想必任何人都痛恨抄袭,更痛恨遭到抄袭的指控。
通常所谓的抄袭争议,都是甲指控乙而乙尽力反驳,很少有乙又反咬甲一口,变成互相指控抄袭。可是信不信由你,这种类似三流小说的题材,居然发生在牛顿身上,而且不只一次!
第一次,对手是有着“伦敦达芬奇”美誉的胡克(Robert Hooke, 1635-1703)。
第二次,对手是一位知名的德国学者,人称“十七世纪亚里士多德”的莱布尼兹(Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716)。
这两位对手都是上知天文、下知地理的博学之士,学术成就也和牛顿不相上下,偏偏……
今人(Rita Greer)根据史料与想像绘制的胡克像(图像来源:维基百科)
●胡克先生,你也是偷人家的!
牛顿和胡克的积怨是标准的冰冻三尺,早在公元1676年,牛顿发表了一篇光学论文,胡克便声称牛顿窃取他的想法。
疑神疑鬼是胡克的天性,几十年下来,被他指责抄袭的人足以组一支棒球队。话又说回来,胡克的怀疑并非完全空穴来风,从他的代表作《显微图志》即可看出他对光学下过苦功,而且颇有创见。
那时候,胡克在英国学术界的地位高于牛顿。可想而知牛顿选择忍气吞声,但暗自记下了这笔帐。
十年后,牛顿在撰写《自然哲学的数学原理》之际,胡克听到风声,赶紧强调自己在万有引力理论上居功至伟(他的证据是两人1679年底至1680年初的通信,请参考〈苹果‧苹果‧苹果〉)。牛顿十分不以为然,于是胡克照例展开一连串的口诛笔伐。这时的牛顿可不那么好欺负了,他立刻反将一军,指控胡克也是偷偷将他人成果据为己有!
牛顿所说的“他人成果”是指意大利学者波氏(Giovanni Borelli)讨论木星卫星的著作(1666年出版)。然而这是个不实指控,因为胡克在当年三月(该书出版前)便公开演讲过自己的重力理论,而且内容与波氏不尽相同。不知道牛顿是故意扭曲事实,还是气昏了头没有好好查证。
打从那时起,两人的关系就降到冰点,不再进行任何学术交流。不过,牛顿还是耐心等到胡克离开人世,才正式展开报复行动。正巧同年牛顿接任皇家学会的会长(一直做到过世为止),让他的复仇计划更容易实现。
例如牛顿在获悉胡克死讯后,立刻着手整理自己的光学研究成果,次年出版《光学》一书(它在牛顿著作中的地位仅次于《自然哲学的数学原理》)。这显然是因为牛顿早就打定主意,绝不要在胡克活着的时候出版这本书。
接下来,牛顿祭出种种狠招,试图让胡克从历史中消失。举个最简单的例子:十七世纪的公众人物,只要稍有名气,通常都有画像留下来,唯独胡克例外!
直到上个世纪,才陆续有学者著书立说,极力为胡克平反。世人也才终于逐渐知晓,当年在英国学术圈,有一位和牛顿堪称一时瑜亮的人物。
如果不是这些学者仗义执言,胡克的名字恐怕永远只能和“细胞”与“弹簧”连在一起,再也没有第三个出处。
●牛顿会长,做贼的喊捉贼啊!
“微积分”是微分学与积分学的合称,在牛顿之前,已有不少数学家在这两门学问上分别做过贡献,牛顿的恩师巴罗(Isaac Barrow)甚至大致证明出两者的互逆关系──所谓的微积分基本定理──正如乘法与除法,微分与积分彼此互为相反运算。
微分学的研究对象是各式各样的变化率。举例来说,某辆车在两小时内开了九十公里,那么我们只要用简单的除法,就能算出它的“平均时速”是四十五公里,可是这并不代表它在这段时间一直维持这个速度。如果想要计算它在某个时刻的“瞬间速度”,那么算术和代数都无能为力,必须用微分才算得出来。
(左)各时刻的瞬间速度相同,其数值可用除法算出;(右)速度不断改变,须用微分计算某时刻的瞬间速度(作者绘)
积分学则起源于面积的计算。若是相当规则的图形,例如方形、矩形或三角形,它们的面积只要用简单的算术即可求出。但如果是圆形,可就没那么简单了。请回忆一下老师是怎么教的,是不是必须将它切成很多小块(方法不只一种),然后巧妙地拼起来,才能得到πr2这个公式?这个“切成很多小块再巧妙拼起来”的过程就是积分。
话说牛顿在二十二、三岁的时候,的确曾经以自修的方式,独立发展出相当完整的微积分理论,这点有他的手稿为证。然而,当时他并未写出正式的论文,也没有私下流传手稿,因而无人知晓牛顿在这方面的成就。
莱布尼兹则是在大约十年后,使用相当不同的符号和数学工具,逐步发展出自家的微积分。不同于牛顿的是,他随即将这些成果写成论文,并陆续正式发表。第一篇论文探讨微分(1684年),第二篇探讨积分(1686年),第三篇则探讨两者的互逆关系(1693年)。
单就符号和数学技巧而言,显然是莱布尼兹的体系较为优秀,最明显的证据就是它广受欢迎,一直沿用至今(主要原因在于莱布尼兹也是一位卓越的哲学家,对符号非常讲究)。反之,如今已经没有多少人看得懂牛顿的文献,连数学家也不例外。
至于牛顿的微积分理论,则是在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书才公诸于世。牛顿这时当然已经读过莱布尼兹的论文,因此不但在书中提到这位对手,还强调他曾用不同的符号发展出相同的理论。(可是到了第三版,这段文字就不见了。)
这代表两人原本相安无事,甚至互相欣赏。不料多年后,有人无事生非,使出挑拨离间的伎俩(标准的三流剧情)。更令人难以置信的是,两位当事人居然那么容易被挑拨起来,于是好戏便开锣了。
莱布尼兹像(图像来源:维基百科)
☆序幕:
1699年,牛顿的门人之一(Nicolas Fatio de Duiller)为文暗指莱布尼兹抄袭牛顿。为了捍卫自己的声誉,莱布尼兹赶紧四处澄清,并于次年在学术期刊发表声明──或许觉得人单势孤,莱布尼兹还用“匿名投书”的方式声援自己。
由于这回牛顿保持中立,“门人之一”败下阵来,莱布尼兹的学术保卫战胜利了。
☆主戏第一幕(莱布尼兹主动出击):
1704年(胡克逝世次年),牛顿出版《光学》一书,顺便在书末以附录的型式发表两篇数学论文。其中关于“积分技巧”这篇不知为何惹恼莱布尼兹,于是他故技重施,又用匿名方式写了一篇书评,以相当隐晦的笔法暗指“牛顿抄袭莱布尼兹”。
☆主戏第二幕(牛顿的致命反击):
1710年,牛顿的门人之二(John Keill)在一篇物理论文中指控莱布尼兹用“换汤不换药”的手法抄袭牛顿。(这篇论文发表于1708年的学术期刊,但两年后才正式出版。)
1711年,莱布尼兹向英国皇家学会投诉“门人之二”的指控。
1712年,皇家学会成立调查委员会,成员大多是牛顿的亲信。两个月不到“判决”便出炉,不但声称牛顿的门人胜诉,还顺便谴责莱布尼兹是文抄公。
这一回,显然是莱布尼兹惨败。不久之后他黯然离世,看来再也没有扳回一城的机会了。
可是历史的发展相当吊诡,由于这场纷争在欧洲学术界闹得沸沸扬扬,竟然导致英国和欧陆的科学家各自选边站。因此之故,莱布尼兹离开人世后,他的支持者反倒越来越多。
于是在后世盖棺论定的评价中,牛顿与莱布尼兹同为微积分的发明人,彼此都没有抄袭之嫌。换句话说,两人最终都成了赢家。
这是否代表根本就没有受害者?答案是否定的!
受害者之一:如前所述,早已有不少数学家为微积分做了铺路的工作,因此无论牛顿也好,莱布尼兹也罢,都只能算是“用自己的方式做出总结”。但由于这场“微积分大战”名气太大,遂在后人心目中留下一个偏颇的印象:微积分就是牛顿与莱布尼兹(各别)发明的。
受害者之二:刚才也提到,牛顿所用的符号和数学工具略逊于莱布尼兹。但英国数学家为了表态效忠祖国,在整个十八世纪都避免使用莱布尼兹的符号和工具(还有一个原因,就是牛顿的学术威权在英国形成“白色恐怖”)。数学史研究者一致认为,凡是与微积分相关的学问,英国在这段时期都大大落后欧陆。等到他们惊觉事态严重,一个世纪已经白白浪费了。