一、情感经历

    牛顿一生未婚，但对史托丽小姐这位他一生惟一钟情过的女士，一直非常关心，只要回林肯郡，他都会去探望史托丽小姐，有时也在经济上资助她，像对至亲一样。这种友谊持续了一生，直到他离开人世。

    史托丽小姐的出嫁曾使牛顿心中非常难过，但他只是把心中的苦痛化做前进的力量，更加专心地投入到研究和学习中。进入剑桥大学后，他在科学研究上也有了更加长足的进展，成为闻名世界的科学家。

    后来，经过国王查理二世的特批，牛顿以非神职人员的身份留在剑桥大学。他的朋友们都希望他能在紧张研究之余，能够有一个温馨的家庭，给他提供一个休憩的港湾，使他能够享有常人的天伦之乐。但是牛顿每天的日程都排得满满的，干脆就没有时间去谈恋爱。

    在朋友的安排下，牛顿也有过几次相亲的经历。有一次，一位朋友替他精挑细选了一个小姐，经过牛顿同意，这位朋友把她带到了牛顿家中。可惜，谈话刚刚开始，牛顿不禁想起了自己刚才所得出的实验数据计算似乎有误，他立刻感到坐立不安，心急如焚，暗暗盼望朋友能带着这位小姐早早离去。可朋友却仍在滔滔不绝地夸耀小姐如何慧质兰心、落落大方，丝毫没有离去的意思。小姐也是面含羞赧地坐在一旁，一动不动。牛顿只好在心里默默地计算实验数据，以致于小姐几次与他搭讪，他都没有一点反应。朋友只好为他掩饰，同时不断地使眼色让牛顿说话。但是牛顿虽然还呆坐在那儿，心却已经飞回了实验室，对朋友掩饰的话和示意的眼神干脆听而不闻，视而不见。小姐的脸色越来越难看。还没等小姐起身告别，牛顿突然站起来说：“对不起，我出去一下。”然后，他转身走了出去，再也没有回来。他的朋友和那位小姐等了很久，也不见他回来，小姐只好遗憾地走了，以后再也没有来过。后来，牛顿也感到非常抱歉。但科学像磁石一样吸引着牛顿，他在婚姻和科学之间，总是选择科学。

    牛顿做事十分刻苦努力，不成功决不罢休，这从小就已表现出来。这种特征在他长大以后，随着年龄增长而有增无减，伴随终生。为了心爱的事业，他忘掉了一切。

    有时他也会回去看望家人，但那只是为了用亲情冲淡一时的烦恼；母亲关怀他，像是要补偿给他母爱。但是幼时母亲改嫁，失去双亲的孤独感和隔离感在他心中留下的阴影，虽然已经很淡，却总挥之不去。这使他不能充分地享受家庭的欢快和体味母亲的亲情，以致后来家也很少回了。

    为了工作，他放弃了好多追求生活乐趣的事情。从年轻时起，他就从来不记得按时用餐，做日常事务显得极其笨拙，对自己的健康也漠不关心。他喜欢服用自己配制的家用药物，其中之一是用橘皮煮汤，加糖代茶，在吃饭时饮用。他晚间工作，一般熬到深夜。由于缺乏充足的休息和睡眠，30岁的时候，就已有了白发。他没有娱乐，确切地说，他没有时间去娱乐。如果要说娱乐和业余爱好的话，那就是喜欢做化学实验和搞炼金术，他的大多数时间都是在办公室度过的，他的外衣经常有做化学实验时沾上的污渍。他太忙碌了，完全没有时间去留意自己的形象，样子很落魄，往往领带不结，鞋带不系好，有时连裤子的纽扣也往往系不好就走进了大学的餐厅，在那里匆匆忙忙地吃饭。更忙的时候，他都不记得自己是否吃过饭了。

    牛顿就这样只是全神贯注于所研究的问题而对自己的日常琐事一点也不放在心上。在这方面也有许多流传的故事。有一段时间，他常常站在架在花园门口的望远镜前想得出了神，一站就是几个小时。有一次，他听到一个园丁在指指点点地跟别人说：“这个人知道的东西比全人类知道的东西加起来还要多。”他回过头来望着园丁，充满了不解地问：“你在说谁？”园丁看他那副一本正经的样子，捧腹大笑。

    牛顿对自己的生活显得那般漠不关心，金钱对他更是无足轻重。他常常把钱借给别人或送给别人，不管是他认识的还是不认识的，只要开口，他就一定会给。这一方面体现了牛顿的性格温和，待人诚恳。另一方面，当他与别人发生争执的时候，一旦被激怒，就一点也不会让步。他的一生，总是想避免争论，然而却总在争论中度过。但是，他对年轻人却好多了。在金钱上，一方面，他和许多文人学者一样，把钱看得不重；另一方面，到了晚年他对钱的计算比谁都精明。

    有一个传说用钱的故事。有一次，一位来访的客人请他对一个棱镜代为估价。牛顿被这个作为科学研究工具的棱镜吸引住了，不假思索地回答说：“它的价值大得我都无法对它估价了！”客人立即要把棱镜卖给他，向他讨了一个特别高的价。牛顿却毫不迟疑，真的把棱镜买下来了。后来别人知道这件事后，对他大叫：“嗨，你这个笨蛋，你只要按照玻璃的重量折一个价就行了！”

    有一次，牛顿在实验室内做实验，助手几次进来提醒他该吃饭了，他都不愿放下手中的研究。助手担心他记不起来，在出门之前，给他拿了几个鸡蛋，对他说：“先生，如果你饿了，就把鸡蛋煮了吃。”牛顿漫不经心地点点头，又沉浸在自己的实验中。几个小时过去了，实验还没有做完，牛顿却感到腹中一阵饥饿，忽然想起助手给他留的鸡蛋，就随手抓起“鸡蛋”，放入炉子上已经沸腾的小锅内，转身又开始做实验。

    助手外出办完事后，回到实验室，只见锅内的水咕嘟咕嘟地沸腾着。鸡蛋却还好好地放在一边，一个不缺，这是怎么回事？他好奇地掀开锅盖，却发现里面煮着的竟然是牛顿先生的怀表！助手不禁骇然，他不顾烫手，龇牙咧嘴地将表捞出，忙追问牛顿：“先生，你怎么把怀表放到锅里去了？”“怀表？”牛顿一摸自己的口袋，怀表确实是没了，他这才想起刚才一定是因为一直在关注实验，不知不觉地把怀表当做鸡蛋扔进了锅里。

    在人们的印象里，牛顿似乎节俭到了吝啬的地步。事实上，他在剑桥大学时收入虽不高，但并不贫穷。而且作为一个杰出的数学家，他头脑精细，善于理财。他的生活虽然简单，却并不艰苦，每周典型的菜谱都会有一只鹅、一只鸡、两只火鸡。牛顿珍视友谊，待人真诚，每当有朋友来访，他总是让人准备比平时更丰盛的菜肴。

    有一次，一个朋友写信给牛顿，说他要在晚上来拜访。牛顿非常高兴，马上派人送信给那位朋友，告诉他欢迎他下午来做客。因为当时没有通讯工具，按照英国绅士的习惯，未经预约，不能随便登门拜访。于是，人们会在登门之前派人送去一封信，表明要登门拜访的意图：主人也会回信表示同意来访或因为不便而拒绝。

    当天晚上，当朋友来到牛顿家中时，仆人已经准备好了丰盛的晚餐，但牛顿还在实验室内忙碌。朋友不愿打扰牛顿，就坐在客厅内边看报纸，边等待。时间过得特别慢，对饥肠辘辘的人尤其这样，那简直是一种折磨。牛顿的朋友左等右等，两个多小时过去了，牛顿却还没有露面。他只好走到实验室门口，只见牛顿正在一堆瓶瓶罐罐中间聚精会神地边操作、边记录，忙得不亦乐乎。朋友了解牛顿。知道他又陷入了研究中，一定是全然忘记了请客的事。尽管他很想开口提醒牛顿，但几番踌躇，他决定还是不打扰牛顿，悄悄地回到餐桌旁。看着丰盛的晚餐，他自言自语地说：“伊萨克，谢谢你对我的热情款待，遗憾的是，我只能自己享用了。”等了两个小时，他已经饥饿难耐，很快就吃完了饭。他又一次来到实验室，看到牛顿仍在忘我地工作，便不声不响地离开了。又过去了两个小时，牛顿的实验总算做完了，在他把所有必要的数据都记录下来之后，才猛地想起来今天有客人来吃饭，他狠狠地捶了一下自己的头：“愚蠢！”他三步并做两步地来到餐厅，只见桌边一个人也没有，仆人都休息去了，桌上一片残羹冷炙。牛顿站着，愣了半晌，突然忍不住大笑起来，说道：“伊萨克呀伊萨克，怪不得最近你的实验没有什么进展，看你的记忆力已经到了如此地步，连刚刚与朋友吃过饭都忘记了！”牛顿微笑着，心满意足地回到了实验室，开始做下一个实验。

    还有一次，牛顿邀请另一位朋友来吃饭，两人在餐厅坐好后，牛顿忽然想起他珍藏的一瓶葡萄酒，便让朋友等他一会儿，起身去拿酒。朋友等了好长时间也不见他回来，原来，牛顿在拿酒时，忽然想起一个问题，就跑到实验室去看实验记录，把葡萄酒和他的朋友彻底抛到了脑后。

    二、心路历程

    1677年发生了两件令牛顿备感痛心的事。先是巴罗去世了，几个月之后，奥尔登伯格也辞世了。这都是牛顿最敬爱的知心人。

    47岁的巴罗教授英年早逝，这让牛顿极度伤心。对于牛顿来讲，巴罗是他最好的良师益友。正是巴罗，第一个发现并赏识牛顿的才华，以他敏锐的洞察力对这个后起之秀提供了无私的帮助和关怀。当他看到牛顿在数学、光学、力学等方面的学识超过自己时，毅然把“卢卡斯讲座教授”这个世界上最著名的讲席之一让给这位年仅26岁的年轻人。巴罗是皇家学会最早的一批会员，牛顿制造成功第一架望远镜，被皇家学会接纳为会员，就全仗巴罗教授的极力推荐。

    在牛顿还没有完全从巴罗去世的悲伤中恢复过来时，又一噩耗传来了，皇家学会秘书奥尔登伯格离开了人世。奥尔登伯格和威尔金斯一样，都是皇家学会的创始人，他们对自然科学有着广泛的兴趣，但是缺乏专业研究。牛顿和皇家学会的许多成员还不是很熟悉，他和皇家学会的联系主要是通过和奥尔登伯格的信函来往进行的，牛顿不仅在科研上与他共议，就是生活中，也经常向他倾诉自己的衷肠。

    奥尔登伯格的去世，使牛顿又失去了一位关怀他的人，这使牛顿不再经常性地去伦敦参加什么学术例会，在科学上他也沉默了。

    1678年，科学怪才罗伯特·胡克继奥尔登伯格之后当选为皇家学会秘书。胡克是皇家学会第一批会员，由于他心灵手巧、多才多艺，活跃在科学界，不久就被推荐为学会干事和实验所的评议员，人称他为“皇家学会的台柱子”。胡克上台后，为了表示对牛顿的友好，于1679年11月给牛顿又写了一封很有礼貌的信，希望他能把最近的科学发现告诉皇家学会，并且告诉他有个法国人莫桑第斯提出了有关行星运动的新解释，他问牛顿对此有何看法。牛顿也感觉到他过去对胡克的态度过于冷淡，因而在回信中也以友好的态度回答了胡克的问题。不仅如此，为了表示“和解”，牛顿决定给胡克出一个科学上的小难题。因为牛顿知道，胡克是一个爱表现聪明也的确聪明的人，解难题是这个人的最大乐趣。果然，胡克对这个问题产生了极大的兴趣，好像着迷一样做着实验。正是对这个问题的讨论，使牛顿自己也回到了对引力的研究上。

    牛顿给胡克的那个“小难题”就是对地球自转的证明。自从哥白尼学说公布以来，已被越来越多的学者所承认，哥白尼学说的核心思想就是“日心”和“地动”，地球自转应是一个不成问题的问题。然而，牛顿这个问题的不平凡之处在于，过去没有人提供过地球自转的直接证明，而只是依靠观察太阳和星星位置的变动来提供间接证明。

    牛顿问：有什么直接证据可以说明，地球表面的东西确实和地球一起以每小时数百英里的速度绕着地轴旋转呢？他说，如果你站在地球上向空中垂直抛起一个球，那么这个球必定会垂直落下回到你的手中；如果你垂直向上跳起，也必定会落在原地。为什么会这样？是因为地球有引力的缘故，这个引力是从物体开始直到地心的一条垂直连线。所以地面上的物体或天空的飞鸟等不会被抛到太空中去。牛顿继续说，如果有一个离地面很高很高的物体，比如说，有一根垂直地面向上延伸好多英里高的旗杆，从旗杆顶上有一块石头落下来了，那么，石头下落的路线是直线还是曲线呢？牛顿设想，很高的高空和低空的物体下落情形是不一样的。如果这个石头同低空下落的石头一样，走着垂直的路线，即落到旗杆的脚下，那么证明地球不是自转的。因为这时的引力很小，如果地球是自转的，那么这石块下落就不应走垂直的路线，而且不应落到旗杆脚下，而应落到旗杆偏东的地方。因为在同一时间内，在一个同心圆上，半径大的点比半径小的点划过的圆弧要长，旋转的速度要快。这好比转动的车轮，车轮边缘上任何一点必定会比靠近车轴上的任何一点划过的圆弧要长，旋转的速度要快。这个例子可以用来类比旗杆。在很高很高的旗杆上放的石头，在同一时间内所划过的圆弧必定比旗杆脚根上的点划过的圆弧要长得多，旋转速度也要快得多。又由于地球是由西向东旋转的，因此，由旗杆顶上落下来的石头必定会落在旗杆偏东的地方。牛顿断言，石头下落应该是螺旋的路线。

    由于这个小难题关系到一个大理论，胡克在一次学会的会议上宣读了牛顿的这封信。会员们也极为感兴趣，委托胡克来亲自做这个实验。胡克在仔细研究这个问题后发现：牛顿的结论并不是十分正确的。胡克认为，如果石头是在地球赤道上空的某点掉落，那么牛顿的推论是正确的；如果不是在赤道上空而是在别的什么地方，比如在北半球的伦敦，那么这个推论就是不正确的，石头的落地点不是在旗杆的偏东方向，而是在东南方向；而且，石头下落路线也不是螺旋形，而是类似椭圆上的一段弧。

    牛顿和胡克在讨论这个问题时曾有言在先，不管谁对谁错，都不把讨论结果公布于众。可是胡克在确认自己的结论正确时兴奋极了，不愿放过让牛顿出洋相的好机会。在一次学会的例会上，胡克用实验证明了牛顿的错误，让牛顿一时下不了台。

    在1691至1692年期间又接连发生了两件事，使牛顿的神经再次受到刺激，患了严重的神经衰弱，甚至有些失常。

    第一件事是他母亲的去世。牛顿回剑桥后，母亲就患了重病，牛顿赶回伍尔索普去看望。母亲汉娜这时已是81岁高龄，卧病在床，看到大儿子回到身边，眼泪不禁簌簌地流了下来，她已经无法大声说话了，只能用那微弱颤抖的声音呼唤着“伊萨克……伊萨克……”

    牛顿扑到母亲床前，看到母亲的惨淡情形，知道她一定是想起了伤心之事。因此，他尽力安慰着母亲，说儿子现在已经有出息了，做出成绩来了，请母亲不要伤心。虽然牛顿自己也不知道他“出息”在哪些地方；尽管他的确做出成绩来了，但是得不到社会的赏识，使他没有得到应得的东西，直到如今仍是孑然一身，穷困潦倒，但他也必须要这样来安慰母亲。

    听着母亲的临终嘱托，牛顿一一点头答应，心里非常难过。牛顿和他的弟妹们日夜悉心地照料着已经垂危的母亲。没过多久，这位伟大的母亲就离开了人世。

    非常遗憾的是，在这位伟大的母亲离去的那一刻，她还不知道自己为人类生下了一个多么伟大的儿子！

    处理完后事，牛顿带着极度的悲伤回到了剑桥。由于精神恍惚，一天早晨他到剑桥大学礼堂去做礼拜时，不知怎么忘记了熄灭蜡烛，结果蜡烛被风吹倒，把摆在桌上的《光学》和《化学》手稿以及其他一些论文烧掉了。他完全被这场面惊呆了，他愣在那半天不知怎么办才好。幸好没有把房子烧掉，但是他半生的心血都被烧掉了。《光学》是牛顿一生中仅次于《原理》的最重要的一部著作，从1672年就开始撰写，手稿在此之前已经全部写好，只是由于种种原因，主要可能是由于胡克还在，未付诸出版。

    牛顿一生近四分之一的时间都花在了化学和炼金术上，并经常同波义耳等化学家讨论有关化学问题，在这方面也肯定积聚了不少研究成果和见解，他的这方面心血便结集在《化学》一书的手稿中。根据专家考证，1692年因失火烧毁的《化学》手稿，也是一部科学巨著，如果不被烧毁的话，在牛顿的头衔上面，可能会加一个“化学家”的称号。

    牛顿懊恼极了，几乎一个月昼夜不停，他开始重新撰写《光学》手稿，至于《化学》，他再也没有精力去管它了。

    但是，由于长期的各种因素的积聚，这位巨人再也支持不住，终于精神崩溃了。长年累月的科研工作，尤其是18个月撰写《原理》的那紧张的日日夜夜，呕心沥血；在《原理》出版过程当中和胡克的争论以及《原理》出版之后由于不被理解而遭到各方面的批评、指责和攻击，使他为了辩论而大伤脑筋。他是一个极端爱护自己声誉的人。成为国会议员之后，前后生活的反差使他感到灰心丧气，各种谋职的努力又接连受到挫折，使他感到事事不如意，母亲之死和手稿被烧使他的精神犹如雪上加霜。他终于再也无法承受而垮了下去。从1692年9月开始，他连续五夜不眠，吃不好，睡不香，精神紊乱，情绪激动，总是为一些小事而大发脾气。他一时明白一时糊涂，行为怪异，并怀疑他的朋友们都抛弃了他，妄想迫害他、折磨他。

    在众多朋友的关心和帮助下，经过几个月的治疗和调养，牛顿渐渐恢复了健康，头脑也清醒起来，他给朋友们写信对得病期间的失礼表示歉意。然后他集中精力，再次全身心地投入到他的研究工作之中。他着手改进他的月球运动的理论，并写信给弗拉姆斯蒂德，希望他把天文观测的最新数据寄给他；他还为《原理》的再版做了补充和修改；他一有时间就扑进实验室，像过去一样，再度忙于他所心爱的化学实验；他重新撰写《光学》一书并改进有关理论；而在这同一年，他还开始了古代史和年代学的研究和写作。

    对于牛顿来说，1696年是一个具有真正意义的划时代的年份。这一年牛顿54岁，但是对于他的事业生命来讲，这一年恰巧把它划分为相等而又不相同的两个阶段。从1665年鼠疫期间开始科学生涯，到1696年基本结束，共31年时间；从1696年担任政府官员，开始从政之路，到1727年逝世，正好也是31年时间。前一段他是科学家，后一段他是政治家——但说实话，他实在称不上是位政治家，尽管他为英国的货币改革做出了出色的贡献。

    牛顿天生是一个伟大的科学家，但天生就不是一个政治家！

    但是他偏要放弃自己心爱的科学事业而去从政，去从事自己并不喜爱的职业。这好像是难于理解的，实际上也并不难理解——或许这就是社会的悲剧：科学生涯带给他的是冷冷清清，一贫如洗；而上流社会带给他的却是荣华富贵，无尽享受。虽然后者贡献远远不如前者大，但是，社会就是这个样子，连牛顿这样的巨人也无法抵挡这种诱惑。

    三、个人本色

    不论身处何地，牛顿的本色仍是一位科学家。实际上，使牛顿获得盛名的并非是他的政绩，而是他震撼人心的科学成就。

    《原理》一书在出版10多年之后，牛顿的理论才逐渐在国内外被人们认同和接受，科学界承认这是当时最先进的理论，牛顿的名声迅速提高了。1699年2月，他被法国科学院选为国外院士，这是法国科学院选举的第一批国外院士（有8人）；同年11月30日，他当选为皇家学会理事会成员。1703年3月3日，胡克去世。这一年的11月30日，牛顿当选为皇家学会会长，从此一直连任直到他去世，达25年之久，成为英国皇家学会历史上任期最长的会长。而在这一段时间里，牛顿仍继续担任皇家造币厂厂长职务，虽然没有货币改制时那样紧张和繁忙，但是造币厂的重大事情必须由他亲自掌握和过问。这样，在他最后的25年时间里，肩挑两副重担，一是政府高级官员，一是科学界的最高领导。这两副担子他挑得都很好，在他任职期间，不但英国的货币比较稳定，而且他被认为是皇家学会历史上最负责和搞得最好的会长之一。在一般情况下，他总是出席理事会和皇家学会会议，并参与管理具体学术问题的讨论，对于促进英国的科学繁荣起到了重要作用。

    虽然牛顿有着过人的精力，但他的科学研究还是受到了很大的影响。牛顿在后31年，在科学上已经没有什么重大的创造性的发现和发明了。但这并不表明牛顿那过人的智慧就从此消失了，他思考问题仍然是那样的敏锐，那样的深刻，仍然是无人可比。

    1696年瑞士数学家约翰·伯努利向全世界的数学家提出了一个非常具有挑战性的数学问题，求解：“设在垂直平面内，有任意两点，一个质点受地心引力的作用，自较高点下滑至低点，不计摩擦，问沿什么曲线时间最短？”——这就是历史上有名的“最速降线问题”。问题的难点就在于和普通的极大值、极小值求法不同，它是要求一个未知函数（曲线）来满足所给条件。这个问题困扰了欧洲数学界6个月，也没有人解出来。牛顿第一次听说这个问题是一个朋友告诉他的。那天他在造币厂工作了整整一天，刚刚精疲力尽地回到家里。他被这个新颖的问题所吸引。晚饭以后，他开始思考。牛顿一进入状态，就好像进入了无人之境，和青少年时代一样如痴如醉。第二天凌晨4点钟，他就解出了这个问题，并且还写了一篇行文非常漂亮的文章以匿名信的方式寄给皇家学会。当伯努利看到皇家学会刊出的这篇匿名文章时，立刻喊道：“噢！我从他的爪子认出这头狮子了。”

    1716年就在牛顿74岁时，莱布尼茨提出了一个在他看来是比较困难的问题：要求找出单参数曲线族的正交轨道。他以此作为对欧洲数学家，特别是针对牛顿的挑战。牛顿也是在一天下午5点钟接到这个挑战的，也是刚刚精疲力尽地从“该死的”造币厂回来。这一次莱布尼茨多少有些乐观，因为他作为当时世界上第一流的数学家，提出的难题并非很好解答，他以为这次一定使这头“狮子”落入陷阱了。然而，牛顿仍然是一个晚上就把问题解决了。

    牛顿的天才，尤其是数学天才没有泯灭，他仍然能与阿基米德匹敌，只是牛顿在晚年却在意地位和荣誉。否则的话，他可能会非常容易地创造出作为物理和数学的探索工具、仅次于微积分的变分法，而不会把它留给伯努利、欧拉和拉格朗日去开创。因为他在《原理》中已经给了一点关于变分法的暗示，那时他确定了最小阻力穿过流体的旋转曲面的形状。

    在伦敦，牛顿过着上流社会的生活，舒适、稳定，但他仍然保持着学者的风度。他终生未娶，便请他的外甥女，也就是他的同母异父的妹妹所生的女儿凯瑟琳·巴顿为他料理家务。

    凯瑟琳家族是牛顿的遗产和手稿的最重要的继承者。

    凯瑟琳的母亲是牛顿的母亲和史密斯牧师结婚后所生的最小的女儿。凯瑟琳在19岁时与一个叫做康杜伊特的人结婚，婚后他们仍然同牛顿住在一起。牛顿晚年的生活起居都由他们夫妇照料，牛顿非常喜爱这个外甥女。康杜伊特曾是皇家学会会员和上议院议员，牛顿去世后由他继任造币厂厂长。牛顿死后将手稿传给凯瑟琳夫妇，凯瑟琳又传给她的女儿凯·康杜伊特。凯·康杜伊特在1740年与瓦洛普结婚后，瓦洛普的父亲成为朴茨茅斯伯爵，牛顿手稿就成为他们家的私产。后来朴茨茅斯家族成为英国非常著名的家族。到1872年，朴茨茅斯家族才把这些手稿献给剑桥大学做学术研究之用。剑桥大学专门成立了一个委员会对这些手稿进行整理和编目，这就是后人所称的《朴茨茅斯收藏目录》。

    为了对牛顿为国家做出的杰出贡献进行褒奖，1705年4月16日，安娜女王（詹姆士二世的小女儿、玛丽女王的妹妹，1702年继位）及其丈夫乔治亲王亲临剑桥大学，在三一学院院长本特利居住的三一学院会馆内举行了会议，授予牛顿、剑桥大学副校长艾里斯和财政大臣蒙塔古3人以爵士。仪式结束后举行了盛大宴会以示庆祝。这是英国历史上首次给科学家封爵。

    牛顿这个出身贫寒、自幼孤独的农家孩子，通过自己的勤奋努力，为国家、为人类做出了巨大的贡献，最终得到了国家的最高奖赏和人民的尊敬。从此，人们尊称他为伊萨克·牛顿爵士。这年牛顿62岁。

    四、晚年之争

    晚年的时候，牛顿已有了他想得到的一切：名誉、地位和身份。本来，他可以拥有一个十分优裕又平静的晚年生活，可事情并非如此，在晚年又发生了两次不愉快的大争论，使他的生活又掀起波澜。可能这就是伟大人物的命运吧：伟大人物的生活注定是不平静的，它总是那样波澜起伏。

    第一次争论是与英国的天文学家约翰·弗拉姆斯蒂德。

    约翰·弗拉姆斯蒂德（1646~1719）是一位自学成才的英国天文学家，世界著名的格林威治天文台的创建人和第一任台长。格林威治天文台是在1675年12月22日经查理二世批准创建的。弗拉姆斯蒂德是一个非常节俭、勤奋而又富于献身精神的科学家。建台之初，一切都非常简陋，他的年薪只有100英镑，然而为了添置仪器设备以及编制星表，他白花费了将近2000英镑。弗拉姆斯蒂德是在17世纪70年代访问剑桥大学时，结识牛顿和巴罗的。后来两人开始通信，弗拉姆斯蒂德为牛顿提供了大量天文观测资料，这些成果被牛顿进行理论加工后写进《原理》，公正地说，弗拉姆斯蒂德为牛顿的天文学理论做出了很大贡献。弗拉姆斯蒂德把在格林威治天文台多年操劳的结果编制成一张空前精确的，所包括的恒星数目为有史以来最多的星表。这张星表标志着现代精密天文发展的一个重要阶段。就是围绕着这张星表，他和牛顿以及哈雷之间陷入一场漫长的争论之中。

    牛顿晚年一直在修订《原理》，改进令他头痛的月球理论。他急切地需要利用这份最精确的星表和最新的天文观测资料，以便在他去世之前表明他的万有引力理论同最精确的观测结果是一致的。但是，弗拉姆斯蒂德对牛顿只把他作为一个“观测者”心怀不满，因而迟迟不肯发表星表。声称在他的星表没达到最可能的完善程度之前，决不会发表。这使牛顿更加着急。牛顿认为，弗拉姆斯蒂德是一名政府官员，他的观察结果是属于国家所有的，应当为了公共利益而迅速发表。而弗拉姆斯蒂德认为，政府除了给他薪俸之外并没有给他一分津贴，他耗费的是自己的家财，因而有权决定发表自己成果的时间。1712年，哈雷没有经过弗拉姆斯蒂德的同意，编辑出版了被大大缩减而又残缺不全的格林威治天文台观测结果，这使他们的争吵进一步加剧。弗拉姆斯蒂德决定根据自己的主张自费重新印刷他的观测结果和星表，但还没来得及把他后期的观测结果和恒星位置资料付印便去世了，这场争吵也就随着他的去世而宣告结束。他去世后的第六年，也就是1725年，在他的朋友克罗斯韦特和夏普的努力下，弗拉姆斯蒂德的巨著《英国天文学史》三卷本出版。而在他去世的第二年，哈雷被任命为第二任皇家天文学家，担任格林威治天文台台长。在这场争吵中，牛顿显得有些霸道，不懂得尊重他人的劳动，只一味要求别人不断地给他提供他所需要的东西。弗拉姆斯蒂德对牛顿瞧不起他的劳动感到非常生气，在别人谈论重力时嚷嚷说：“哎！是的，重力，牛顿先生的又一奇谈怪论！”

    如果说牛顿和弗拉姆斯蒂德持续10年的争论还只是个人的成见之争，那么，牛顿和莱布尼茨之争则发展为国际之争，持续时间将近两个世纪。这场为争夺微积分的优先发明权之争是科学史上最厉害，也是最著名的争论，给数学的发展造成很大的影响。

    莱布尼茨（1646~1716）是和牛顿同时代的人，可能在当时是仅次于牛顿的最优秀的人物。他是德国人，第一流的数学家和著名哲学家，他才华横溢，思如泉涌。他除了研究数学和哲学外，还广泛地涉及法学、力学、光学、语言学、逻辑学等41个范畴，被誉为“17世纪的亚里士多德”。

    1673年他被选为英国皇家学会会员，1700年当选为法国科学院院士，同年他创建了柏林科学院，并担任第一任院长。莱布尼茨对数学有极深的研究，不但独立地创立了微积分，对数学的其他分支也做出过重大贡献，对于笛卡尔的解析几何提出了很多改进意见，对行列式和包络理论做了很多基础工作。

    牛顿的数学研究约始于1664年，那已经是他进入剑桥大学三年以后的事了。主讲数学的巴罗教授可以称得上是为牛顿打开数学兴趣之门的人。巴罗教授在当年被任命为第一任卢卡斯数学教授，牛顿正是通过他主讲的数学课，对数学产生了浓厚的兴趣。为了深入了解天体的位置和观察知识，牛顿有选择地购买了《三角学》，为了了解其中对他来说还显晦涩的证明，他又系统地学习了欧几里德的《几何原本》和巴罗教授所著的《欧几里德原本简证》，其时受益匪浅。在此之后，在巴罗教授的鼓励和推动下，他开始学习笛卡尔的《几何》，这本书用了他相当长的时间去领会，牛顿自己在晚年时曾经这样说过：“我读了10页左右，停下来再从头读，这一次比第一次多读一点，然后再停下重读，如此反复，直至完全领会为止。”

    就这样，在短短的几年中，牛顿阅读了大量的数学、哲学名著，大大地开阔了自己的视野，增长了知识。他对当时数学的两大分支，几何和代数领域的最新理论成就进行了充分的综合与发展，进而得出了自己的发现。牛顿自己曾经谦逊地说过：“如果说我比其他人看得远些，那是因为我站在巨人的肩上。”

    他从笛卡尔那里得到了代数符号、各种概念和计算方法。从欧几里德和巴罗教授的著作中拿来了传统的几何证明方法。与在中学和剑桥大学所学的逻辑学相综合，得出了许多伟大发现。如：1664年至1665年间，他根据瓦里斯的极限概念和级数，发现了无穷级数；当年冬天，他又发现了在任一既定点上求曲线曲度的方法，以及化任意次方二项式为近似级数的方法。

    到1665年年末，他已经发明了流数或微积分，并给出了流数的表示符号（一份写于1665年5月的手稿表明，牛顿在23岁时已经充分发展了微积分的主要原理，能够用它找出任何连续曲线在任何给定点的切线和曲率。他称他的方法为“流数法”，意即“流动”或变量及其“流率”或“增长率”）。微积分的发明结束之后，牛顿在1667年至1668年间，在数学领域上主要研究三次曲线的性质和分类，并提出一些有关的理论问题。

    1669年，牛顿写出了《论用无限项方程所做的分析》的长篇手稿，系统地总结他过去的流数和二项式定理的研究成果。当年6月，他将手稿交给巴罗教授，巴罗在以后给他的朋友——皇家学会图书馆馆员科林斯的信中提到了牛顿的发现，称赞他“对于这个问题（流数的发现）有杰出的才能”。

    过了一个月，巴罗便将这篇论文邮寄给了科林斯，在抄录了一份副本后，科林斯将论文退还给了巴罗教授，向他在欧洲各国的朋友通知了牛顿的发现。

    1664年至1666年是牛顿在数学研究上的创作高峰期，但他并没有像17世纪其他有所成就的科学家通常所做的那样，把自己的研究成果通过正当渠道发表，而是将学习中的心得体会和研究成果直接写在纸上、笔记上或账本上。这跟他个人的性格有很大的关系。他十分内向，多虑，处处谨慎，从不肯多行一步路，多说一句话，这直接或间接地来源于他发表第一篇论文时所带来的麻烦。就这样，他只是在自己觉得必要的时候，才向朋友、同行透露一点自己的研究情况。

    大量事实也表明，在牛顿没有正式出版自己的论著以前，他曾默许欧洲的一些科学家在极有限的范围内抄录、传播、讨论他的数学发现。这其中包括很多人，有皇家学会主席布朗克尔、秘书奥尔登伯格，英国的格里高利，法国的布尔台、弗尔农和斯留斯，其中还包括当时德国著名的科学家、牛顿后来的死敌莱布尼茨。

    1672年，莱布尼茨与惠更斯有了接触，从而第一次对研究数学产生了兴趣。在那以后，他主要研究用无穷级数求圆和其他曲线的面积，并在1674年中考察了构成曲线的多边形基元之和的一般方法，发明了微积分学。

    1673年，莱布尼茨访问伦敦，有机会在科林斯的论文中见到牛顿包含流数原理的论文《论用无限项方程所做的分析》。1676年，莱布尼茨再次来到伦敦，这时他还未当选皇家学会会员，通过科林斯和奥尔登伯格得知了牛顿有关流数的详细情况。此后，他与他们开始频繁通信，多次提到牛顿的数学发现，如“在给定任何曲线坐标的情况下，求出曲线的长度，图形面积，旋转体的第二次分割及反求法，给出正方形内的任一弧线，不知道原图形便可以计算对数、正弦、正切或余弦及反求法”。这时，莱布尼茨已经多多少少地了解了一些牛顿的发现，也曾给予很高的评价。而牛顿，根据可靠的记载，也曾以大量的篇幅给向他请教的莱布尼茨叙述了二项式定理的来源和方法，级数展开法，求抛物线面积和用流数求一般曲线面积法及切线的反求法。有理由相信，这一定会对莱布尼茨有所启发。1684年，莱布尼茨在《学术学报》上发表了《求极大和极小及切线的一个新方法，它不受分数和无理数的妨碍并是这种情况的反常形式》，对对数进行了详细的论述，并正式提出了微分原理。但他在此部分的任何地方都没有提到过牛顿的名字，更不要说他的帮助或启发了。

    1686年，莱布尼茨根据积分与微分的对立，得出算法上也应为对立的结论，将微分的规则进行变换，从而得出了积分的规则。他还运用求极大、极小和切线的方法及无穷级数法，写出了一篇奠定积分原理的论文，在《学术学报》上发表了。在这篇论文中，他第一次使用积分符号“∫”，至此，莱布尼茨完成了微积分的发明。

    1665年5月牛顿形成了自己的流数思想和表示法，并在第二年10月给予系统阐述。而莱布尼茨是在1674至1676年间形成微分的思想和表示法。牛顿的论文发表于1669年和1671年初，而莱布尼茨的论文发表于1684年和1686年。这就说明，牛顿确实要比莱布尼茨早发明微积分。发明的时间要早10年，而写成论文则要早近20年！

    让牛顿震惊的是莱布尼茨发表的论文中丝毫没有提及他的作用，而且一直以来，莱布尼茨都不承认曾经得到过牛顿的直接或间接的促使他发明微积分的帮助。昨天还是虚心求教的挚友，今天摇身一变，竟然将自己的发现改头换面，变成了微积分的发明者！这就难怪牛顿要气恼了。他在《自然哲学的数学原理》第一版的第二卷中以3页的篇幅说明流数原理，同时在注释中提到莱布尼茨的发明系得益于自己的研究成果。此时他俩的关系还没有完全破裂。而他们的支持者（他们对微积分的知识同一个孩子比起来没什么区别）也没有想到要为各自的偶像摇旗呐喊。他们还是在通信，至少能够承认对方的发明。但在1699年，这一切都改变了。

    1699年，牛顿担任造币厂厂长之后，住在伦敦的瑞士数学家法蒂欧向英国皇家学会呈交一篇论文，文中提出牛顿是微积分“第一个发明者，并且领先了好几年，而莱布尼茨这第二个发明者是否从别人那里搞了什么东西……我宁愿有我自己的判断”。法蒂欧提出这个问题是由于他看到，莱布尼茨1684年和1686年在莱比锡的《学术学报》上首次发表的关于微分原理和积分原理发明过程的文章中，没有提到牛顿的作用及其在多年前已经取得的成果。早在1665年鼠疫期间，牛顿就已创立了微积分的一些基本原理，他称为“流数术”，并且采用在字母上加符点的独特记法，然而牛顿没有对自己的发明及时公开。1669年，他写出了第一篇数学论文《无穷多项方程的分析》，阐述了论证还不严密的微积分基本定理，送给巴罗教授看，后来印成小册子分送给朋友，直到1711年才正式出版。另外两篇分别为写于1671年的《流数术和无穷级数》以及写于1676年的《曲线求积法》，这两篇重要论文分别于1736年和1704年才公开发表。因此，牛顿公开发表他的微积分思想的最早著作是1687年出版的《原理》，但《原理》并没有应用他自己发明的在字母上面加符点的记法。他只是用几何形式初步说明了流数原理，用以确定无限小量的比。因而只从公开发表的时间来讲，牛顿比莱布尼茨晚3年，但是要从发明的时间来看，牛顿比莱布尼茨要早10年。在这段时间里莱布尼茨曾经在1673年1月当选为皇家学会会员时访问过英国，1676年10月第二次访问伦敦，同柯林斯、奥尔登伯格等人均有过接触。这一点被法蒂欧所怀疑，因而写出这篇论文。

    但是，这个问题由于牛顿和莱布尼茨都没有做声而搁置。那时他们的关系还是比较好的，都能以比较公正和冷静的态度对待对方。

    牛顿认为莱布尼茨到英国访问，并没有得到什么秘密，因为牛顿给奥尔登伯格等人的信件中是以字迹形式阐述微积分思想的。他所说的第二句话却是大错特错。由于他的这句话，牛顿愤怒到了极点，直到6年之后，才渐渐平息。但是，不管怎么说，莱布尼茨已经去世，牛顿也就没有了生气的对象。随着时间的流逝，甚至连牛顿也开始对不断重复那些奚落人的陈词滥调感到厌倦了。如果说争端仍未结束的话，但至少有了一个结局。在牛顿收到康第的信之前，还庆祝了自己74岁生日。随着这封信的到来，牛顿一生中最后的激昂插曲也随之结束了。

    五、去世

    牛顿晚年非常注重将自己的形象留给后人。他不仅在晚年而且自他到伦敦以来，就不断让人为自己画像，继1702年内勒给他画完像（已是内勒绘制的第二幅）之后，不到4年便会有一幅新作问世。在牛顿生命的最后10年中，画像似乎成了他的一个嗜好。继内勒在1702年为他绘制了一幅之后，耶瓦在1703年也画了一幅；甘地在1706年又绘了一幅，桑希尔在1709至1710年两次给他画像。1714年，他坐下来让里奇为他绘制一幅小型画像。同年，他又让勒·马钱德为自己用象牙雕刻了一座半身像。4年之后，也就是1718年，勒·马钱德又为他雕刻了一座半身像和其他一些浮雕。同年，穆雷还为他绘制了一幅画像。1725年，范德班克为牛顿绘制了两幅画像，1726年绘制了第三幅，而西曼在1726年也为牛顿绘制了一幅。在牛顿的晚年有证据证明达尔也为他绘制了一幅画像。现存的还有两幅他晚年的画像是由两位不知名的艺术家绘制的，其中一幅放在国家画像艺术馆中，另一幅为赫弗和他的儿子们所有。其中一幅（或两幅）可能是复制品，有一幅可能是达尔的作品。虽然这些画像有许多或大部分都是由其他人委托制作的，但这些画像也只有在牛顿的配合下才画得出来。不管怎么估算，这都是一个不小的数字，用“着迷”这个词来形容牛顿对画像的喜爱似乎并不过分。

    牛顿晚年经常从事的另一项活动是慈善捐赠。他将大部分财产捐赠给了他家族的各个旁支，因为当时他是这个家族中最富有的人，其他成员都指望他能给予帮助。18世纪早期，他们生活中的痛苦多于欢乐，他们带着痛苦来找富裕的牛顿爵士。他的同母异父妹妹的丈夫去世之后，玛丽·史密斯·皮尔金顿像她妹妹汉纳一样也成了寡妇，牛顿同样对她给予资助，后来他定期每季度给她寄去9英镑以供她的女儿玛丽的生活费用。他还为他妹妹的儿子——托马斯·皮尔金顿担保，让他可以得到20英镑的贷款。除了他们之外，还有很多人需要牛顿资助。

    由于命运的安排，经常有很多穷亲戚上门求助。他的赈济不仅限于他的家族成员。在他的个人书信中，还有很多求助信，这些信件表明牛顿在他周围的人中是一个有名的慈善家。这些信中的某些内容还证明他对很多求助信予以答复。牛顿在伦敦居住多年，与很多人建立起来的持久友谊以及他所进行的这些捐助活动，大大改善了他与莱布尼茨之争在世人心目中留下的印象。他对那些不幸者的捐助也取得了同样的效果，也许他希望借此来弥补自己的不足。牛顿去世之后，留下了相当可观的一笔遗产，从这一点我们可以看出牛顿在伦敦的这些年是非常注重积蓄的。

    在他的晚年，牛顿喜欢回忆在他一生中起过重要作用的各种话题。至少有3个人分别听他讲过有关苹果与万有引力的故事。斯图克利经常与牛顿讨论关于年表和预言的问题，但牛顿从不让他深入了解自己关于神学的见解。康迪特也时常听他讲一些泛泛的设想。1725年3月7日，他俩进行了一次关于宇宙中各种循环的长时间的谈话，康迪特将这次谈话的内容记入备忘录。牛顿告诉他说他相信有一场天体革命，来自太阳的光和气聚集到一起形成二级物体，例如月亮，而这些二级物体又继续聚集更多的物质，变成主要的行星，最后变成彗星，而彗星反过来又落入太阳以补充太阳所散失的物质。他认为1680年发现的那颗大彗星，在围绕轨道运行五六次或更多次之后，会落入太阳，由于太阳的热量一下子增加太多，地球上的生命将会毁灭。他继续说道，人类是近代才出现的，地球上已有的毁灭迹象可以证明他所预言的这种灾难以前曾发生过。康迪特问他既然生命曾经被毁灭过，那地球上怎么可能又有生命呢？牛顿回答他说，这就需要一个造物主了。“为什么您不像开普勒那样将自己的推测公之于众呢？”“我不赞同推测。”他拿起《原理》，指给康迪特看书中的一些暗示，那些暗示表明了他对彗星的看法。为什么他不将它清楚地表述出来呢？他笑了笑说，他发表的已经够多了，人们足以从中了解他的意思。

    就在牛顿去世前不久，他还与某个不知名的朋友一起回顾了他的一生，并做了一个简要的概括。他的这段总结真可谓是对追求真理的一生最精彩的回顾：

    “我不知道世人怎样看我，但我自认为我不过像一个在海边玩耍的孩童，不时为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜，而展现在我面前的是全然未被发现的浩瀚的真理海洋。”

    虽然人们从未觉得牛顿老态龙钟，但衰老的迹象终于开始出现。

    在最后的5年中，牛顿的健康状况每况愈下。他最大的毛病就是括约肌机能衰退，这也许是1723年的那场疾病所致。从那以后牛顿就开始小便失禁。由于活动会引起痛苦，于是他放弃了马车，终日坐在椅子上。他不再外出就餐，也很少请朋友来家里吃饭。他不再吃肉制食品，一点也不吃，而主要吃肉汤、蔬菜和菜汤。1725年1月，牛顿咳得非常厉害，还感染了肺炎，紧接着，痛风又进一步加重了他的病症。自1月7日起到4月22日，他再一次暂时离开皇家学会会长之职，并且自那时起一直到他生命的最后一刻，他缺席会议比参加会议的次数还要多。费了几番周折，康迪特才说服他在肯辛顿买下一幢房子。那里的空气对他的身体健康有好处。康迪特说，他比前几年“明显好多了”，这无异于是默认牛顿的身体状况比康迪特在公开场合下所说的要严重得多。牛顿始终保持坚强的意志。康迪特劝他不要走着去教堂，可他回答说，“只有用腿，才能有腿”。康迪特还说他一直坚持学习和写作直至生命的最后一刻。

    在牛顿临终前几天，他老家所在的教区——圣马丁教区的教区长扎查理·皮尔斯前来看望他。皮尔斯回忆说：

    “我看见他还在写《古代王国年表》，他当时并没有戴眼镜，坐在离窗户很远的地方，桌子上有一大摞书，在纸上投下一道阴影。我走进房间，见到这一切便对他说：‘爵士，您写东西的地方光线似乎不太好呀！’他回答说：‘我有一点光就行了。’然后他告诉我说他在整理他的《年表》，准备付印，为此他将大部分手稿重写了一遍。他给我读了两三张写好的内容（我想是著作的中间部分）。我们在谈话中偶尔提到《年表》中的一些问题。我记得，他继续读下去，并谈论他所读的内容，在晚饭之前，谈了将近一个小时。”

    1726年暑期之后，牛顿只参加了皇家学会的四次会议和一次理事会。他所主持的最后一次会议是1727年3月2日，这次会议使他很兴奋，晚上便在伦敦住了下来。第二天，康迪特发现他的气色非常好，这是多年来不曾有过的。可是，由于次日紧张的会议以及频繁的探访，他那剧烈的咳嗽又复发了。他于3月4日回到了肯辛顿。康迪特派人请来为牛顿治病的两位著名医生——米德和切斯尔登，诊断结果是牛顿患了膀胱结石，几乎没有康复的希望。牛顿忍受着剧烈的疼痛，汗珠从脸上滚落。

    1727年3月初，牛顿的病情恶化了，经医生诊断，还是膀胱结石。3月15日，他感觉好些了。18日晨，他可以阅读报纸并同医生正常交谈，但是当晚6时许，病情突然再次恶化，牛顿失去了知觉，再也没有醒过来。1727年3月27日凌晨，一颗天才的头脑停止了运转，牛顿去世了。3月28日，英国为牛顿举行了盛大的国葬（作为自然科学家，牛顿是享此殊荣的第一人）。他的灵柩被安放在威斯敏斯特大教堂，这是英国历史上著名的艺术家、学者、政治家才有权享用的最后的归宿。牛顿去世后的第四年，他的亲戚出资在他的墓前修建了一座宏伟的巴洛克风格的纪念碑。上面的墓志铭这样写道：这里安睡着伊萨克·牛顿爵士，他以超乎常人的智力及其所发明的数学方法，首次证明了行星的运动与形状、彗星的轨道和海洋的潮汐，他研究了光线的不同折射率，以及由此产生的颜色的性质，这些是别人想都没有想到的。对于自然、历史和圣经，他是一个勤奋、敏锐而忠实的诠释者。他用他的哲学证明了上帝的威严，他度过的是一个真正清教徒的一生。所有活着的人都为曾经有这样一位伟人的存在而感到幸福。

    伊萨克·牛顿爵士生于1642年12月25日，卒于1727年3月27日。牛顿的去世引起人们极大的关注，各种报纸争相报道这一消息。3月的《大不列颠政治状况》用三版的篇幅高度赞扬牛顿，充分概括了牛顿在英国学术界的地位，称他为“最伟大的哲学家，是英国的骄傲”。而由詹姆斯·汤姆森所写的“纪念伊萨克·牛顿爵士的诗”在年底之前就印刷了五版。曾授予他爵士头衔的国家，在他死后给予了他更大的荣誉。

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