在一场场争吵中，莱布尼茨受到不少非议和指责。很多英国科学家介入这场争论，他们几乎本能性地站了牛顿这边，然而辩论不是靠人头取胜的打群架，所以他们倒也没把莱布尼茨怎么样，反而“杀敌八百自损一千”地排斥德国乃至欧洲大陆的科学发展，闭门造车了一把......这些都是很多年后的事情，而此时——公元1665年，牛顿还是一个头脑极其发达、在乡下避乱的闲杂人等，还有很多故事要讲述。

　　日期：2017-08-12 17:23:46
　　第十一回：力学三大定律

　　从1665年5月到1666年11月，掐指一算，约为18个月。虽然在这一年半左右的时间里，牛顿没有公开发表任何理论，但是从他的回忆和日记看来，无疑让人类的认知向前迈了一大步，所以后人把1666年成为“牛顿年”或者物理学的“奇迹年”（也有人认为是1665年）。在众多理论中，流数术不过只是冰山一角。
　　那时候，光透过三棱镜会形成彩虹般的颜色已经众人皆知，但是并没有什么实际用途。相反，三棱镜一直都被用在魔术事业上，所以很多人都认为这是魔术师的一个把戏而已。牛顿可能认为三棱镜不仅仅是把戏那么简单，因为三棱镜呈现出的颜色和他的一个新思考的如出一辙：他曾尝试用一个带小孔的物体挤压自己的眼睛，出现彩虹般的颜色。这个方法差点让他失明。真是天才不仅靠勤奋，天才还得不要命。

　　1665年夏天，牛顿经常把自己关在封闭的小屋子里，只留一个小孔，太阳光从小孔中直射下来。当光透过大的三棱镜时，变成五颜六色的，但是当其中一个颜色的彩色光再透过另外一个小三棱镜时，却没有变成更多的颜色。牛顿得出结论：白色的光是复合光，是由透过三棱镜的那些单色光组成的。
　　这个现象后来被称为“色散”。现在色散现象都已经走进了小学甚至幼儿园的教材里。然而在那个年代，凭这个观点写一篇论文的话足可以获得博士学位了。牛顿实际上已经是一位世界最前沿的数学家和物理学家了，只是还无人知道而已。
　　在婆娑完三棱镜之后，牛顿又发挥了他强大的动手能力。经过反复的思考，牛顿发明了一种新的望远镜。这种望远镜居然不需要凹凸镜，也不需要变形的透镜，完全靠的是光的反射，所以称之为“反射望眼镜”。
　　前面说过，伽利略和开普勒都独立发明了的望远镜，但是都遇到了同样的问题——庞大，所以一般高清的望远镜的都是装置阁楼上，用于航海的都要在清晰度和大小上取个折衷，更别说随身携带了。而牛顿恰恰改变了这点，他的望远镜很小很清晰，在效果相同的情况下，体积缩小到原来的1/10，这成为了航海家们的不二之选，下一个更有用的航海仪器应该叫“GPS”吧。这就像计算机的发展史一样，当初胖的连几层楼都装不下，到后来可以“抬”到家里，如今只需要占据书桌的小小一方。愣是这样，人们还嫌它太大了，于是把它设计成放在手掌放进口袋中了。旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。

　　日期：2017-08-12 17:26:33
　　再回到力学上来，牛顿发明微积分的初衷是在解决动力学问题上遇到了数学障碍。对于动力学伽利略和笛卡尔算是解决了一半以上的问题，但是只是定性分析。这些正是牛顿上大学列在小纸条上的内容。在乡下避乱的日子里，牛顿每天都强迫这自己思考这些问题，肯定也没少重复伽利略的铜球实验。
　　实际上，在1665年牛顿已经得出了著名的力学三大定律：
　　力学第一运动定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动或静止状态。也称为“惯性定律”。
　　等等，这不是伽利略提出来，笛卡尔完善的么？然而他们二位尚还欠缺一个致命的问题：力是什么？是脸蛋被扇留下的“红”，还是屁股被胖揍后留下的“疼”？谁也没法说清，人类尚还欠“力”一个定义。
　　关于基本物理量的定义，自古以来一直很令人头疼，比如最基本的物理量——质量。它就像生活中一个熟到烂的字，提起笔却忘记第一笔从哪儿下手。伽利略曾在质量定义上含糊不清，牛顿也曾尝试给出了定义：物质的数量（质量）是物质的度量，等于密度同体积的乘积。但是这样定义也有问题，我们用质量来定义密度呢，还是用密度定义质量呢？如果都可以，那就是个死循环。实际上，牛顿口中的密度与如今教科书中密度不是一回事，也就不存在用质量定义质量的问题。且不管先有鸡还是先有蛋了，牛顿最终还是一锤定音的给了质量计量化的方式：“质量按物体的重量来求得，因为它与重量成正比，我经过多次极准确的实验发现了这点。”实际上也正是如此。

　　好吧！如果我们不能用文学的语言精准的定义，那么选择用物理学的公式表达是一个很好的途径。笛卡尔曾经提出应该有个物理量，这个物理量是物体的质量与速率的乘积——现在物理学的“动量”雏形，几十年后，惠更斯根据小球碰撞试验，发现一个很重要的问题：笛卡尔提出的物理量会突然减小或者增加，甚至凭空消失，换成官方语言叫“不守恒”。动量的概念最初叫“力”，用来描述物体运动的一个量，由于不守恒受到了莱布尼茨的极力反对，他认为描述物体最好的量是质量乘以速率的平方（即现在所说的“动能”），并称动量为“死力”，而他的物理量为“活力”。到了牛顿时，他发展了“死力”，把速率改成了速度。速度是矢量，速率只是速度的大小量，那动量也就成了矢量，根据平行四边形准则（伽利略分解速度时也用过），动量也就守恒了。

　　根据惯性定律，既然维持物理运动的是惯性，而力是改变物体运动的原因，假设一个质量为m的物体以速度v运动，在外力F作用下，速度v发生改变，这种改变和时间t有关，所以即时的改变便可描述为dv/dt（即加速度a）。同等条件下（a不变），力F的大小又与质量m成正比，故而F可描述为：F=m×dv/dt。
　　力学第二运动定律：动量为p的质点，在外力的作用下，其动量随时间的变化率与外力成正比，方向相同。即：F= dp/dt，换成中学课本中便是F=ma。
　　力学第三运动定律：作用力和反作用力分别作用在两个物体上，它们的大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且同时消失同时存在，性质相同。
　　关于第三定律似乎是一句“正确的废话”，然而它却蕴含着巨大的哲理。从古希腊以来，人们就在思考力和力之间有什么不同。最终亚里斯多德又一锤定音地认为：力不能孤立物体存在，而且只能彼此接触才能相互作用，从而他认为重力和平时的推、拉不是一种力，重力是物质的固有属性，不可与其他力同日而语。
　　伽利略对动力学的研究也恰恰是从重力出发的，但是重力又不和普通的力一样，重力可以远距离作用，而普通的力则必须零距离接触，如果有什么“隔空取物”、“踏雪寻梅”，要不就是在魔术里，要么就在武侠小说里，要不就是借助了空气。所以伽利略也没有最终将动力学与静力学完全统一起来。