牛頓不只是天才：稜鏡、煉金術與偽幣犯

Buchwald 曾是孔恩的研究助理，他認同典範轉移這回事存在，但反對孔恩「舊典範撞牆、新典範突然接手」的乾淨版本，舉光的波動說取代牛頓微粒說為例，說明關鍵常常在新方法能不能持續「生出新東西」。

兩人討論科學進步到底靠一兩個天才，還是靠一群人互相競爭合作；Buchwald 認為關鍵人物是核心，但不是唯一推手——笛卡兒看不上伽利略的運動研究，他的追隨者 Huygens 反而拿伽利略的關係式做出擺鐘等新成果。

被問到如果從人類文明終結後回頭看，現在的科學進度大概走到哪裡，Buchwald 說他不是「實在論者」，不認為人類能直接觸及自然的內在運作，一切都得透過我們打造出來的儀器與方法去間接推敲。

談到萬有理論的歷史，Buchwald 說這個念頭最多只能追到 17 世紀；Lex 把煉金術說成萬有理論的起點，他修正說：16 世紀的煉金術士是最早相信靠人為操弄自然、而不只是被動觀察，就能看到底層規律的人，而這正是實驗科學的核心精神。

談到弦論與宇宙誕生前的問題，他引述 Caltech 同事 Kip Thorne 等人的看法：我們摸得到的物理定律可能只屬於這個宇宙形成當下的特定條件；Lex 補充，黑洞內部同時有廣義相對論與量子效應，可能是檢驗統一理論的地方。

針對「我們能不能認識實在」這個借用康德的問題，他和 Weinberg 看法不同：Weinberg 認為科學終究能觸及實在本身，Buchwald 則認為我們永遠是透過感官與儀器去間接建構出一個版本的世界，沒辦法確定那就是世界本來的樣子。

他自認是徹底的唯物論者，不相信物質之外還有別的東西，認為意識是某種物質組織結構的產物；他不認為一瓶水有意識，但也承認自己沒辦法證明，而且就算找到腦部活動的對應，也推不到經驗本身。

年輕的牛頓沒有精密儀器，徒手拿著稜鏡轉動角度，靠自己對光學計算的掌握，讓太陽光通過稜鏡後拉出一條長長的色帶而不是一個圓，證明白光其實是由不同種類的光混合而成。

這篇論文讓牛頓和皇家學會裡巧手實驗家 Robert Hooke 槓上；回溯身世，牛頓出生在英格蘭格蘭瑟姆附近，母親改嫁後他幾乎是被外婆帶大，對繼父始終懷有很深的怨氣，靠親戚資助才進了劍橋。

牛頓的學生筆記顯示他一邊照傳統課程讀、記下經院哲學那套說法，一邊吸收笛卡兒等人的新思路，並摸索「連續變化」要怎麼用數學處理，這條思路後來就長成了微積分。

中世紀經院哲學相信顏色、聲音這些性質本來就存在於物體上；笛卡兒（牛頓也跟著他）主張世界本身只有形狀與粒子，顏色等感受其實是我們的感官加工出來的產物，不是物體自帶的。

但澤的富有釀酒商 Hevelius 在自家酒廠屋頂蓋天文台，沒透過望遠鏡、只用肉眼瞄準，就自稱星表精度極高；Hooke 在皇家學會用黑白條紋卡片量人眼的極限，公開質疑。結果 Hooke 量到的其實是 20/20 視力，但他量錯了東西——Hevelius 看的是亮點掠過指標，人眼對動態的解析力好得多，他的數據比他自己說的還準。

牛頓也做過感官實驗——把一根棒子伸進下眼瞼往上頂眼球，觀察擠壓會產生什麼顏色的光圈，藉此分辨哪些顏色是眼睛本身造成的；至於蘋果砸中牛頓的故事，Buchwald 直接說不是真的，還引用同事 Simon Schaffer 的話：水果在科學史上的角色被誇大了。

牛頓沒有戲劇性的頓悟時刻；真正的轉折是 Hooke 寫信提點他一種思考運動的新角度，牛頓才想通可以把「時間」放進計算裡，解開原本卡住的問題；Buchwald 說，隔空作用力在力學上的用法，對 Hooke 和牛頓來說都是新的——這也讓兩人在《原理》出版後，為了這個構想到底算誰的又吵了一次。

微積分是一整套處理連續變化的數學工具，牛頓從二項式定理出發，發現求面積和求切線其實是一體兩面；萊布尼茲後來獨立發展出另一套記法（就是今天通用的那套），兩人為了誰先誰後鬧了很久。

牛頓、Hooke、萊布尼茲之間的紛爭不斷；Lex 拿幾乎沒有優先權糾紛的愛因斯坦對照，Buchwald 則說這種事其實不常見，當時科學社群還不成熟、規矩才剛在形成，不過 19 世紀的光學界也吵過。

Arago 因為早年被 Biot 搶了功勞而心懷芥蒂，後來他把年輕的 Fresnel 帶進巴黎、在天文台給他一個房間繼續做光學，一篇篇論文接連推翻 Biot 的研究成果——嫉妒在這裡意外成了推動科學前進的引擎。

Buchwald 說不知道為什麼，只知道他童年複雜、一向孤僻，但也有熟人和朋友；成名後他當上皇家鑄幣廠廠長，派人追查偽造貨幣的犯人，還把其中一個曾在國會公開批評過他的 Chaloner 送上了絞刑台。

瘟疫期間牛頓兩度回鄉，1666 年奇蹟年的微積分與光學成果常被歸功於這段時間，但 Buchwald 認為留在劍橋他照樣做得出來，回家的好處是能在房間裡遮窗、打孔做光學實驗；那間房間至今還在，窗外還有一棵蘋果樹，是當年那棵的扦插後代——但傳說中蘋果砸中他的故事，Buchwald 前面已經說並不是真的。

《原理》分成三冊：第一冊是運動定律的數學推導，第二冊談流體力學與壓力，第三冊把整套理論套進太陽系；三體以上的重力問題當時根本解不出精確解，要等到牛頓死後幾十年法國數學家才發展出更完整的方法。

牛頓那個年代的科學家測量同一件事會反覆量很多次，但發表時只會挑一個自己覺得最準的數字寫上去，不會把好幾次測量取平均——取平均這種統計手法要到 18 世紀中後期中央極限定理出現後才成為慣例。

整個 1670 年代後半，牛頓花在煉金術實驗上的心力比同一時期任何其他研究都多；Buchwald 認為煉金術士其實是想用化學方法拆解、重組物質的構成，是後來化學的雛形，不是單純的迷信。

牛頓是虔誠但立場獨特的信徒，他不相信基督具有神性（反三位一體論），也不認為舊約裡的有些神蹟真的照字面發生過，但他相信宇宙是由一位講道理、不隨意行事的造物主創造的，而且跟當時所有人一樣，認為創世大約在 6,000 年前（Buchwald 補了一句：照 Ussher 主教的算法是西元前 4004 年）。

直接把牛頓丟到愛因斯坦面前，他大概只會一臉茫然；但如果先讓他經歷幾十年科技演進——鐵路、電報、電力——一步步累積，以牛頓的聰明程度，是有機會慢慢跟上、理解相對論在講什麼的。

兩人聊到愛因斯坦 1905 年一口氣發表光電效應、布朗運動、狹義相對論的「奇蹟年」，Buchwald 說天才沒有單一成因，他提到一個自閉症光譜患者的例子——只聽過一次就能彈出蕭邦曲子的變奏——證明有些心智真的能用特殊方式抓住某種規律。