迷之巧合：伽利略、麥克斯韋去世當年牛頓、愛因斯坦出生

歷史真的很有趣，很多歷史的巧合都值得深思甚至讓人不明覺厲，細思恐極。

為避免誤解，先解釋一下題目，這是指科學史上非常特別的兩個巧合，即伽利略去世當年的聖誕節，牛頓出生；而偉大的麥克斯韋去世當年，愛因斯坦出生。

至今，即便是最嚴肅的科技史專家，這兩個事件也經常是他們茶餘飯後的談資。你可能會奇怪，從16世紀文藝復興之後，西方科學家如過江之卿，可謂群星璀璨，一位科學家去世和另一位科學家生辰上的接續有什麼大驚小怪的？何況他們還都分屬不同國家。

其實如果是其他科學家也就罷了，偏偏這四位在全球物理學史宗師級人物，在當時那個國家之間互相隔絕，信息傳遞異常困難時代，如果深究他們之間的研究成果上的關聯甚至其他方面的蛛絲馬跡，你就會覺得細思極恐，後一個人仿佛是為了完成前者未竟的事業或者研究一樣。

伽利略與牛頓

1642年，餘生都處於教會軟禁的伽利略在寫完自己一生最重要的著作《兩門新科學》之後，其中總結了他在運動力學和材料力學方面的工作，帶著未經科學事業的不甘和憂鬱所帶來各種疾病（失明、心臟病、疝氣和失眠症）的憤懣在義大利佛羅倫斯離開了人世，但是他親手開啟的近代科學大時代卻吟唱著讚美詩降臨世間。

現在很多人對於伽利略的了解僅限於他是捍衛哥白尼日心說的天文學家，再好一點還知道他的比薩斜塔實驗（事實上他應該從未做過這個實驗），但這些都大大低估了伽利略對於近代科學的意義，事實上，他不但是「觀測天文學之父」，也是當之無愧的的「現代物理學之父」、「科學方法之父」、「現代科學之父 」，並與牛頓一起被稱為近代實驗科學的奠基人之一。

愛因斯坦就評論說：「伽利略的發現以及他所應用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標誌著物理學的真正開端。」

就在伽利略去世的這一年的聖誕節，第一次人類物理學大奇蹟年的策動者，與愛因斯坦齊名的世界最偉大的物理學家，遠在英國的艾薩克·牛頓誕生了。聖誕節出生成為了他一輩子的榮耀，這讓他認為自己與上帝有某種神秘的聯繫（伽利略的名字和姓氏來自於拉丁語「Galilæus」，與《聖經》同源），因此他畢生的科學經歷都是在「尋找上帝」。很多人認為年老的牛頓沉迷於神學和鍊金術是對於科學的背叛或者是他老糊塗的表現，這真是天大的誤會，牛頓一輩子都是虔誠的信徒。根據當時的說法：天才的信徒伽利略如同撒旦一樣走錯了路，成為了異端，背叛了上帝；於是上帝讓他變成了天才的牛頓，為了自己的信仰通過科學去尋找上帝，彌補前世的過失。

這雖然充滿了迷信的色彩，但是兩個不同國家的偉大的科學家卻的確有很多神秘的相似之處：

第一，與伽利略年少時一樣，牛頓從小就喜歡擺弄一些機械零件，做一些小玩具。據說他做過一個以小老鼠為動力的磨坊模型。他還在風箏上掛了許多小燈籠，風箏在夜裡放飛後看起來就像彗星一樣。

第二，兩人都在數學方面有傑出的成就和愛好。伽利略為了數學甚至放棄了自己的家傳的醫學，他傾心研究歐幾裡得幾何學，很快聲名遠揚。朋友們都稱他為「新時代的阿基米德」。牛頓從小就喜歡數學，更是以發明了最重要的數據工具微積分而聞名於世。

第三，力學方面的傳承。伽利略創造了勻加速和勻速運動的概念，有了這兩個新的概念，從斜面實驗中可以獲得更多的教益，外力並不是維持運動狀態的原因，而只是改變運動狀態的原因。這是對亞里斯多德運動觀念的重大變革。牛頓後來將之概括為運動第一定律和第二定律。

第四、兩人的科學方法一脈相承。

第五、兩人都是近代物理的開拓者。伽利略被稱為近代物理學之父，是他將近代科學引上了歷史的舞臺。從伽利略以來的物理學工作，在牛頓手裡得到了綜合。從個人素質上講，牛頓也許是有史以來最偉大的天才：在數學上，他發明了微積分；在天文學上，他發現了萬有引力定律，開闢了天文學的新紀元；在力學上，他系統總結了三大運動定律，創造了完整的牛頓力學體系；在光學上，他發現了太陽光的光譜，發明了反射式望遠鏡。一個人只要做出這裡的任何一項成就，就足以名垂千古，而牛頓一個人做出了所有這些成就。

麥克斯韋和愛因斯坦

一般認為，17世紀的艾薩克·牛頓到19世紀的阿爾伯特·愛因斯坦之間有一位承上啟下的關鍵性人物，或者與他們比肩的偉大物理學家，那就是英國物理學家、數學家、電動力學的創始人——詹姆斯·克拉克·麥克斯韋。1873年麥克斯韋的《論電和磁》被尊為繼牛頓《自然哲學的數學原理》之後的一部最重要的物理學經典。

他建立的電磁場理論，第一次將電學、磁學、光學統一起來，是19世紀物理學發展的最光輝的成果，也是繼牛頓萬有引力之後科學史上第二個「大一統」理論。麥克斯韋四元方程組的簡潔、完美被稱為科學史上最偉大的公式之一，也是經典物理學數理表達的集大成者。如果說牛頓啟動了人類的蒸汽時代，那麼麥克斯韋則開啟了人類的電氣時代。

1994年，美國富蘭克林學會將麥克斯韋與牛頓、愛因斯坦和當時的華人科學家楊振寧並列，足見他的偉大之處。

但是很多人並不知道的是，麥克斯韋生前沒有享受到他應得的榮譽，因為他的科學思想和科學方法的重要意義直到20世紀科學革命來臨時才充分體現出來，而他沒能看到科學革命的發生。1879年，帶著憤懣的麥克斯韋因病在英國劍橋逝世，年僅48歲。那一年德國烏爾姆市班霍夫街135號誕生了一位科學巨人，他叫愛因斯坦。

當然，有一點必須指出，愛因斯坦剛出生之後不但不像神童，甚至有低能兒的傾向，他語言能力發育非常遲緩，直到5歲才學會說話（很像阿茲伯格綜合症，事實上在一些科技史著作或者傳記文學中，牛頓也有這樣的問題，但是沒有愛因斯坦這麼嚴重），他的家人一度以為他是個傻瓜。事實上，在學生時代，愛因斯坦無論是在社交還是拉丁文、哲學等文科學習方面都一塌糊塗，甚至被學校退學了事。

但是，無論是伽利略、牛頓、麥克斯韋還是愛因斯坦，無論在小時候就表露出神童還是痴呆兒的痕跡，但有一點他們是共通的，那就是對於數學的痴迷和精通，這是科學史上一件特別值得研究的情況。

其實最值得說的，還是愛因斯坦在人生的最後三十年，痴迷於宇宙四大作用力的「大一統」理論，在這一點的完成度上，他沒有超過牛頓和麥克斯韋，直到1954年楊振寧及其學生米爾斯提出了楊—米爾斯理論，這才統一四分之三的作用力，成為了現代規範場論和量子理論的基礎。

真正的「大一統」理論，被寄託於弦論的變種之一：超弦理論之中，但不知道誰會成為完成這一偉業的幸運兒。