最近，一些網(wǎng)絡(luò)平臺上出現(xiàn)了不少讓人哭笑不得的“科學史科普”“短視頻科普”。比如有這樣一個說法，引發(fā)廣泛關(guān)注：

萬有引力定律并不是牛頓發(fā)現(xiàn)的。實際上，牛頓從中國明朝一本名叫《奇器圖說》的書中，盜取了中國人王徵發(fā)現(xiàn)的萬有引力。

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光看時間，似乎挺有道理的。牛頓通過其書《自然哲學的數(shù)學原理》，發(fā)表萬有引力的觀點是在 1687 年，換算過來是為清朝康熙二十六年。而王徵《奇器圖說》呢，則出版于明朝天啟七年（1627 年）。如果在明朝出版的書里，就已經(jīng)出現(xiàn)了牛頓在 60 年后才會發(fā)表的科學原理——那看起來后者抄襲前者，大概就是板上釘釘?shù)氖虑榱搜剑?/p>

聽著很厲害是吧，讓我們仔細看看這個《奇器圖說》是怎么回事，牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律又是怎么回事呢？

書名就指出：明朝學者在學習歐洲科學知識

首先我們要明確“奇器圖說”并不是這本書的完整名字，在前面還有“遠西”二字，是指從傳教士那里學習到知識。中國對西邊土地和文化的認識，有西域、西天、天方指代遠近不同的稱呼，等到利瑪竇等傳教士來到中國，又發(fā)明了“遠西”“泰西”“大西洋”等名詞。這些名詞實際上反映了在漫長年代，我們逐漸認識世界的過程[1]。

《遠西奇器圖說》是由德國籍傳教士鄧玉函口授，王徵撰寫、繪圖并在揚州刊刻，成書于 1627 年。它是我國第一部介紹近代歐洲機械工程學和力學的圖書。而《遠西奇器圖說》[2]里所謂“介紹萬有引力的描述”，其實是釋讀這段文字的網(wǎng)友……讀錯了。

卷一第十七頁：“最重無過于地，地在天之下，必在中心。”

卷一第十九頁：“各體各欲直下至地心方止。蓋重性就下，而地心乃其本所。故而譬如磁石吸鐵，鐵性就石。不論石之在上在下在左在右，而鐵必就之者，其性然也。”

我們都接受過牛頓物理學的教育，讀這一段容易覺得這是中學物理課本。其實不然，這里說的并不是“萬有引力”，正如知乎網(wǎng)友指出的，這里面可一個“力”字都沒有提。

前一段說的是“地心即中心”是亞里士多德地心說體系，并說明了為什么地球必然是圓的，因為地球中心也是宇宙中心。換言之，所謂“下方”，就是地球中心所在方向，上方則是頭頂方向，因為地球是圓球，所以世界各地的人們實際上都是朝向地心方向站立。

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后一段展開論述的是亞里士多德的“四元素說”，也就是亞里士多德物理學，強調(diào)“本性”如何，元素本性分為兩類，土、水兩種元素本性朝向下方運動，氣、火兩種元素本性朝向下方運動（還有以太在天上做圓周運動）。所以土、水這樣的重物組成了圓圓的地球。沒有“力”，而強調(diào)“本性”，這正是亞里士多德物理學的特征[3]。

咱們現(xiàn)在覺得這個很好理解，很簡單，是因為學過了牛頓物理學，牛頓用萬有引力定律告訴我們亞里士多德哪些觀點對的，哪些觀點是錯的，錯在了哪里。

在牛頓之前，很多人對于亞里士多德的說法都覺得無法理解——地球?qū)γ娴娜?，那不?ldquo;倒立”了嗎？所以對面不可能有人吧？這個問題，就是歐洲學術(shù)歷史上著名的“對跖人問題”。直到大航海時代，歐洲航海家跨過了赤道和大西洋，發(fā)現(xiàn)了新大陸，人們才知道地球?qū)γ娲_實有人。

科學家們曾經(jīng)用磁力解釋太陽系

至于后一段，類比于磁力，是英國女王伊麗莎白一世的御醫(yī)威廉·吉爾伯特（William Gilbert，1544年-1603 年）研究了磁石之后的思想。

德國天文學家開普勒（Johannes Kepler，1571年-1630年）贊同吉爾伯特，他們試圖以此從物理學上來解釋地球為什么是圓的，地球為什么繞著太陽轉(zhuǎn)。他們和徐光啟、王徵是處于同一時代的人。嚴格來說，這種類比其實是錯誤的。畢竟（后來確認的）萬有引力和磁力性質(zhì)差異很大。

引力只有相互吸引，磁力有異性相吸，也有同性排斥。它們的來源也不一樣。這種曾經(jīng)發(fā)生的錯誤認識，也恰恰說明了科學是一個逐漸發(fā)展，逐漸試錯的過程，沒有什么理論是一蹴而就，一直不變的。

因此對于這幾段內(nèi)容，個別網(wǎng)友有些望文生義，誤以為說到“向地心聚集”，就是萬有引力，這其實是由于不熟悉科學歷史導致的誤會。

誤會發(fā)生的原因是，他們討論的是同一個現(xiàn)象（地圓），同一個課題（為什么是地圓）。亞里士多德認為地球是圓的，這個結(jié)論雖然具有一定的科學性，但是他并沒有真的描述清楚這個結(jié)論是如何正確推導出來的，他的某些前提如今來看是有錯誤的，因此只能說一種“定性”描述。

牛頓萬有引力開創(chuàng)了物理學新時代

要定量解決這個問題，需要開普勒、伽利略和牛頓兩位高人出場。開普勒指出行星繞太陽運行是橢圓軌道，從而徹底擺脫了古希臘人“完美圓形軌道”的觀念。伽利略開創(chuàng)了把數(shù)學定量分析引入了物理學，開始研究運動和力的關(guān)系，得以研究運動過程。

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牛頓整理發(fā)展出來了三大運動學定律、萬有引力定律，還有今天大學生必學的數(shù)學——微積分。這些基于更復雜數(shù)學基礎(chǔ)之上的力學原理的發(fā)現(xiàn)，才成就了“牛頓力學”之名[4]。

牛頓出手解決的第一個問題，來自英國天文學家哈雷。1684 年，哈雷向牛頓提出了一個當時未能解決的問題，如果一顆行星受到來自太陽的引力，這個引力與距離的平方成反比，那么它的軌道會是怎樣的。牛頓不假思索地回答，他已經(jīng)證明了軌道是橢圓的。這段對話讓哈雷促使牛頓發(fā)表他的理論，其結(jié)果就是 1687 年發(fā)表那套三卷本的奇書《自然哲學的數(shù)學原理》。

哈雷也因此得以計算他最為鐘愛的彗星軌道，預言了一顆彗星的回歸，這就是著名的哈雷彗星，它下一次回歸是在 2061 年。換言之，萬有引力理論不是區(qū)區(qū)幾十幾百字就能完全描述的。它必須植根于牛頓總結(jié)出來的物體的性質(zhì)和作用（超越亞里士多德、吉爾伯特和開普勒）、三大運動定律（超越伽利略）、微積分（超越古希臘數(shù)學），從而解決橢圓軌道這種力和速度的大小、方向都在不斷變化的物理過程。

萬有引力理論解決了從亞里士多德、哥白尼以來的重大課題——為什么地球是圓的，為什么太陽系是這樣的。牛頓力學重塑了我們對宇宙和日常世界的基本認知。今天我們即便是談?wù)撐锢韺W之外的事物，也經(jīng)常用到“力”這個概念，這一切都彰顯了牛頓力學的偉大影響。

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對牛頓力學，王徵是學不到了，因為李自成攻進了北京去世那一年（1644年），他就去世了，此時牛頓才是個兩歲的幼兒。但我想假如他能穿越到后世，一定會更加勤奮學習，畢竟他是“南徐（光啟）北王”，是傳播西方學術(shù)最為有力的兩位明代學者之一。

我們作為后人，不必掠牛頓之美強塞給王徵，而是要學習他的博大胸懷，善于學習的謙虛精神，這才是真正的自信。在此基礎(chǔ)上才能不斷創(chuàng)新，向前發(fā)展，假如我們沉湎于虛假的“往昔榮光”，忘記了現(xiàn)實差距，那也將失去未來。

參考文獻

[1] 吳孟雪，《明清時期歐洲人眼中的中國》前言，中華書局，2000年

[2] 《祖本遠西奇器圖說錄最新制諸器圖說》，中華書局影印本，2016年

[3] 亞里士多德，《物理學》，商務(wù)印書館“漢譯世界學術(shù)名著叢書”，1982年第一版。

[4] 吳以義，《從哥白尼到牛頓：日心學說的確立》，上海人民出版社，2013年第一版。 

策劃制作

作者丨孫正凡 天文博士，科普作者

審核丨孫軼飛 河北醫(yī)科大學醫(yī)學教育史研究室主任

策劃丨徐來

責編丨林林、白莉