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牛顿为什么痴迷炼金术
文章来源: 文章作者:kx 发布时间:08-26

  据《新科学家》8日报道,长期以来,牛顿被认为是科学家的典范,理性的化身。无论是科学家、诗人,还是宗教家,无不视牛顿为科学象征和光明使者。但牛顿生前也留下了上千万字的神学与炼金术手稿,有些科学史家因此认为,被视为理性化身的牛顿并不像人们想象得那么理性,与其说他是一位遵循理性前进的科学家,倒不如说他是“最后一位炼金术士 ”。可是,人们不禁要问:象牛顿这样的科学家为什么会迷上虚无漂渺的东西?

  最后一位炼金术士?

  在美国印第安那大学布卢明顿分校一个普通的化学实验室,一个由砖块和灰浆制成的熔炉放在中央,在一个角落,有两个在不停忙碌着,像疯子一样在纸上胡乱写着什么。他们在干什么呢?难道是在“复活”古老的炼金术?

  答案是肯定的,在一定程度上确实如此。实验室的一本笔记描述了两位化学家威廉姆·纽曼和凯瑟琳·里克希望实施的炼金术实验。但纽曼和里克二人心智极为健全,而他们试图破译手稿内容的科学家同样如此。事实上,这位科学家还是有史以来最著名的科学家——艾萨克·牛顿。

  科学史家一直认为,牛顿对炼金术的兴趣完全是出于抽象的哲学和宗教目的,由于同炼金术沾上了边儿,这让牛顿在科学界的声誉蒙受玷污。英国著名经济学家约翰·梅纳德·凯恩斯收藏有牛顿的许多手稿,但他于1946年却突然宣布:“牛顿并非理性时代第一人,而是历史上最后一位术士。”

  不过印第安那大学的研究人员并不这样认为。他们表示,牛顿接触炼金术纯粹是为了进行化学研究,或他们喜欢称为的“chymistry”(化学)研究。“chymistry”是介于中世纪(通常被认为从公元 476年到1453年)炼金术和18世纪理性时代化学的一种过渡性学科。

  痴迷化学是正常行为

  与多数人所持的观点相反,纽曼相信牛顿对化学的痴狂在其所处年代的科学家看来相当正常,牛顿接触炼金术的主要目的纯粹是为了发现化学自然定律。牛顿的手稿显然表明,他并未将炼金术和我们现在所称的科学进行区分。在牛顿记载他通过光谱分量重建白光的划时代实验的书籍中,同样充斥着各种从炼金术来源中挑选的方法。

  纽曼说:“除了慎审地解释了诸如冰冻和沸腾等光学和物理现象外,我们还发现了‘天王星三合一’、‘绿狮’等术语,这些都是炼金术所用的物质。”那么,是否可以说牛顿的炼金术实验最终引导他揭开了更多的科学之谜?要回答这个问题,研究人员的第一步就是破译牛顿留下来的手稿。但这项工作并非想象中的那么容易,因为牛顿从来没有清楚详细地记录他的化学实验。

  复制牛顿的实验过程

  要揭开这个谜团,就需要复制牛顿实验的完整过程。很多炼金术士因以让人难以理解的术语书写其著述而臭名昭著,牛顿在这一方面有过之而无不及,他甚至发明了自己的符号和系统。这也部分地解释了牛顿许多手稿至今仍没有得到适当编译的原因,尽管他在科学界声名显赫。

  纽曼说:“这些文字记录相当混乱。虽然我们能通过书稿对他的化学实验做出有根据的推测,但在化学研究时它们存在过多的变数,不可能仅从牛顿笔记中就推测出准确的结果。”

  因此,纽曼及同事开始重复牛顿手稿所描述的实验,且在完全相同的条件下。纽曼坚持认为,要想达到上述目的,他们首先必须“复制”牛顿用于做实验的仪器。因而,首要工作便是重新制作牛顿的熔炉。纽曼说:“现代电炉不会产生成分复杂的气体,而烧木炭的熔炉则会产生这些气体。”

  在对牛顿的实验方法进行详细研究之后,他们已经制出被牛顿称为“网”( net)的一种球状物质。这是一种略带紫色的铜和锑的合金,且具有轻微下陷或网状的表面,“网”也因此而得名。根据牛顿的手稿记载,牛顿是从生于百慕大、在哈佛大学受过教育的炼金术士乔治·斯塔基那里学到的。

  纽曼和里克还利用牛顿的笔记重造了树状金属结构,这种结构可能对他撰写科学论文产生了重要影响,在牛顿及同时代的科学家看来,金属的这种有机形态证明了金属也有生命,且也能弧吧ぁ闭庖还爬系墓赜诹督鹗醯乃捣āEβ牧硪皇笛樵蚋粗婆6俣蕴嗪鸵恢殖莆癝tar Regulus”铁的水晶合金的炼金术。

  研究有助于全面了解牛顿

  纽曼说:“这些复制实验能够让我们了解牛顿所经历的成功和失败。”这需要从事复杂而大量的工作,纽曼认为这值得一试。揭开牛顿化学材料和实验室方法之谜最终将有助于阐明牛顿实验和chrysopoeia(金属向金子的转化)方面著作之间的关系。

  纽曼在牛顿手稿中发现,尽管牛顿从斯塔基那里学过“绿狮”炼金术术语,但他只利用它来说明与斯塔基的锑及其矿石完全不同的物质。纽曼说:“在我们理解牛顿手稿中这种神秘术语的意思之前,我们还不会完全理解他在炼金术方面的实验方法,也完全不能了解他的最终目标是什么。但在现代实验室中对牛顿实验过程进行重复将有助于我们最终揭开这一谜底。”

  正如一些历史学家所宣称的那样,这些研究是否能表明牛顿在化学方面和在物理方面一样具有创新性?随着牛顿手稿中记载的许多实验即将被重复进行,研究人员有望揭开这个谜底。但美国约翰斯·霍普金斯大学历史学家劳伦斯·普林西比对此充满疑问,普林西比说:“坦率地说,我并不认为牛顿在化学方面做出过多么重要的贡献。牛顿化学手稿中描述的部分实验材料依赖于已知研究工作。”

  即便有证据显示牛顿在化学方面成就显著,但这仍旧无法让我们全面认识一个一直被披上神话色彩的科学家。英国伦敦帝国学院科学历史学家、牛顿研究学者罗布·伊利菲表示,纽曼的研究意味着我们现在对牛顿所从事研究和写论文的条件将有更深入的了解。伊利菲说,毕竟,牛顿也许并非一个天才,熟知各个领域的知识:“但另一方面,我们也许会对牛顿的辉煌和创造性的来源有了更为详细和微妙的了解。”

  迷恋炼金术与历史背景有关

  牛顿难道真是炼金术士?物理学家戴维·布儒斯特在1855年写牛顿传记时对牛顿与炼金术关联百思不得其解,布儒斯特说:“我们不能理解这种力量的智力状态,对材料世界的研究可能堕落成为最可鄙的炼金术诗集的模仿者。”

  对于布儒斯特及其同时代的人而言,牛顿是理性思维和精确计算能力的楷模,因此怎么也不会想到这么伟大的一位科学家与炼金术挂上钩。这种论调现在似乎错解了牛顿所处时代的知识状态。炼金术在17世纪才逐渐消逝,但这种学说并非从一开始就遭到人们唾弃。历史上一些最为伟大的科学家不仅相信“铅变金”的可能性,而且还认为一些现在被当作“超自然学说”(如占星术和预言能力)的思想是真实的。

  美国约翰斯·霍普金斯大学教授劳伦斯·普林西比的研究表明,牛顿的同事罗伯特·波义耳便穷其一生,试图将其它金属变成金子。而可笑的是,波义耳在1661年所著的《怀疑的化学家》一书长期以来却被解读为对炼金术的咒骂式批评。炼金术的这个分支就称为“chrysopoeia”。

  波义耳和牛顿当时经常交流有关chrysopoeia方面的信息,而chrysopoeia通常用晦涩难解的炼金术术语编码。波义耳1691年逝世时,牛顿急切地想知道波义耳所掌握的一切,他浏览了波义耳大量论文,并从波义耳的朋友约翰·洛克那“骗”来一块红颜色的标本,牛顿认为该材料可能是“点金石”的天然形式。洛克将波义耳的实验方法交给牛顿后不久,牛顿似乎暂时得了精神疾病,这也许是他在竭力广泛使用汞蒸馏净化复制波义耳的实验时不幸染上的。

  牛顿的研究涉猎广泛

  波义耳和牛顿都深受化学家乔治·斯塔基的影响,后者是一个由科学、宗教思想家组成的精英组织成员,该组织与久居英国的普鲁士商人塞缪尔·哈特利布存在着千丝万缕的联系。其中一些人还是于1660年成立的英国皇家学会创始人。如今,英国人将这个学会视为科学理性主义的灯塔,不过,当时的英国皇家协会并不是这个样子。它是在对秘密团体充满神秘主义、乌托邦式空想的氛围中建立的。

  也许你没想到,牛顿藏书中十分之一都是有关炼金术的。美国历史学家贝蒂·德布斯是最早对牛顿的炼金术著作给予严肃对待的学者之一。德布斯最后得出结论是,牛顿的炼金术从根本上而言是一种精神上的关注,因为牛顿持有非正统的基督教观点,他是反三位一体论者,认为基督是上帝创造的凡人而不是上帝的化身。此外,牛顿对一些神学书中的圣经预言也感兴趣。

  如果牛顿在其炼金术著作中持强烈的宗教观点,这也许没什么令人感到惊讶的。纽曼说:“牛顿涉猎于化学的所有主要分科。包括他在化学技术、冶金术方面的所有著作及其在炼金术方面的研究都会对他在其他方面的兴趣提供了一种更加平衡的看法。”

 
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