我們從小就聽說過這個故事,。有一天牛頓在一棵蘋果樹下休息，一個熟透的蘋果掉下來,，砸到牛頓的頭。牛頓恍然大悟,，蘋果落地是受到地 球引力的吸引,，月亮圍繞著地球轉(zhuǎn)也是受到地球引力的吸引,，行星圍繞著太陽轉(zhuǎn)是受到太陽引力的吸引……任何物體之間都會有引力相互吸引,，他把這叫做萬有引 力。牛頓因此發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,。

       這稱得上是科學(xué)史上最重大的恍然大悟,，如果這個故事是真的話。那么這個故事是真的嗎,？如果牛頓當(dāng)時把它寫下來,，那當(dāng)然是可信的。但是牛頓留下的手稿里并沒有關(guān)于這個故事的任何記載,。我們只能去找二手的材料。

       最早把這個故事寫下來發(fā)表的,，不是英國人，而是法國哲學(xué)家伏爾泰,。他在牛頓逝世那年（1727年）寫的一篇文章中提到，牛頓在他的花園里散步的時 候,，看到一個蘋果從樹上掉下來,，第一次想到了引力理論。當(dāng)時伏爾泰雖然人在倫敦,，但是并沒有見過牛頓,，所以他不是從牛頓那里聽說的這個故事,。1733年,， 伏爾泰再次提到這個故事，但是只是泛泛地說牛頓看到了一個果實從樹上掉下,。不過這回他提到他的消息來源,，是從牛頓的外甥女凱瑟琳·巴頓那里聽來的,，已經(jīng)轉(zhuǎn) 了至少一道手,。

       凱瑟琳·巴頓的丈夫約翰·康丟特是牛頓當(dāng)王家造幣廠廠長時候的助手,，在牛頓的晚年與牛頓關(guān)系密切,，住在一起。在牛頓死后不久,，在1728年間，康丟 特寫了一份手稿,，講述牛頓在劍橋時的事跡,。手稿里面提到,，1666年,，由于黑死病流行劍橋大學(xué)關(guān)閉,，23歲的牛頓回到他母親在林肯郡的家,。牛頓在花園中沉 思的時候想到，讓蘋果從樹上落地的重力不限于地球上,，一定能延伸得更遠(yuǎn),，一直延伸到月球,，如果這樣的話就會影響到月球的運動，讓月球保持在它的軌道上運 轉(zhuǎn),。在康丟特的敘述中，牛頓并沒有看到蘋果落地,，而只是聯(lián)想到蘋果落地,。

       康丟特沒有說他的信息來源。由于康丟特是牛頓晚年最親近的人之一,，他可能是親耳從牛頓那里聽來的。也可能是從牛頓晚年的好友,、《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原 理》第三版編輯亨利·彭伯頓那里聽來的，他在手稿中提到了彭伯頓在1728年出版的《牛頓爵士的哲學(xué)觀》一書前言,，但是彭伯頓在該書中只是說牛頓于 1666年在花園中獨坐時想到引力問題，沒有說見到蘋果落地,。

       牛頓生前好友威廉·斯塔科利倒是說了他親耳聽到牛頓跟他講了蘋果的故事,。1752年，斯塔科利出版了《牛頓生平回憶錄》,，里面談到,，在1726年4 月15日（牛頓死前前一年），他拜訪牛頓,。吃完晚飯后,，他們坐在花園的蘋果樹下喝茶。在交談中,，牛頓說，就是在這樣的場合,，他從蘋果落地開始想到引力的概 念：為什么蘋果總是垂直地落到地上,，而不是向上、向側(cè)或傾斜地掉落,？由此他發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并將它運用來解決天體運行的問題,，破解了宇宙之謎,。

       所以至少有兩人從牛頓那里聽說了蘋果的故事，只不過牛頓并沒有說他被蘋果砸到——這個戲劇化的版本是后來在流傳過程中被添油加醋改編出來的,。牛頓并 沒有提到是哪一棵蘋果樹,，不過他母親家的花園里只有一棵蘋果樹，它就被當(dāng)成了那棵給牛頓帶來靈感的圣樹,。這棵蘋果樹在1816年被大風(fēng)吹倒,，重新種植后一 直活到現(xiàn)在，成為英國的國寶,。

       有牛頓的親口講述,，有樹為證，至少這個故事的簡單版本——牛頓看到蘋果落地而不是被蘋果砸到——應(yīng)該是真實的吧,？未必,。從牛頓據(jù)稱看到蘋果落地，到 他開始向別人講述這個故事,，60年已經(jīng)過去了,，而在這60年里,，并沒有牛頓講這個故事的任何記錄。如果這個故事對牛頓研究萬有引力定律如此重要,，為什么他 要沉默60年,，到快死了才開始向別人講述？

       據(jù)說是蘋果垂直落地讓牛頓聯(lián)想到了地球存在引力,，但是從古希臘時候起,，哲學(xué)家、科學(xué)家們就都認(rèn)為地球存在引力,，才會吸引東西掉到地上,，牛頓并不需要 通過看到蘋果落地重新發(fā)現(xiàn)引力。發(fā)現(xiàn)萬有引力的關(guān)鍵,，不在于知道地球存在引力,，而在于由此聯(lián)想世界萬物都存在引力，而這是從蘋果落地聯(lián)想不出來的,。從牛頓 聲稱他見到蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力,，到他在1686年寫成《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》首次發(fā)表萬有引力理論，已經(jīng)過了20年,。既然在看到蘋果落地的時候就已經(jīng) 恍然大悟了,，為什么還要研究這么長的時間才發(fā)表呢？

       按照牛頓自己在1712年寫的一份手稿的回憶,，他在1666年發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律之后,，就立即用它來計算月球的運行軌道，發(fā)現(xiàn)結(jié)果“非常好”,，那么 為什么當(dāng)時不發(fā)表,？按照彭伯頓,、康丟特的說法,，當(dāng)時牛頓的計算結(jié)果其實并不好。這個計算需要用到地球的半徑,，但是當(dāng)時牛頓困在母親家中,，身邊沒有關(guān)于地球 半徑準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的資料，只是采用了以前地理學(xué)家和海員用來估計地球半徑的一個粗糙數(shù)據(jù),，即1緯度等于60英里,，算出的結(jié)果與預(yù)想的差別太大，牛頓認(rèn)為除了地 球引力還有別的因素在影響月球軌道,，就沒有再繼續(xù)研究下去,。

       彭伯頓、康丟特的說法比牛頓自己的回憶可能更接近事實,，但是同樣讓人疑惑,。1667年牛頓回到劍橋之后,，已有條件查到關(guān)于地球半徑更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)（當(dāng) 時的數(shù)據(jù)是1緯度等于69.5英里），但是牛頓并沒有重新進(jìn)行計算,。牛頓很顯然知道這個更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),，他在1672年編輯的一本地理學(xué)著作中就有這個數(shù) 據(jù)。1672年,，牛頓被選為王家學(xué)會會員,，在牛頓參加的會議上，王家學(xué)會宣布測量地球半徑的一個重大進(jìn)展：法國天文學(xué)家皮卡最近測得1緯度等于69.1英 里,?？祦G特說牛頓獲悉皮卡的測量結(jié)果后,，就重新用萬有引力公式計算月球軌道,，得到了預(yù)想的結(jié)果。一般人也會預(yù)料牛頓這么做,。然而牛頓其實并沒有,。彭伯頓說 是胡克的一封信才讓牛頓重新想起研究萬有引力的問題，而這距離皮卡的發(fā)現(xiàn)又過了7年之久,。

       胡克對引力的研究軌跡倒是都有論文為證,。他在1666年曾在王家學(xué)會宣讀過一篇研究引力的論文，1674年發(fā)表論文詳述他對引力的研究,，提出了關(guān)于 引力的三條假設(shè),，實際上就是定性描述了萬有引力定律。1679年,，胡克寫信代表王家學(xué)會向牛頓約稿時,，進(jìn)一步提到引力的大小與距離的平方成反比。這就是彭 伯頓說的那封信,。也因為這封信,，胡克在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》發(fā)表后，向王家學(xué)會指控牛頓的萬有引力定律是剽竊他的,。牛頓則說,，他本人早在大約20年前 （1666年）就發(fā)現(xiàn)了這一定律，并寫信告訴了他人,，并不需要從胡克那里獲悉,。后來牛頓勉強(qiáng)承認(rèn)胡克的信刺激了他重新研究引力問題，并且承認(rèn)胡克告訴了他 一些他不知道的實驗結(jié)果,。做為妥協(xié),，牛頓提出在《數(shù)學(xué)原理》的有關(guān)部分加一條注解，說明引力反比定律也被雷恩,、胡克和哈雷獨立地發(fā)現(xiàn),。

       1665～1666年牛頓被困在母親家中那一年,，被稱為牛頓的奇跡年。他研究,、解決了當(dāng)時物理學(xué)的各個重大問題,，包括發(fā)現(xiàn)運動定律和太陽光是混合 光。天體運動問題是當(dāng)時備受關(guān)注的物理學(xué)最重大問題之一,，很難想像牛頓會不研究這個問題,，而且對他來說，一旦研究這個問題,，發(fā)現(xiàn)引力公式并不難,，畢竟還有 好幾個人也獨立發(fā)現(xiàn)了。他沒有必要從蘋果落地才受到啟發(fā),。所以牛頓說他在1666年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,，很可能是事實。然而同樣是事實的是,，他沒有 發(fā)表其發(fā)現(xiàn),，此后他對引力問題的研究沉寂了十多年。也就是說,，即便牛頓曾經(jīng)因為看到蘋果落地而開始研究引力問題,，那么研究結(jié)果也被他自己否定掉了，對他在 十幾年后重新發(fā)現(xiàn),、發(fā)表萬有引力定律沒有關(guān)系,，蘋果落地對其研究萬有引力所起的作用，還比不上十多年后胡克的一封信,。

       那么為什么牛頓要在晚年向人講述這個不知真假的蘋果故事,？此時的牛頓雖然早已功成名就，被公認(rèn)為最偉大的科學(xué)家,，獲得了神一般的地位,，但是早年被胡 克指控剽竊的陰影并沒有就此消除。通過這個蘋果故事,，他可以表明自己發(fā)現(xiàn)萬有引力定律與胡克無關(guān),。但是這個故事很可能還有更深層的涵義。牛頓是一個有很深 的宗教情懷和神秘感的人,。例如,，盡管太陽光通過三棱鏡折射后人眼一般只能分辨出六種顏色，但是牛頓堅持認(rèn)為有七色,，因為“七”是一個神秘數(shù)字,，重要天體有 七個，一星期有七天,，音符有七個,，那么色彩也應(yīng)該有七種,。同樣，在西方文化中,，蘋果是一種神秘的果實,，是伊甸園神話里上帝禁止人類品嘗的智慧樹的禁果?？? 到蘋果落地而發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,，就有了一種天降大命于斯人的神圣光環(huán)。人越老越需要這種光環(huán),。牛頓的這個故事無疑講得非常成功,。今天大部分人都不會記得萬 有引力公式，但是幾乎無人不知有一個蘋果砸到牛頓的頭,，世界因此而不同,。

文獻(xiàn)：

John Conduitt, Draft account of Newton’s life at Cambridge.

Henry Pemberton, A view of Sir Isaac Newton’s philosophy.

William Stukeley,  Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life. 

（《科學(xué)世界》2016.6.）