「牛顿晚年沉迷炼金术」是一个大大的误解

问：牛顿晚年为什么会沉迷炼金术？虽然沉迷炼金术不妨碍他是一个伟大的科学家，但还是很想知道他为什么会有这种转变。

先说笔者的结论：

牛顿与炼金术之间的关系，在他生前并不为大众所知。原因是他留下的与炼金术有关的手稿，在长达200余年的时间里，并没有被公诸于世。

1727年，也就是中国的雍正五年，牛顿去世。他的亲属收集整理了他住宅中的所有论文与手稿。为了维护牛顿的历史形象，Thomas Pellet将与炼金术有关的手稿定性为“不宜发表”尘封了起来。1936年，包括与炼金术有关的手稿在内的这批文件（与科学相关的部分已于数十年前捐赠给了剑桥大学），被拿到英国索斯比拍卖行分成322份公开拍卖，共计拍得约一万英镑。

稍后，这些与炼金术相关的手稿（还包括不少牛顿传记资料）被经济学家凯恩斯（J. M. Keynes）聚拢到了自己手中（神学方面的手稿多数被A.S.E.Yahuda收藏）。依据这些手稿，凯恩斯写成文章《Newton,the Man》，称牛顿“不是理性时代的第一人，而是最后一位魔法师”。这篇文章被收录进了英国皇家学会1946年出版的《牛顿诞辰300周年文集》。牛顿与炼金术之间的关系，由此成了一个重要的科学史话题。

图：经济学家J. M. Keynes

一般认为，炼金术源于古希腊的亚历山大和阿拉伯世界。依据世界由土、气、水、火四元素构成的古老理论，炼金术士们相信只要找到正确的方法，就可以将一种物质变成另一种物质。这种努力主要集中在两个方向：

（1）找到一种可以将铁、铅等贱金属转变为黄金、白银等贵金属的东西，这种东西通常被称作“哲人石”；

（2）提炼出一种可以使人长生不老、青春永驻的物质。

理论前提（比如四元素说）的错误，决定了炼金术士们的努力不可能获得成功。他们无法收获金子，也不会窥见长生不老的秘密，但大概率变成骗子。与牛顿同时代的约翰·弗里德里希·伯特格尔(Johann Friedrich Böttger)就是其中之一。他向奥古斯特二世（萨克森选帝侯兼波兰国王）吹嘘自己掌握着点石成金的秘术，反被精明的奥古斯特关进地牢，除非造出金子才能获得自由。伯特格尔一度逃出监狱，很快又被抓回。利用设在地牢中的实验室，伯特格尔帮助奥古斯特找到了制造精美瓷器的方法，但无法提供真正的炼金术，仍使他被囚死于地牢之中。

图：伯特格尔写给奥古斯特二世的信，内中吹嘘自己掌握了炼金术

早在1660年代，牛顿已读过当时伦敦有名的炼金术士乔治.斯塔基的著作。1670年前后，他开始大量阅读炼金术资料，并编写了索引，对从炼金术著作中收集到的术语与表述实施分组虽然几乎所有炼金术士都声称自己掌握了炼金术，但他们不但全部对配方秘而不宣，且使用的术语也各不相同。牛顿对炼金术的实验研究，至少持续到1696年（资料研究则持续到去世）那一年，他离开了剑桥，前往英国皇家造币厂担任督办。

牛顿为何会对炼金术感兴趣？对于这个问题，《剑桥科学史》的解读是这样的：

这种解释，将牛顿在自然科学、炼金术与神学三个方面的努力，统一在“研究上帝的活动”这个大方向上，是有牛顿自己的话为证的。1675年，牛顿从朋友处得到一份炼金术手稿，他在手稿的前段写了这样一段文字：

图：1702年的牛顿

在牛顿的世界观中，“上帝”是极为重要的存在。上帝创造了世界（也许还不止创造了一个世界），通过科学研究洞悉世界运转的规律，相当于认识到上帝所创造的世界的美妙。牛顿认为，这种认识本身就是一种对上帝的虔诚赞颂。他还相信上帝会将自然的奥秘告知他所选中的人，这种告知也许就藏在那些炼金术资料当中，只是传统的炼金术士们对此并无察觉。牛顿留下的炼金术手稿总计约有65万个单词，远远超过了他在物理和数学研究上的文字总和；他的神学研究手稿总字数则超过了130万个单词。由这种体量对比，也不难看出在他的价值体系当中，“通过了解上帝奇妙的作为以颂扬上帝”是处在核心位置的。（值得注意的是，牛顿在神学方面的考据与研究，与当时主流神学有着很大的差距，甚至可以说是对主流神学的批判，是一种“离经叛道”），但《剑桥科学史》说牛顿对炼金术的研究“并不从属于他的自然哲学”，这个论断却有待商榷。

首先，牛顿审视炼金术所使用的学术理论，已非传统炼金术士的“四元素说”。

他很早就受到了罗伯特·波义耳（Robert Boyle，1627-1691）化学家、物理学家，牛顿亦师亦友的敬重者的“微粒哲学”的影响。这种哲学认为，构成物体乃至整个世界的是一种自然界中最小的粒子；这种粒子是上帝创造的，是上帝赋予了他们运动和活性；粒子们相互凝结可以形成第一级微粒，第一级微粒相互凝结可以形成第二季微粒……直到形成各种复杂的物体。依据这种假说，只要能找到一种作用剂，可以破坏稳定的微粒，将其解体为最小的粒子，再在某种活性要素的作用下，这些粒子就可以重新凝结为一种新的物体。基于这种新的学术假设，追求将贱金属转变为贵金属的炼金术，很自然地进入到了波义耳与牛顿的视野当中。

图：对牛顿影响极大的Robert Boyle

其次，除了学术工具，牛顿与波义耳这对“新炼金术士”，与传统炼金术士最大的区别，在于彼此的追求是相反的。

传统炼金术士追求财富与地位，所以最在意如何“点石成金”，也就是把金子变出来；牛顿与波义耳追求对科学假说的证实或者证伪，所以最在意的反是如何破坏金子，将其解体为最小的粒子，也就是把金子给变没金是一种非常稳定的金属，若有一种作用剂能把金破坏为最小的粒子，也就等于对“微粒哲学”的证实迈出了第一步。基于这种追求上的不同，波义耳与牛顿对传统炼金术士是缺乏好感的，比如波义耳曾将这些人称为“不学无术之辈，只会用骗人的伎俩愚弄观众”。

在炼金术研究的中后期，为了对一些实验现象做出解释，牛顿将“粒子力”的概念引入到了“微粒哲学”当中。比如，他观察到硝酸能溶解银而不能溶解金，王水能溶解金却不能溶解银（按现代化学的解释，这种观察并不完整），于是做出一种推测：

在今天看来，这种推测显然是错误的。硝酸、王水与金、银之间所发生的一切，须以多种元素之间的化学反应来解释。牛顿执着于用“唯一的微粒”来做大胆的假设，自然不会有结果。

但这并不意味着牛顿的努力没有价值，也不意味着牛顿不是在追求科学，更不意味着牛顿在走传统炼金术的老路，科学之树是在无数次的“假设-证伪/证实”当中发育起来的，没有任何一位科学家可以保证自己的假设永远走在正确的路径上，牛顿也不例外。

略言之，在牛顿那里，神学与科学是自洽的，研究炼金术也与研究科学、荣耀上帝是一体的。中文知识界常见的“牛顿晚年转向神学、沉迷炼金术”之说并不成立所谓的转向是不存在的，所谓的沉迷也只是误解。

图：晚年的牛顿

参考资料

①袁江洋，《牛顿炼金术:高贵的哲学?》，《自然科学史研究》2004年第4期。

②袁江洋，《牛顿炼金术手稿的历史境遇》，《自然辩证法通讯》1990年第2期。

③B．J．T．多布斯，《牛顿的炼金术和他的物质论》，《科学史译丛》1986年第3期。

④赵振江，《牛顿的手稿》，《科学文化评论》2006年第1期。

真正的炼金术哲学家 （英）艾利夫（Iliffe R）著；万兆元译. 牛顿新传[M]. 2015

⑤（美）罗伊·波特，《剑桥科学史第4卷 18世纪科学》，大象出版社，2010，第434页。