科学史家近来发现牛顿留下大量炼金实验手稿。因此,有科学家称牛顿是“可笑的炼金术士”,也有科学家认为这在他所处时代是一种创新,炼金术实验最终引导牛顿揭开了更多的科学之谜……
■杨孝文 任秋凌
据英国《新科学家》杂志日前报道,长期以来,牛顿被认为是科学家的典范,理性的化身。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,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:像牛顿这样的科学家为什么会迷上虚无缥缈的东西?
“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,有两个人在不停忙碌着,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。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,而他们试图破译的手稿的作者同样如此。事实上,这位作者还是有史以来最著名的科学家之一——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。”
他迷化学当时很正常
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。
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。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?
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。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,且也能够“生长”这一古老的关于炼金术的说法。纽曼的另一实验则复制牛顿对锑和一种称为“Star Regulus”铁的水晶合金的炼金术。
研究有助于全面了解牛顿
牛顿藏书中十分之一都是有关炼金术的。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。 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。
迷恋炼金术与历史背景有关
牛顿难道真是炼金术士?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。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充满神秘主义、乌托邦式空想。