王克迪教授(左)做客人文大講堂。
浙江在線11月6日訊 (浙江在線記者 鄭琳）今年是牛頓劃時代巨著《自然哲學之數學原理》（以下簡稱《原理》）出版330周年。330年前的1687年，《原理》第一版出版。牛頓的《原理》是第一次科學革命的集大成之作，它在物理學、數學、天文學和哲學等領域產生了巨大的影響。《原理》是經典力學的第一部經典著作，也是人類掌握的第一個完整的科學宇宙論和科學理論體系，在其後的300年裡一再取得豐碩成果。牛頓三大運動定律，至今仍是中學物理課的開篇。
日前，哲學博士、中央黨校教授、博士生導師王克迪教授做客人文大講堂，在浙江理工大學開講《站在巨人肩上的巨人——牛頓》主題講座，為我們揭開牛頓這部經典巨著背後的故事。
笛卡爾、克卜勒、哥白尼
牛頓站在了巨人肩膀上
牛頓寫作這本書的時候，前人已經做了一些工作。
首先是笛卡爾，他是一個法國哲學家，研究了一些涉及物理學的問題，例如漩渦說。笛卡爾寫過一些哲學著作，其中有一本就叫《哲學原理》，牛頓這本書叫《自然哲學之數學原理》，從書名上就有參照笛卡爾，他在宇宙論以及涉及物理運動方面的想法跟笛卡爾不太一樣，是有針對性的。
其次是哥白尼的日心說，牛頓毫不猶豫地採納了日心說，日心說過渡到牛頓理論中間有一個很重要的跳板就是克卜勒的行星定律。
克卜勒留下最重要的遺產是行星運動三定律，基本意思是行星是沿著一個橢圓形的軌道圍繞太陽旋轉的，這個橢圓軌道在數學上是可以嚴格計算的。牛頓是在這個基礎上再來開展自己的研究。
還有伽利略的運動學，他幾乎走到了牛頓力學的門口，但實際上還是有很大區別。
所以牛頓寫《原理》之前實際上已經有了大量前人的準備工作，提供了很好的基礎。
這裡還要介紹一本書叫《幾何原本》，作者歐幾裡得是個希臘人。這本書是牛頓寫作《原理》的樣本，他是參照這本書的格式來寫的，這樣的一個理論體系叫公理體系。一個好的科學理論是什麼樣子的，就是從歐幾裡得的《幾何原本》開始。這本書由三個重要部分組成，其中一部分叫公理部分，它是不論證的，它不和經驗、科學實驗結果相違背。歐幾裡得一下展開了400多個命題。
所以牛頓是有這樣一個重要的參照。
《原理》研究運動現象的自然力，然後從這個力再去推算別的物體的運動，獲得一些規律型的東西，再把規律推廣到其他領域。此外他要批判笛卡爾學說，主要批判兩個方面，第一個是宇宙體系，第二個是解釋這個宇宙運行的原因。笛卡爾的宇宙體系最核心的是地球，地球和硬殼之間是充滿了以太。這個以太是一種很神的物質，我們不會感覺到它的存在，可是它就在宇宙裡面。我們看到宇宙中有一些星在跑，就是因為以太裹挾著他們在運動。
在笛卡爾那個時代，這個宇宙體系還是有一定的進步意義。但是到了牛頓時代要求就高了，需要講清楚什麼東西在推著它轉，以及推力的來源是什麼。
《原理》產生的直接動因
竟然是一次酒館裡的賭約
《原理》一開篇8條定義，定義了質量、運動的量、物體固有的力、外力、向心力等。第二部分就是牛頓運動三定律。牛頓三定律的表述和我們今天教科書上的表述幾乎是一字不差，300年經得起考驗，這是很了不起的。
主要內容分成三編。
第一編是物理的運動，是理論體系最核心的部分，基本上把牛頓要說的所有的話都在這一部分裡說完了，但是它是一個純粹的理想狀態的討論，後面的討論是接觸實際的討論。
以前很多人看這本書一開始很失望，因為一上來講的不是宇宙和物理，講的是數學，它叫引理。我們現在知道它就是微積分。在牛頓以前人們不掌握這個手段，這個地方應該是牛頓的原創部分，而且相當有想像力。
其中有一個重要的第66命題。牛頓在劍橋大學當教授的時候，當時歐洲知識界很多人都已經開始議論，克卜勒的橢圓軌道跟兩個物體之間的相互吸引力是有關聯的。
在一次酒館的聚會裡，有三個人相遇了。一個是哈雷，他是牛頓忠實的門徒；一個建築師叫雷恩，他是現代倫敦城的總設計師；還有一個就是胡克，他是皇家學會的創始人和秘書長。
三個人相遇以後，胡克說自己已經證明了克卜勒定律和平方反比關係，數學上是可以推導出來的，結果那兩個人不信，決定打賭，然後讓胡克一周內拿出證據。可是兩周過去以後，胡克沒有拿出他的證明，哈雷就認為胡克是吹牛，他就想到了一個人——牛頓。他就趕到劍橋大學去見牛頓，一見面就問：如果兩個物體相互吸引，吸引力是平方反比關係，那麼一個物體繞著另一個物體在旋轉的時候，那個軌道的形狀應該是什麼？牛頓連想都沒想脫口而出：橢圓。牛頓說自己20年前就證明過，然後翻箱倒櫃開始找，卻找不出證據。哈雷說，給你兩個禮拜時間，把這個證明寫出來寄到倫敦去，然後哈雷就回去了。
兩個禮拜以後，哈雷收到了牛頓的信，是一個9頁的手稿，這個手稿實際上是一篇非常重要的論文，這個論文後來就成了命題66的基礎部分。哈雷看到以後又立刻趕到劍橋找到牛頓，敦促他馬上寫一本書，他說牛頓重建了整個宇宙體系，這個就是《原理》這本書產生的直接動因。
牛頓獨創了歷史學方法
但中國古人早就會用了
第三編是整部書最輝煌的部分，叫做宇宙體系。牛頓時代已經知道的全部宇宙，也就是太陽系以內的土星以下的各個行星的運動情況，逐個討論。牛頓討論了彗星的運動，當時沒有人知道彗星是怎麼回事，它突然就出現了，然後很快不見了，它有時候來得非常誇張，在天上很大很亮。牛頓運氣很好，在他開始深入研究宇宙問題的時候，他連續看到兩次彗星，其中有一次規模比較大。
他做了非常密切的跟蹤、觀察以及大量的計算，他告訴我們他看到過的兩顆彗星，其中一顆的周期是75年，後來那顆彗星交給了哈雷去研究，哈雷糾正了他的偏差，哈雷證明那顆彗星的周期是76年。於是70年後，那顆彗星被命名為哈雷彗星。
另外一顆星是牛頓估算的，那顆彗星的周期是575年。牛頓獨創了一門方法叫做歷史學方法，有人把它叫做宇宙考古法，證明這顆彗星它歷史上來過幾次。牛頓翻了之前大量的記錄，575年前就有記錄，這顆彗星有多少嚇人，拉了多長的尾巴，那年地球上死了什麼重要人物，比如說凱撒被刺了，羅馬帝國發生了政變等等。
牛頓相信，每隔575年人們都記錄過一顆重要的星相，這樣的方法中國早就用過了.
上世紀60年代初，前蘇聯專家找到中國科學院，說觀測到有一顆超新星，大約在公元1006年左右爆發的，問題是全世界沒有記錄，但是中國人從周朝開始幾乎都是記錄天相的，於是中科院讓一個研究生去查星象記錄。1006年大概對應的是宋朝，這個幸運的研究生後來成了中科院院士，叫席澤宗，是中國天文史大家。他翻到了這個記錄，然後寫了一篇文章，發表在中國天文學報上。20年後，德國科學代表團來到中國，說中國有一本雜誌叫《天文學研究》，他們看過英文版，裡面有一篇真正的歷史遺留的文章，就是席澤宗這篇文章。