我们知道,牛顿逝世于1727年3月20日,而在他逝世之前并没有苹果落地故事的记载。牛顿逝世以后,有关苹果落地的故事才逐渐流传出来。最详细记载这个故事的人是英国人布雷斯特,他于1831年在《牛顿的生平》一书中又提到这一件事。
1814年,我在沃尔斯索普时,曾经看到这一棵苹果树,树的一部分已经开始枯萎,一部分树干已经脱离树根。到1820年,这一棵树已经完全腐朽而倒下去了。这一棵树的标本后来由伊·特纳小心地保存着。”
关于伊·特纳保存这一棵树的标本的故事,是他的曾孙在1939年告诉塔仑兹的。他的曾孙说,他的曾祖父伊·特纳到沃尔斯索普村牛顿的故居时,看到在原来枯死的苹果树的地方又补栽了新的苹果树,而且补栽的苹果树已经结果了。至今,在英国仍有许多观光客到牛顿故居瞻仰这棵苹果树。
布雷斯特在牛顿的传记中,一方面记述了苹果落地启迪产生万有引力的思想,同时又对此表示怀疑。布雷斯特不相信苹果落地的故事是真实的,他认为在牛顿之前,已有不少科学家具有万有引力的观念,牛顿对此也应当知道的。也就是说,牛顿的万有引力观念可能来自前人。苹果落下是平常的现象,牛顿也可能看到苹果下落,但是苹果下落现象并不一定是启发牛顿发现万有引力定律的来源。布雷斯特在书中还指出:苹果落地的故事又经过大名鼎鼎的格林和伏尔泰之口说过,在读者心目中产生较大的影响,并广为流传。
格林是在牛顿去世那一年在《哲学原理》一书中谈到苹果落地的故事,他说:“有一天,牛顿在花园中思考问题,突然有一个苹果从树上落下,使得牛顿想到万有引力定律。”可是格林却是从福克斯那儿听到牛顿苹果落地的故事。法国的伏尔泰也是从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听来的。在伏尔泰所著的《哲学通信》(发表于1733年)中,对苹果落地的故事这样说:“1666年,由于瘟疫流行,牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天,他在花园中散步,看到一个苹果从苹果树上落下,这样使得牛顿想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”
伏尔泰认为牛顿在自然科学方面有很多贡献,而且对法国有很大的影响,所以应该把牛顿的创见介绍到欧洲大陆来。这就是伏尔泰在《哲学通信》和《牛顿的哲学思想》两本书里,以大量的篇幅介绍引力理论的道理,同时也转述了苹果落地的故事。因此,苹果落地的故事也由英国传到欧陆,成为家喻户晓的科学佳话。
在牛顿逝世后不久,斯图克莱在他所著的《牛顿的生平传记》一文中写道:在1726年4月15日,我到牛顿的寓所去拜访他,和他在一起待了一整天。在谈话中,他向我谈起苹果落地的事。他说:“有一天,他在花园里思考引力问题的时候,一个苹果从树上落下来。这时候,他就想,为什么苹果总是垂直落向地面呢?为什么苹果不向外侧或向上运动,而总是向着地球中心运动呢?无疑地,这是地球向下拉着它,有一个向下的拉力作用在物体上,而且这个向下的拉力总和必须指向地球中心,而不是指向地球的其他部分。所以苹果总是垂直下落,或者总是朝向地球的中心。苹果向着地球,也可看成是地球向着苹果,物体和物体之间是相互朝着对方运动的。物体之间的作用力必须正比于它们的质量。这个力,我们称之为引力。”
斯图克莱是牛顿的好朋友,他所记述有关苹果落地的故事比较完整,而且和格林、伏尔泰不同的是,斯图克莱是直接从牛顿那儿引述的,而格林和伏尔泰则是从别人那里听来的。这是科学史上第一次直接来自牛顿的苹果落地故事,因此具有很大的权威性。
然而仍然有不少疑点存在,即:为什么在牛顿生前没有有关苹果落地的故事?为什么牛顿本人从没有在公开场合说过这种故事?为什么当时许多科学家或者牛顿的朋友都没有听过苹果落地的故事,而在牛顿逝世后才逐渐传出来呢?所以其真实性值得分析研究。
事实上,早在牛顿之前,已有不少科学家研究引力问题。1625年,天文学家开普勒发现了行星三运动定律,但是只对运动给出了简单而精确的描述。对于什么原因使行星环绕太阳作椭圆轨道运动,他没有做充分而有力的解释,他仅指出,支配行星环绕太阳作椭圆轨道运动的力来自太阳,他并认为这个力随距离的增加而减少。开普勒的见解已有一点万有引力的观念。他还认为太阳和行星之间也有引力,不然的话,地球上的海水岂不是会被月球吸走了。只是开普勒忽略了伽利略关于物体具有惯性的见解,误认为需要不断地对运动物体施加推动力,才能使其保持运动。
总之,万有引力定律的发现,无疑是在许多前人——哥白尼、伽利略、开普勒、惠更斯、胡克等的研究成果上,加上牛顿本人在天文学、变量数学等多方面研究的基础上取得的成果。万有引力定律观念早在牛顿之前已有萌芽,故绝不是牛顿一人的功劳。苹果落地的故事,可能真有其事,也可能是虚构的。即使是真有其事,它也不过是一个伟大发现的标志而已,绝不能说牛顿是因为看到一个苹果落地才想到万有引力的定律。
在英国伦敦威斯敏斯特教堂里,竖立着一座墓碑,碑文用拉丁文写成的。碑文的最末一句是这样写的:“让人类欢呼曾经存在过这样伟大的一位人类之光。”——这是英国政府对伟大的科学家牛顿的赞颂。
1642年12月25日,依撒克·牛顿出生于英国林肯郡的一个农民家庭里。他出生前两个月,父亲去世;他2岁时,母亲改嫁。此后,他由外祖母抚养。童年时代的牛顿,性情孤僻,爱好思索,特别喜欢制作各种机械玩具。有一次,他制作一架小水车,拿到溪边试验,居然灵巧地转动起来。有个同学故意把他砸坏,牛顿平时很温和,这一次他再也忍耐不住,冲上去把那个同学教训了一顿。12岁那年,牛顿到市镇上读中学。没多久,母亲因后夫去世又回来了,还带来3个孩子。母亲叫牛顿辍学回家帮助做农活。牛顿一边放牧耕种,一边抓紧时间学习和思考问题。因为专心致志地读书,结果让牛迷了路;为了测量风力在暴风雨中跑来跑去,弄得浑身湿透。母亲担心他出事,又叫他去继续上学。(历史上的今天.com)
1661年,牛顿考进剑桥大学。在这里,他遇上当时“欧洲最优秀的学者”巴罗教授。巴罗以研究数学、(历史上的今天。cn)天文学和希腊文著称于世。他发现牛顿是株好苗子,便毫无保留地把自己的专长给牛顿。1665年,牛顿大学毕业,获得学士学位,留在剑桥研究室,1668年获得硕士学位。次年,巴罗教授为了让牛顿这株好苗尽早地破土成长,便以年迈为由,辞去数学教授的职务,竭力推荐年仅27岁的牛顿继任自己的职务。从此,牛顿的钻研精神是惊人的,真正进入如醉如痴的境界。有一次,他一边读书,一边煮鸡蛋,揭锅时发现煮的竟是怀表。还有一次,他请一个朋友来吃饭,自己却在内室做实验,朋友见他不出来,就把自己的那份鸡吃掉。后来牛顿出来见到餐桌上的鸡骨,竟自言自语地说:“我以为自己没吃饭呢,原来已经吃啦!”
牛顿作为一个科学家和近代科学的力学奠基人,他在科学的很多领域里都取得巨人的成就,他的著作《自然哲学的数学原理》问世,标志着人类科学时代的开始。但是,他非常谦虚,保持着永不满足的进取精神。他在临终遗言中说:“我不知道世上的人对我怎样评价。我却这样认为,我好象是在海滨上玩耍的孩子,时而拾到几块莹洁的石子,时而拾到几片美丽的贝壳并为之欢欣。那浩瀚的真理的海洋仍展现在面前。”