◎ 從「小聰明」提升到「智慧」的轉捩──英國力學之父牛頓
Isaac Newton(1643-1727)
牛頓被蘋果砸到頭而聯想到「萬有引力」的故事,是流傳千古的美談,也許在他之前也曾有人好奇過這個現象,或者也有發現地球上的事物都會落下而非浮起的定律,但唯有牛頓能深入去思考其中的自然哲理,甚至將想像力大膽延伸至地球外的星球,認為月球之所以能不偏不倚照著同一軌道繞地球運行,也是受到同一引力的作用與影響。牛頓的聰明是無庸置疑的,但小時候的他在學業上並沒有特別傑出的表現,上課時也不太專注思緒在其中,他並非老師眼中的「好」學生,誰也沒有想到這個從小喜歡研究機械、組裝小器具的頑皮小孩,腦袋其實是在孕育著更為偉大的發現與智慧。
牛頓在出生前三個月父親就過世,母親在他三歲時再婚,將他託給外婆照顧撫養。也許是家庭因素,他從小就屬於安靜、沈默寡言型的小孩,不若一般小男孩活繃亂跳,打打鬧鬧的。小牛頓把心思放在其他地方。他喜歡自己組裝、設計小玩意,小小年紀的他曾做出與眾不同的「水鐘」,不若一般鐘錶是靠齒輪推動,它靠的是水滴的流逝測量時間的。他還做過日晷,正確無誤地計算日照的時間。在外婆住處的附近,有座磨麥用的大風車,好奇心強的小牛頓常常特地去在一旁觀察著,在它停止運作的時候,檢視內部的構造──從風帆如何受力運動,致使磨石運作把穀麥磨成綿細的麵粉──他都一一理出頭緒來,最後,他仿造出一個結構完整的小風車。他的一個玩伴看到之後,深深為之吸引,但他提出了一個問題──這風車少了一樣東西!小牛頓很疑惑,他覺得這麻雀雖小,但五臟俱全,何來的少了東西呢?那玩伴回他說:是磨坊主人啊!這麼一個不經意的童言童語卻啟發了小牛頓,讓他更精進地改造這個機械。他想到了這風車可以不需藉由風才能運作的方法──放一隻「老鼠先生」進去操控風車的運轉。這個新的磨坊主人受到眼前食物的誘惑,不停踩踏腳下滾輪,給了風車轉動的動力。小牛頓變通道理的能力與靈活的思考由此可見一斑。
然而他的小聰明差點被抹滅掉,差點失去了發揚光大的機會。在他到Grandham唸中學(King’s School)時,他母親再嫁的丈夫過世,於是她又回到Woolsthorpe的老家,同時她要牛頓也回家幫忙農牧的家業,讓家裡的經濟能更寬裕。小牛頓完全是「身在此、心在彼」的心不在焉狀態,即使他被交代照看羊、牛群的工作,他的手上仍不忘拿著一本書埋首其中,連牲群溜到田裡破壞莊稼也毫無所覺;母親要他將羊群趕到Grandham的市集上販賣,他把工作交給僕人,自己則溜到以前唸書時常待的一個藥師家,隨手拾起觸目可及的書,又開始津津有味地讀了起來。諸如此類的狀況他母親知道後,也終於明白自己兒子不是做這行的料,於是聽從牛頓舅舅William Ayscough的建議,將他又送回King’s School就讀,讓牛頓繼續順從追求知識的渴望,也專心為大學之路做準備。這一小插曲著實讓人捏了把冷汗,如果沒有再繼續受高等教育,那麼所有探測大自然哲學的假想就會變成空想,想要透徹宇宙萬物定理的夢想將幻化成泡沫;如果沒有再繼續鑽研專業的書籍,再厲害的思考能力都只能停滯在某一階段,而牛頓的小聰明就無法發揮成流傳萬世的智慧結晶了。
1661年,牛頓順利進劍橋大學三一學院就讀。當時劍橋大學還未張開雙手擁抱科學革命的成果,而牛頓亟欲想瞭解這些革命性人物的思維與作品,他也自以為已經瞭解學校必修的歐基理德課程,於是獨自沈湎在笛卡爾、霍布斯、迦森迪、克卜勒、伽利略、哥白尼等人的世界裡。他的大學教授Barrow在測驗牛頓之後,發現他對歐基理德的知識實在非常貧瘠,這時牛頓的驚人才智還尚未被發掘。事實上牛頓本人也曾說過:我後悔在投注所有心思於笛卡爾的幾何學與其他代數學家之前,沒有好好把歐基理德的《幾何原本》放在眼裡,如此優秀的傑作絕對值得專注研究。1665年倫敦爆發大瘟疫,於是學校暫時關閉,所有學生都遣送回家。在這期間,是牛頓的「發明高峰期」,在數學與自然哲學上傾注的心力遠超於生命的其他時期。所有他對於光學、數學(二項式定理)、微積分、萬有引力的新發現與原創理論,都萌於這段沈潛的萃練時光,儘管他當時並沒有馬上發表這些理論的雛形,在二十多年後,終於在友人哈雷的敦促與鼓勵下,發表了畢生大作《自然哲學之數學原理》(簡稱Principia, 1687),在多年的醞釀發酵之下,牛頓藉由自身更深入的探討研究與他人(如:Robert Hooke)的質疑挑戰,將原本的推論做更精細準確的修正,因此在該作中的思想呈現越發成熟圓潤,即使是三百多年後的我們,也不得不讚嘆與仔細拜讀這一偉大著作。謙虛的牛頓曾說:如果我有什麼比笛卡爾更進一步的發現,那是因為我站在巨人的肩膀上;而現今我們足下的巨人們,牛頓可是佔據了舉足輕重的一席之地呢。