站在巨人肩上的牛頓為何比巨人還要偉大？

牛頓是有史以來最偉大的科學家，他在物理學、數學、天文學等領域取得了輝煌的成就。西方有詩：Nature and nature's law lay hid in night. God said,let Newton be! And all was light。翻譯成中文是“天不生牛頓，萬古如長夜”。中國古代有詩“天不生仲尼，萬古如長夜”，和仲尼不同的是，牛頓的理論照亮的是整個世界，并且會一直閃耀出燦爛的光芒。

牛頓在給胡克的一封信中寫有一句話：如果我比別人看得更遠，那是因為我站在巨人的肩上。這話非常客觀，沒有伽利略、開普勒等人的研究做鋪墊，牛頓難以取得如此輝煌的成就。但“巨人的肩上”可能還有另一層含義，因為牛頓和胡克就誰首先發現中心吸引力與距離的平方成反比有爭執。胡克說在1679年他給牛頓的信中曾提到他認為重力是按距離的平方成反比變化的，顯然牛頓發現的萬有引力與距離的平方成反比是受他的啟發。牛頓則說在1666年，他就根據開普勒第三定律推出了萬有引力與距離的平方成反比。

牛頓和同時期的萊布尼茨、胡克、惠更斯等多位科學家就一些發現的優先權有爭執，而且幾乎所有的爭執都以牛頓把對方整慘為結果。由于胡克身材矮小，并且還有駝背，因此牛頓說自己是站在巨人肩上的另一層含義就是他的發現與胡克這個矮子無關。

爭執歸爭執，幾乎沒有科技史工作者認為他們之間存在剽竊的可能，幾乎一致認為他們是各自獨立地發現了規律。因為他們各自的研究方法不同，各自要解決的問題也不同，并且還有手稿或書信記錄著各自的發現歷程。牛頓的很多重大發現是在他二十余歲時完成的，但是牛頓沒有將自己的發現及時發表，直到四十多歲時才接受好友哈雷等的建議，完成《自然哲學的數學原理》。

既然同時期很多科學家和牛頓各自獨立發現規律，既然牛頓自己也承認自己是站在巨人的肩上，為何在科學殿堂中牛頓不是和他們平起平坐，而是要比他們的偉大至少高出一個數量級？

因為牛頓的確站得更高，看得更遠。以萬有引力為例，現有的資料顯示胡克只是想到重力是與距離的平方成反比。而牛頓看到了蘋果落地，并將蘋果和月球聯系起來。其他人看到的是月球沒有落地，而牛頓看到了月球墜向地球。在牛頓看來，月球在某點的速度方向沿切線方向，如果地球突然消失，月球就不再在原軌道上運動，而是沿切線方向飛出去，由于地球的存在而使月球受到的重力將月球不斷拉向地球。

開普勒第三定律指出行星繞太陽轉動的半長軸的三次方與公轉周期的二次方之比是定值，這是人類第一次用數學公式精確地描述科學規律，也正是從開普勒開始，天文學真正成為了一門精確科學。開普勒也憑他的偉大發現成為了17世紀至19世紀最偉大的幾位科學家之一。但是和牛頓比起來，開普勒明顯遜色很多。

開普勒只是看到了行星按照他給的三定律運動，而不知道為什么要按這樣的規律運動，牛頓看到了為什么。牛頓說自己是根據開普勒第三定律推出萬有引力與距離的平方成反比，在推導的過程中需要引入向心力的概念及表達式，這些正是牛頓在他大約21歲時給出的。引入向心力的概念后很容易推出太陽對行星的吸引力與行星到太陽距離的平方成反比，并且直接計算出行星繞太陽的軌道是橢圓。

牛頓還通過數學計算證明了月球在軌道上的向心力與在地球表面上的重力之比等于地球半徑的平方與月球軌道半徑的平方之比，從而表明地球拉著月球的力和使蘋果下落的力是同一個力，遵循同一個表達式。牛頓還沒有停下來，他大膽地指出這種引力普遍存在于一切物體之間，故名“萬有引力”。牛頓的這種遠見卓識是胡克遠遠沒有達到的。

在牛頓之前，人們普遍認為天上的世界和地上的世界是不同的，神圣天體的運動和平凡地上物體的運動肯定是不同的，不可能遵循同樣的規律。牛頓打破了這種認識，將天上的力和地上的力統一了起來。這次統一是物理學史上的第一次大統一，也奠定了物理學的“統一”發展路線。之后物理學上的每一次大統一都有偉大的科學家出現。直到現在，力的統一、相對論與量子力學的統一等仍然是物理學要解決的重大問題。

近代科學的建立過程也是神學衰退的過程。牛頓打破了天上的神圣，但在他的認識里還為上帝保留著位置。一百多年后拿破侖看到拉普拉斯的《天體力學》后問拉普拉斯為何沒有在書中提到上帝？拉普拉斯堅定地回答：“陛下，我不需要那個假設！”今天數千顆人在地球衛星正按照牛頓設計好的軌道繞地球轉動，阿波羅登月的飛船也是牛頓在駕駛著。人類的科學活動中需要的是牛頓，已經沒有了上帝。

除了萬有引力，牛頓的重大科學貢獻還有：給出了運動學三大定律；獨立發明了微積分；光學方面的基礎性發現；發明了反射式望遠鏡等。天不生牛頓，萬古如長夜。牛頓這顆太陽升起后，同時期以及之前科學家的偉大在其光輝面前只能黯淡下去。