​「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。