話的重要佐證。

第二個間接旁證，是牛頓《自然哲學的數學原理》第三版（1726）主編彭伯頓（Henry Pemberton,1694-1771）於1728年（牛頓去世的次年）出版的《艾薩克·牛頓爵士的哲學》。他在書中寫道🧔🏼：“導致他寫出《原理》的最早思想啟發，是在1666年逃避大瘟疫、從劍橋回家之後產生的🧨。他時常單獨坐在園子裏🩷，並陷入了對重力的沉思。”這裏也沒有提到蘋果🙉，可能是對上述牛頓自述的轉述。

蘋果神話是在牛頓死後流傳開來的，牛頓生前沒有留下任何相關的手稿文獻。根據上面四個來源，可以肯定它們都共同的來自老年牛頓♚。這個神話有根有據，又為普通民眾喜聞樂見，流傳至今。今天去劍橋旅遊的話，人們可以看到三一學院門口的草坪上種了一棵蘋果樹🕤，據說是從牛頓家的蘋果樹嫁接過來的🤾🏿‍♀️。1860年落成的牛津自然博物館裏面，有一座牛頓雕像✸，牛頓雕像的腳下就有一個蘋果。由此可見，“蘋果神話”並不是普通人的八卦，也是學界默許的看法🐈‍⬛。

然而🧗🏻‍♂️🧝🏻‍♂️，牛頓真的是通過目睹蘋果落地而頓悟到萬有引力的嗎？

哥白尼日心說開辟新時代

我們今天非常熟悉萬有引力的概念，會以為這是一個自古以來就有的概念。其實不然。引力是一個現代概念，的確是牛頓使之成為現代物理學的基礎。

為什麽現代才有引力概念呢🦣👱🏼‍♂️？在引力概念之前，人們如何理解天體的運動、蘋果的下落？我們需要知道♓️，對前現代的歐洲人而言，他們普遍信奉亞裏士多德物理學🚵🏻。按照這種物理學，天體的運動和蘋果的下落屬於性質完全不同的現象，一是天界運動，一是地界運動，天界地界完全不同🛃🫴🏼，因此，遵循不同的解釋原則。

在亞裏士多德物理學看來👩‍💼🐎，天界物體由以太構成，做勻速圓周運動；地界物體由土、水、氣🚣‍♀️、火四種元素構成⚱️，其中土和水元素屬於重性元素🪒，自然地向著地心做向下的直線運動🚣🏻；氣和火元素屬於輕性元素，自然地遠離地心，做向上的直線運動⛲️。構成蘋果的主要元素是土和水，因此當然要下落。

天界的物體分成兩類𓀕，一類是恒星👕，它們全部鑲嵌在一個天球上，隨著天球每天繞地球轉一周；第二類是行星🧙🏿，一共有7個：太陽、月亮、水星、金星🥷🏻、火星、木星和土星🖋，它們各自被鑲嵌在各自的天球上繞地球做稍微復雜一些的運動🧑🏼🍣。宇宙大體由8個天球和地球組成👩🏻‍🎨，它們以地球為球心👦🏽，層層相套🐄。古希臘的天文學基本是天球天文學,天球是希臘人理解宇宙的基本要素🧚🏼‍♂️。

蘋果下落和天體運動的這些解釋都被哥白尼的日心說給擾亂了。

1543年🕌，哥白尼在臨終之前出版了他的《天球運行論》，提出用日心說替代地心說🤹🏿‍♀️。在哥白尼的日心宇宙體系裏🍚，宇宙中心不是地球🧗🏿，而是太陽，地球變成了一個行星🍗，像其它行星一樣繞太陽轉動👋🏽，只有月球還在繞地球轉動。

這個理論首先讓蘋果落地這件事情變得麻煩💃🏿。蘋果作為富含土元素和水元素的物體，它必然要朝著宇宙中心運動。如果哥白尼是對的，是太陽而不是地球處在宇宙的中心🖍，那蘋果應該朝著太陽奔去才對。如果蘋果一定要朝著地心運動的話，由於地球的自轉，那一個垂直上拋的蘋果是落不回原地的。可是，實際上🙆🏻‍♂️，蘋果既沒有奔向太陽，也落回了原地🧝🏿‍♂️。

這個理論也讓天體運動變得有些麻煩。如果地球不再是宇宙的中心，月亮為什麽還繞著地球轉而不是繞太陽轉呢🧛🏼‍♀️👰🏿‍♂️？

1577年，丹麥天文學家第谷發現彗星不像希臘人所想象的那樣屬於大氣現象👩🏻‍💼，而是來自天外，這就意味著彗星要穿越重重天球才能到達地球👨‍👨‍👧‍👦，這是如何可能的呢？此外，第谷設想的宇宙模型👫🏼，是讓五大行星繞太陽轉，而太陽繞地球轉♿，這樣以來天球就不免會相互交疊。交疊在一起的天球們如何轉動？總而言之🪟，天球從1577年開始走向解體。

1609年，德國天文學家開普勒發現，行星繞太陽的運動根本不是圓周運動，而是橢圓運動，太陽處於橢圓的一個焦點之上。這樣♝，歷經了兩千多年的行星天球體系就徹底瓦解了（開普勒還保留了恒星天球）。

哥白尼日心天文學直接導致了兩個問題🐾：第一個✋🏽，既然沒有天球，行星為什麽還繞太陽轉動呢🪑？第二個，地球成為行星之後，天地之別還存在嗎？蘋果落地和月亮繞地還是兩種完全不一樣的運動嗎👨🏿？

笛卡爾創立新物理學

這兩個問題引發了整個歐洲科學思想的重大革命，新的天文學要求新的物理學出現📊。托勒密地心天文學以亞裏士多德的物理學為基礎🅾️，亞裏士多德提供了一套以地心宇宙論為基礎的物理學。打破了地心天文學之後就要求用一種新的物理學來解釋日心天文學。

新物理學的第一人是笛卡爾。17世紀是一個天才的世紀，群星閃爍，笛卡爾則是17世紀前半葉最閃亮的明星🦿。笛卡爾有意識地要創立一套新物理學來全方位取代亞裏士多德的舊物理學。

新物理學的第一原理或可稱為統一原理，它針對的是亞裏士多德的天地二分原理🏌🏼‍♀️。笛卡爾認為整個宇宙🚵🏻‍♀️，無論天界還是地界，都是由物質和運動構成🧑🏼‍🎓，除了物質和運動不存在別的解釋原則🫒。笛卡爾有言👩🏽‍🚒：“給我物質和運動，我就能創造一個世界”🌜。

這個原理對於牛頓的“蘋果神話”非常重要👲🏼，因為牛頓的“蘋果神話”包含一個意思，即蘋果和月球沒有本質的區別。我們可以看到🥢，這個思想不是牛頓的首創，笛卡爾已經提出來了。

笛卡爾提出的第二個原理是慣性原理。亞裏士多德認為運動要麽是自然運動、要麽是受迫運動🧚‍♀️。“自然”運動是出於“本性”的運動：重物下落💇🏽‍♂️，輕物上升，天經地義。與自然運動相反的受迫運動一定需要外力維系⌛️，外力一旦撤掉受迫運動就中止🤟🏻。在去掉了天地二分之後🏊🏿‍♀️，笛卡爾進一步取消了自然運動和受迫運動的區分，認為一切運動都不需要外力維持。運動自我維持😆，而且數量守恒，這就是慣性原理。今天我們稱之為牛頓第一定律，但牛頓第一定律的首創者不是牛頓而是笛卡爾。

除了這兩大原理之外🛥，笛卡爾版新物理學還有一個獨特的宇宙模型。天球打碎之後🔕，如何解釋天體的運動呢？笛卡爾提出渦旋宇宙模型來替代天球宇宙模型，甚至用宇宙渦旋來解釋當時所碰到的所有物理問題，包括落體運動。笛卡爾認為⚅，所有的行星繞太陽轉動🎃，這是因為太陽周邊有一個大的渦旋，這個渦旋裹攜著諸行星轉動。蘋果落地也是因為地球周邊有一個渦旋，這個渦旋朝地心裹攜著地表的一切物體🏊🏻‍♀️。渦旋運動既解釋了太陽系裏行星的運動🐫，也解釋了月亮繞地球的轉動🚴🏼、拋物體的運動、蘋果落地的自由落體運動💛、彗星運動等等🧯，是一個整體替代亞裏士多德宇宙模型的機械宇宙模型。在笛卡爾的機械論體系裏🐎🗄，沒有引力、沒有力🌪。運動的改變只能靠微粒之間的碰撞🪳，否則就保持其身。

普通人似乎很少聽說這個渦旋宇宙體系👨🏼‍🍳，那是因為牛頓後來徹底清除了渦旋宇宙，用萬有引力宇宙取而代之。這相當於新物理學的版本轉換👹：如果說笛卡爾的物理學是新物理學1.0版🤾‍♂️，那牛頓的新物理學就是2.0版，正是這個版本轉換導致笛卡爾在科學史上的地位遠遠不如牛頓。今天在哲學系🦶🏻，笛卡爾的書仍是必讀書👶🏻💭，但物理教科書裏基本上沒有笛卡爾的名字🧑🏻‍🦼‍➡️。

瘟疫期間牛頓發現了萬有引力定律嗎🔉？

現在我們回到蘋果神話👩🏼‍⚕️。經過一個簡短的歷史回顧，我們差不多就已經知道🧙，蘋果神話肯定是神話：萬有引力定律絕對不是牛頓在瘟疫期間坐在蘋果樹下被一個蘋果砸中腦袋之後突然想出來的🚵‍♂️，偉大的思想從來都有歷史背景。

牛頓1661年進入劍橋三一學院之後，發現學校沒有什麽可學的，老的一套東西不能吸引他🚣🏼。在劍橋讀本科四年期間，他自學了當時天文學🧍、數學和哲學方面的最前沿著作。大學畢業的時候，他已經能夠在科學前沿開展工作➗，與當時最偉大的科學家對話🌽。

在自學期間，他深受笛卡爾的影響🧍🏻‍♂️。牛頓有一句名言“如果我看得比別人更遠一點，那是因為我站在巨人的肩膀上”，這個巨人指的就是笛卡爾。受笛卡爾影響，那時候牛頓當然相信渦旋理論🧑🏼‍🚒。但是他同時受到其它思想家的影響，也相信存在著引力。

最早提出引力的是哥白尼，他在將地球驅逐出宇宙中心之後，想用引力來解釋月亮為何繼續繞地球轉動🙇🏼‍♀️🛠，以及重物為何下落👾。開普勒設想太陽有磁力吸引著諸行星👶🏿，並且將原本的正圓軌道變成了橢圓👏。這些設想都很粗糙。意大利學者博雷利在1666年的著作中提出，按照慣性原理，維持行星運動並不需要力，需要力的是行星的彎曲而封閉的軌道🏛。同年，英國學者胡克還設計了行星受來自太陽的引力而不斷偏離直線運動方向的合成方案。可見🌕，引力概念並不是牛頓的發明，在1660年代👩🏽‍🎨，不是只有牛頓一個人在思考引力問題。

現在有證據表明👩‍🦰，在1665-69年間（但不能肯定是瘟疫期間）🥮，牛頓做了不少關於引力的計算，並且通過計算看看蘋果落地與月亮轉動是否受製於同一種地球引力。其中有兩個非常重要🕸。第一個，他算出了一個圓周運動的物體會有離心力，離心力與距離成反比➔，與速度的平方成正比。這個公式現在叫做惠更斯公式⛓，因為是惠更斯1673年最早發表🧛🏼‍♂️。牛頓在推導出這個公式之後，對蘋果下落和月亮繞地兩種運動應該受到的地球引力做了初步的計算🍥。他認為月亮受到的地球引力應該正好等於它的離心力，這使得月亮既不離開地球，也不接近地球🌠。他按照當時公認的看法✅，取月球離地心的距離為60個地球半徑🚴，再加上月球的繞地運行周期，就算出了地表離心力是月球離心力的12.5倍。

既然地球有自轉🤸，位於地表的蘋果當然也有離心力，但是與月球對地球的不即不離不同，蘋果是朝著地球下落的，這就說明，地球對於蘋果的引力（重力）遠遠大於離心力⏭。根據重力加速度的測定🧛🏻，就可以算出蘋果這種地表物體的重力與離心力的比🪄。起初®️，他根據伽利略的重力加速度數值，算得了重力是離心力的144倍🅰️。由於伽利略的《對話》1665年才譯成英文🤹🏻‍♀️，因此，可以肯定牛頓的計算是在此時間之後♎️🫷🏻。又過了一些時間，牛頓自己發明了利用錐擺測定重力加速度的方法，發現實際的數值要比伽利略數值大一倍，即288倍👩🏻‍🎨。這個數值是比較準確的🥷🏽。但不知怎麽搞的，牛頓最後采納了更大的數值，使得算出的重力是離心力的350倍。

根據上述地表離心力是月球離心力的12.5倍，地表重力是地表離心力的350倍👨🏼‍🦳，那麽地表重力就是月球離心力的4325倍。由於月球和地球不即不離🧏🏽‍♀️，說明它的離心力和它受到的地球引力是一樣的🧏🏻‍♂️。也就是說👨🏻‍⚖️，地表重力是月球重力的4325倍。

接下來牛頓做出了第二個重要的計算🧑‍🏫。根據開普勒第三定律以及他自己新得到的離心力公式，牛頓推導出了平方反比公式，即離心力應該與距離的平方成反比。根據這個公式，以及月球離地心距離為60個地球半徑的數值，他很容易計算出地表的重力應該是月球重力的3600倍⚪️。可是，4325與3600差距還是挺大的。兩個計算結果不一致👨🏽‍🦱🏩，說明把蘋果下落和月亮繞地兩種運動統一交給地球引力來解釋↪️，並不令人滿意。當時的牛頓似乎認為🪞，笛卡爾式的渦旋模型是對的。也就是說🖊，在1660年代後半葉，牛頓並沒有找到確鑿的證據證明引力是“萬有”（普遍）有效的🙂‍↕️🚵🏼‍♂️。蘋果神話終歸是“神話”。

萬有引力定律的發現

牛頓是一個虔誠的上帝信奉者🙍‍♀️，而且是原教旨的基督教徒🕧🥠。他不相信三位一體學說，相信羅馬天主教會統治下的基督教世界實際上已經偏離甚至敗壞了純正的信仰🚐。他希望通過鉆研自然現象和古代宗教文本，以此探索上帝曾經向他的子民們顯露過但後來被敗壞的真理🧙🏿‍♀️🌓。因此，牛頓一生有三大研究領域。一是數學🥩、光學和機械力學8️⃣，二是煉金術🚋，三是聖經文本。他花在數學和物理學上的時間和精力📢，遠遠沒有後兩者多⏩。光學是他從大學開始就熱心研究的學科，而且是他在英國科學界暫露頭角的學科。他最早在皇家學會報告他的三棱鏡分光實驗，也因為提交的反射式望遠鏡而在1672年被接納為皇家學會會員🕓。

1660年代後半葉🧂，牛頓關於地表物體（蘋果）與月亮運動的計算沒有嚴格證明它們都受同一種地球引力✍🏻，牛頓便將引力問題暫時擱置了。反正他想研究的東西很多，他也不著急取得科研成果以評職稱🕵🏽。在劍橋，牛頓埋頭從事他喜歡的研究，自得其樂⛳️。

直到1679年，胡克寫信給他，才重新把引力問題翻出來。胡克比牛頓年長7歲➔⛔，比牛頓出道早🌤。牛頓還在劍橋讀書的時候，胡克已經在皇家學會做實驗員了🏧👩‍🦽。他於1665年出版的《顯微圖》🎐，表現出了一個天才實驗科學家的卓越洞見和博學🧕。很可惜的是，胡克一輩子跟牛頓爭鬥🏄🏼，兩人都是性格有缺陷🏌️，互不相讓。從1670年代初開始，胡克就在光學問題上挑牛頓的刺，讓牛頓十分不快👩🏻‍🔬。這次胡克以皇家學會秘書的身份請求牛頓恢復與學會的學術聯系，牛頓婉言謝絕了🙍‍♂️。

牛頓嘴裏這麽說，但實際上又回到了引力問題的思考。牛頓一輩子就沒停止過思考，追求知識、追求真理是他畢生的樂趣。牛頓在劍橋待了35年，沒有什麽朋友，整天除了看書🏊🏼‍♂️、研究📉、燒爐子、做實驗，就沒有別的事情。此前十年間的煉金術實驗對他的思想有很大影響🧑🏽‍🚒，他越來越相信物質微粒之間普遍存在超距的萬有引力。超距的萬有引力概念與當時笛卡爾版本的機械世界觀完全矛盾。在笛卡爾看來🧑🏽‍🏫，宇宙間一切物質的相互作用都只能是碰撞☢️。兩個物體不接觸也能發生作用👵🏽👼🏻，不僅與笛卡爾機械論相矛盾，就是在亞裏士多德學派看來也是挺奇怪的思想👸🏼。牛頓相信這種奇怪的普遍引力，與他的煉金術活動大有關系。

萬有引力觀念不是一步到位的。1681年出現了兩次彗星，牛頓當時沒有用引力理論解釋彗星。1682年他改變看法🚵‍♂️，把彗星也納入引力理論的解釋範圍👨🏽‍⚕️。

真正的轉折點是1684年。這一年8月➛，年輕的天文學家哈雷專程到劍橋拜訪牛頓🧇⚃。哈雷比牛頓年輕十來歲。當時他和皇家學會的胡克🖕🏿、雷恩幾個人都覺得行星運動要滿足開普勒定律，必須讓行星受一個來自太陽的平方反比吸引力，但是他們幾個數學不行，沒法證明。哈雷為此專程到劍橋請教牛頓，詢問假定太陽對行星的引力是與距離平方反比的話🍣🏭，那麽行星軌道應該是何種曲線👩🏼‍🎤？牛頓脫口而出，當然是橢圓🔄。哈雷就問你怎麽知道的，牛頓說我早就算過了。哈雷請求一閱👨🏼‍🔬，牛頓在一堆手稿裏找了半天，假裝沒有找到🧎🏻，但他承諾隨後把證明寄給哈雷🔧。這是牛頓的慣技，不願意輕易與人分享他的最新研究成果。這一次，牛頓倒是做了一個正確的決定🧑🏼‍🦱，因為他早先的證明不嚴密。哈雷走後🍗，牛頓花了三個月時間重新寫了一份證明✏️。這次牛頓嚴格地證明了🍻，任何做橢圓軌道運動的物體必然受一個朝向焦點的平方反比力🤦🏻‍♂️，反之🍅，任何在平方反比力作用下的物體必然做一個橢圓或者圓錐曲線運動。這是萬有引力定律的第一個關鍵證明，這個證明嚴格說是1684年年底才做出來的👊。

哈雷收到牛頓的證明後非常激動🧑🏿‍⚖️：他仿佛看到一個偉大的真理體系正在冉冉升起。他立即又訪問牛頓，鼓勵他多寫一點👩‍💼。這一次哈雷點燃了牛頓的熱情🙋🏿。余下的一年多時間裏🟢，牛頓放下了手頭一切事情💕，連煉金術實驗的火爐也暫時熄滅了🛀，專心致誌寫作我們今天所知道的那部偉大著作《自然哲學的數學原理》✈️。在1686年春天完成的這部偉大著作裏,牛頓以一種前無古人後無來者的超級天才的洞察力，對此前科學先驅們創造的種種思想要素做了一個綜合，構造了一套公理體系🤔。這個體系就是牛頓力學體系。

《自然哲學的數學原理》一共三卷🛌🏽。第一卷提出牛頓三定律和萬有引力定律，第二卷嚴格證明了笛卡爾式的渦旋不能成立，第三卷是構造宇宙體系。當時認為的宇宙，其實就是太陽系☀️。

在這部著作裏，牛頓完成了萬有引力定律需要的第二個關鍵證明——利用他發明的微積分嚴格證明了🩼，地球吸引蘋果的方式就如同所有的質量都集中在球心一樣。在這個證明完成之前，關於蘋果的計算都是粗糙不嚴密的。由於兩個關鍵的證明都是在1684年—1686年這兩年內完成，所以，真正發現萬有引力定律是在這兩年，而不是在瘟疫那兩年🟣。

牛頓在這本書裏長篇大論🚣🏻，不厭其煩🏋🏼，按照他高超的數學推理和證明能力，逐一對當時物理學家們面臨的基礎問題進行嚴格解答。比如地球吸引蘋果和吸引鐵團產生的加速度是一樣的💁‍♀️，從而解釋了為什麽所有的落體如果不受空氣阻力的話必定同時下落🍖。他用月球的引力來解釋潮汐現象，非常成功。伽利略曾經以為潮汐是地球轉動造成的，是錯誤的。他把引力統一運用到行星和彗星之上，徹底解釋了開普勒定律。他還解釋了歲差現象。古希臘天文學家希帕克斯在公元前150分左右發現春分點在黃道上西移，史稱進動（precession）。我國東晉天文學家虞喜（281-356）也在公元330年發現了這一現象，並命名為“歲差”。牛頓認為，歲差的本質是地軸的運動。地軸之所以運動，原因是地球不是一個純粹的球體🍦🔛，而是一個赤道較大的橢球體，這樣造成了地球各處受太陽引力的不平衡，從而導致軸移。

再回顧一下牛頓是怎麽發現萬有引力的：1665-69年，也就是瘟疫之年和瘟疫之後幾年，牛頓初步推導出了平方反比力公式；1684年底嚴格證明了平方反比力公式🫶🏿；1685-86年嚴格證明了球體引力公式🍥；1687年出版的《自然哲學的數學原理》中，萬有引力定律大功告成👳🏽‍♂️。

牛頓不是牛頓主義者

盡管牛頓是萬有引力定律的提出者，但他卻不相信引力是世界的本質👰🏻‍♂️，不認為引力是事物固有的能力。今天我們知道引力是屬於物體的，任何兩個物體都會產生萬有引力，可是牛頓給當時的三一學院院長本特利寫信時說：“希望您不要把重力是固有的這種看法歸之於我。”這是為什麽呢？

要理解這一點🌗🤶🏽，就需要了解牛頓獨特的宗教信仰。我們中國人喜歡把科學理解成促進生產力發展、造就財富的技術🏊🏻‍♂️，以此觀之，就無法理解牛頓對科學的不朽貢獻。牛頓科學在當時並沒有這些實際的功能，驅使牛頓不懈探索的動機，只是純粹的宗教動機。

牛頓是一個非常虔誠的信徒，但他所信仰的上帝跟其他人不太一樣。笛卡爾的上帝是一個唯理論的上帝，這樣的上帝以高超的能力創造了一個理性的宇宙。牛頓的上帝不是唯理論的上帝，而是唯意誌論的上帝🕓。他認為👨🏿‍🔧，上帝之為上帝不在於理性👨🏼‍⚕️🦏，而在於能夠統治，能夠隨時自由揮灑意誌。這樣的上帝隨時可以改變世界，哪怕是自己之前創造好的世界，因此，在這樣的上帝面前，沒有什麽固定不變的理性可言。面對這樣一個唯意誌論的上帝，人們認識世界的唯一方法是經驗，就是小心翼翼地獲取經驗🚠，通過對經驗進行歸納總結，來揣摩這個由上帝創造的世界的規律。在提出萬有引力的過程中📟⏰，牛頓總是要計算大量不同物體的運動🙋‍♀️，然後對它們進行數學歸納和總結。

既然在發現了萬有引力的數學規律之後，牛頓仍然認為萬有引力只是表象，只是一種“唯象”描述。他也不相信單憑引力就可以維持太陽系的穩定⛳️，而堅信上帝之手不能缺少。一直到18世紀🎯，法國科學家拉普拉斯建立了以萬有引力定律為基礎的天體力學之後👨‍🔧，上帝才被驅逐出這個宇宙。當時拉普拉斯受拿破侖接見，送上了他的新著《天體力學》，拿破侖翻了半天後，問他這書裏怎麽沒有上帝？拉普拉斯說了一句雙關語：“陛下，我不需要這個東西了。”拉普拉斯的工作證明了牛頓力學的自足自洽和完備性🙆🏽‍♂️，創造了我們今天眼中的牛頓世界體系，可是🤦，這個體系卻不是牛頓本人信奉的體系。從這個意義上講，牛頓本人其實不是一個牛頓主義者。

在牛頓看來🧑🏼‍🏭，宇宙一半是機械的，一半是微妙的🦧。機械的部分可以用《原理》來解釋，微妙的部分可以用煉金術來解釋，但是無論是機械的還是微妙的🍚，歸根到底都得由上帝解釋👨‍🏭🚵🏻‍♂️。這就是為什麽牛頓一輩子花力氣最多的並不是數學和力學，而是煉金術和聖經年代學的原因🍉。

牛頓為什麽製造“蘋果神話”

最後我們回到一開始的問題，牛頓為什麽要製造“蘋果神話”🧙🏼‍♀️？現在有很多研究表明，至少有三個原因👖。

首先👩🏿，牛頓一輩子跟人家老打官司，優先權之爭貫穿了他的一生。除了就光學問題、萬有引力定律問題跟胡克爭論外🧛🏻‍♀️，他還就微積分的發明優先權問題與萊布尼茨爭論🪑，就月球的數據問題跟當時的皇家天文學家爭論。到了晚年🏌🏻‍♀️，他想以這種方式一勞永逸地結束各種爭論🧲。

其次，和牛頓自大自戀的個性有關🔰✋。我們不能認為科學家在科學上偉大，人格就一定偉大⛹🏿‍♀️。現在大家都認識到👰🏼‍♀️，牛頓的人格還是有一些缺陷。他明顯是一個自戀、自大，喜歡自我美化的人。牛頓對自己經常有一些很奇特的使命感🙍🏻‍♀️，他覺得自己生於聖誕那天⚰️☸️，跟耶穌同一天生的👇🏽；耶穌沒有地上的生父，他也生下來沒有父親（他是遺腹子）。他覺得自己有點那種天將降大任於斯人的感覺👉，對自己是非常自信的。當然🖍，他的數學天才和實驗能力在當時也的確是無人能及🛫，他也有驕傲的本錢。他到了晚年自戀傾向更明顯，最後十來年，他經常請人給他畫像，自我美化，所以製造“蘋果神話”和這個自我美化的傾向是統一的➖。

最後，有傳記作者猜測，他大概希望通過“蘋果神話”掩蓋引力概念的煉金術起源。煉金術當時屬於半地下的工作🏂🏻🕚，不能公開🛻。

在1936年以前，牛頓在人們心目中的形象都是高大上的🆘，沒有亂七八糟的事。1936年👯‍♂️👞，著名的經濟學家凱恩斯從牛頓的後人手上買到了他的煉金術手稿，研究之後大吃一驚。他發現牛頓原來完全不是我們心目中那樣的人🐈‍⬛。凱恩斯在1942年左右寫了一篇文章，本來是想參加紀念牛頓誕辰300周年的活動🐜，但當然正處在二戰時期🙍🏽‍♀️，這個活動推遲到1946年舉行。這年的春天凱恩斯去世了🧘🏼，後來他的弟弟在紀念會上幫他念了他寫的這篇文章❄️。在這篇文章裏，凱恩斯揭露說牛頓根本就不是理性時代的先師，而是最後的魔法師。他小心翼翼地掩蓋他的煉金術活動和他反對三位一體的異端信仰。非常有意思的是，反對三位一體的牛頓，居然在劍橋三一學院待了35年，隱藏得非常深。一直到他去世🤾‍♀️，人們都不知道他內心的極端反叛和異端。

然而，無論牛頓是否有這些奇特的信仰和有缺陷的個性，我們都極大的受益於他。1968年阿波羅8號從月球返航途中🙆🏿，地面指揮系統問現在是誰在駕駛飛船？飛船上的指令長博爾曼俏皮地回答說🍟：“我想是牛頓在駕駛。”這說出了高科技時代的真相👸：是牛頓製定了現代科學的標準👷🏽、創造了科學的世界圖景⬅️🙏🏿。我們全都生活在他為我們開辟的物理世界之中。