揭露科学发展的进程

我们最好是把艾萨克·牛顿和埃德蒙·哈雷的生活与职业放在一起讲述。牛顿出生于1642年，比哈雷大16岁，但是他们在相同的学术环境中开始科学探索，并共同解决了当时最重要的自然之谜——是什么主宰所有宇宙物体运动，而不仅仅是行星运动的规律。在这两个人中，牛顿是公认的天才，他具有无与伦比的数学天赋，即便是现代的学者也惊奇他是如何在如此短的时间取得如此大的成就的。他的性格也如他的天分一样，让人捉摸不透：忧郁、一本正经、独断，有时又害羞和暴躁。哈雷则相反，无论男女老少，大家都认为哈雷魅力十足、慷慨善良并且性格开朗。虽然哈雷的天赋比不上牛顿，但是他涉猎的领域更广，不仅仅局限在基础科学领域。

牛顿少年时代的生活是清苦的。在他出生前3个月，他的母亲便成为了寡妇。牛顿出生于林肯郡的伍尔索普，他是个早产儿，体弱多病。为了生计，母亲被迫改嫁，把年幼的牛顿留给外祖母抚养。第一个发现牛顿是个天才的人究竟是谁已经无从考证了，或许是一位叔叔，或许是他就读的格兰瑟姆（Grantham）附近的那所学校的校长。但出人意料的是，1661年牛顿进入了剑桥大学三一学院（Trini-ty College），依靠在学校打工的方式成为了一名半工半读生。

若我们不能了解牛顿入学初期的学习情况，那我们就更不能了解他早年在剑桥的学习情况了。1664年左右，牛顿发现，前人积累的关于数学和自然界的知识已经不能够满足他的学习需求了。从此以后，他不得不独自开辟新的领域。

有一件事情对牛顿来说是极其幸运的，即当时英国的亚里士多德教育体系已经开始出现第一次破裂。三一学院是第一个抛弃这一沉闷而古老教育体系的学院。早在一代人以前，勒奈·笛卡尔（René Descartes）就已经发明了分析几何学，这是解决轨道运算的必要工具。当牛顿进入三一学院的时候，三一学院是英国最早自由教授新笛卡尔数学的学术机构。

1665年6月，一场瘟疫爆发后，剑桥被迫关闭，牛顿返回伍尔索普的家中。期间除了在次年短暂地回过一次剑桥外，牛顿一直待在伍尔索普，直到1667年。在18个月的孤独乡村生活中，他彻底改造了数学、物理和天文学。

他首先投入研究的是一个长期困扰他的问题：使月亮沿着轨道运行的力量是否也是使苹果从树上掉下来的力量呢？实际上是的，他总结道，这种力量就是重力。（没错，牛顿之所以会产生这样的疑问，是由于他在母亲的果园里看见了苹果落地。但是关于苹果是否砸伤了牛顿的头，并不存在权威性的记载。）

牛顿很快就发现分析几何学难以满足这一计算，因此他发明了微积分。不幸的是，牛顿常常由于粗心大意而犯错误，这次也不例外。由于身边没有图书馆，牛顿使用了错误的地球半径数值来计算，基于对月球运动的观察，牛顿错误地估算了重力。由于受到这一错误的影响，牛顿难以理解天体的运动，于是他把这个错误的计算压在箱底，并开始研究别的领域——天体运动的三大规律。在对此进行研究的时候，他还在数列方面取得了突破性的成就。牛顿仍不满足，他还通过棱镜推导出光学的色彩组成，并发明了现代光学。