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第四章 事物的测定(1)

大自然和大自然的法则藏匿于黑夜之中;上帝说,让牛顿出世吧!于是世界一片光明。--亚历山大·蒲珀要是让你挑出有史以来最不愉快的实地科学考察,你肯定很难挑得出比1735年法国皇家科学院的秘鲁远征更加倒霉的。在一位名叫皮埃尔·布格的水文工作者和一位名叫查理·玛丽·孔达米纳的军人数学家的率领下,一个由科学家和冒险家组成的小组前往秘鲁,旨在用三角测量法测定穿越安第斯山脉的距离。

那个时候,人们感染上了一种了解地球的强烈欲望--想要确定地球有多大年龄,多少体积,悬在宇宙的哪个部分,是怎样形成的。法国小组的任务是要沿着一条直线,从基多附近的雅罗基开始,到如今位于厄瓜多尔的昆卡过去一点,测量1度经线(即地球圆周的三百六十分之一)的长度,全长约为320公里,从而帮助解决这颗行星的周长问题。

事情几乎从一开始就出了问题,有时候还是令人瞠目的大问题。在基多,访客们不知怎的激怒了当地人,被手拿石头的暴民撵出了城。过不多久,由于跟某个女人产生误解,测量小组的一名医生被谋杀。组里的植物学家精神错乱。其他人或发热死去,或坠落丧命。考察队的第三号人物--一个名叫让·戈丁的男人--跟一位13岁的姑娘私奔,怎么也劝不回来。

测量小组有一次不得不停止工作8个月;同时,孔达米纳骑马去利马,解决一个许可证问题。他最后和布格互不说话,拒绝合作。这个人数越来越少的测量小组每到一处都让当地官员们心存狐疑。他们很难相信,这批法国科学家为了测量世界而会绕过半个地球。这根本说不通。两个半世纪以后,这似乎仍是个很有道理的问题。法国人犯不着吃那么多苦头跑到安第斯山脉,干吗不就在法国搞测量?

一方面,这是因为18世纪的科学家,尤其是法国科学家,办事很少用简单的办法。另一方面,这与一个实际问题有关。这个问题起源于多年以前--早在布格和孔达米纳梦想去南美洲之前,更不用说有理由这么做之前--英国天文学家埃德蒙·哈雷。

哈雷是个不同凡响的人物。在漫长而又多产的生涯中,他当过船长、地图绘制员、牛津大学几何学教授、皇家制币厂副厂长、皇家天文学家,是深海潜水钟的发明人。他写过有关磁力、潮汐和行星运动方面的权威文章,还天真地写过关于鸦片的效果的文章。他发明了气象图和运算表,提出了测算地球的年龄和地球到太阳的距离的方法,甚至发明了一种把鱼类保鲜到淡季的实用方法。他惟一没有干过的就是发现那颗冠以他名字的彗星。他只是承认,他在1682年见到的那颗彗星,就是别人分别在1456年、1531年和1607年见到的同一颗彗星。

这颗彗星直到1758年才被命名为哈雷彗星,那是在他去世大约16年之后。

然而,尽管他取得了这么多的成就,但他对人类知识的最大贡献也许只在于他参加了一次科学上的打赌。赌注不大,对方是那个时代的另外两位杰出人物。一位是罗伯特·胡克,人们现在记得最清楚的兴许是他描述了细胞;另一位是伟大而又威严的克里斯托弗·雷恩爵士,他起先其实是一位天文学家,后来还当过建筑师,虽然这一点人们现在往往不大记得。

1683年,哈雷、胡克和雷恩在伦敦吃饭,突然间谈话内容转向天体运动。据认为,行星往往倾向于以一种特殊的卵行线即以椭圆形在轨道上运行--用理查德·费曼的话来说,"一条特殊而精确的曲线"--但不知道什么原因。雷恩慷慨地提出,要是他们中间谁能找到个答案,他愿意发给他价值40先令(相当于两个星期的工资)的奖品。

胡克以好大喜功闻名,尽管有的见解不一定是他自己的。他声称他已经解决这个问题,但现在不愿意告诉大家,他的理由有趣而巧妙,说是这么做会使别人失去自己找出答案的机会。因此,他要"把答案保密一段时间,别人因此会知道怎么珍视它"。没有迹象表明,他后来有没有再想过这件事。可是,哈雷着了迷,一定要找到这个答案,还于次年前往剑桥大学,冒昧拜访该大学的数学教授艾萨克·牛顿,希望得到他的帮助。

牛顿绝对是个怪人--他聪明过人,而又离群索居,沉闷无趣,敏感多疑,注意力很不集中(据说,早晨他把脚伸出被窝以后,有时候突然之间思潮汹涌,会一动不动地坐上几个小时),干得出非常有趣的怪事。他建立了自己的实验室,也是剑桥大学的第一个实验室,但接着就从事异乎寻常的实验。有一次,他把一根大针眼缝针--一种用来缝皮革的长针--插进眼窝,然后在"眼睛和尽可能接近眼睛后部的骨头之间"揉来揉去,目的只是为了看看会有什么事发生。结果,说来也奇怪,什么事儿也没有--至少没有产生持久的后果。另一次,他瞪大眼睛望着太阳,能望多久就望多久,以便发现对他的视力有什么影响。他又一次没有受到严重的伤害,虽然他不得不在暗室里待了几天,等着眼睛恢复过来。

与他的非凡天才相比,这些奇异的信念和古怪的特点算不了什么--即使在以常规方法工作的时候,他也往往显得很特别。在学生时代,他觉得普通数学局限性很大,十分失望,便发明了一种崭新的形式--微积分,但有27年时间对谁也没有说起过这件事。他以同样的方式在光学领域工作,改变了我们对光的理解,为光谱学奠定了基础,但还是过了30年才把成果与别人分享。

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