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对于那些曾经在高中和大学的微积分课程中苦苦挣扎的读者来说，一个人先后发明出微分和积分的过程是有些惊人的。（关于发明微积分的先后顺序，牛顿和德意志人莱布尼茨争论了很久，牛顿从未将这一荣誉拱手相让。）牛顿发展了微积分数学，以处理他思考行星运动和引力的性质时所面对的复杂计算。接着他抛开新制造的数学武器，又转去研究自己在剑桥外乡村集市上购买的玻璃三棱镜。
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天空中的彩虹始终具有相同的颜色排布（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）；但除此顺序之外，人们对其一无所知。它们为什么总是以相同的颜色顺序出现呢？牛顿回到自己楼上的卧室，他在木板上开了一个小孔，用木板覆盖住室内那扇朝南而开的小窗，这样就能够分离出一束射入暗室的光线。这一束午后的日光，尤其是在阳光明媚的冬日，会穿过棱镜，衍射成一道彩虹洒落在远处的墙上。牛顿的神来之笔是，他在分离出来的一条光束路径上放了第二个 棱镜，想观察会不会出现第二次色散，出现另一道彩虹。亲爱的读者，你猜是会出现另一道彩虹，还是光束保持了它原本的颜色，又或者变成另一种颜色？
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答案是，第二个棱镜折射出的是相同的颜色。根据这一结果以及其他的一些表现，牛顿得出结论，阳光或白光，是由彩虹的颜色组成的。为了确定这一点，他设计了一个实验，设置好一系列棱镜或镜面的角度，使光线最终聚焦在一点。当不同颜色的光汇聚在一起，就产生了白光。“牛顿的日光色散实验仅由两个棱镜折射完成，如此精妙的构思，如此小心的操作，再加上精确的描述，堪称科学史上的里程碑。它确立了有关自然的伟大真理，也为从观察到理论的推导艺术提供了榜样；它如同来自往昔的灯塔投来的一束光，令皇家学会同时期的其他活动都黯然失色。”[26]
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在伍尔斯索普的“奇迹之年”里，牛顿还进行了有关引力理论的基础研究：探索月亮为什么在高速行进和自转的同时，仍然能够高悬在我们头顶，没有飞走或者坠入地面。他仅仅通过基本的估算和新的数学知识，就能够向自己证明所有的物体都有引力，有史以来第一次理解了物体为什么会下落，水为什么会流动，炮弹射出后为什么在空中划出弧线，以及天体为什么能在空中运行。这些概念在后来的几年中支持了他的热力学定律，但是此时，当牛顿漫步于庄园，他更喜欢仰望月亮，他终于明白是什么力量使它悬于高空，这让他心中充满快乐。
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至此，牛顿所见之处的一切已可令他心满意足。月球在空中沿着轨道运行；阳光照射在伍尔斯索普农场的小溪上，让水面波光粼粼；苹果“咚”的一声掉在果园的草地上；邻家男孩儿扔出的石子划出一道弧形轨迹；甚至就连他自己眼睛的功能都符合他正在探索的力学定律。牛顿是一个非常虔诚的人，他的这些观察使他相信，周遭的一切都符合自己提出的“机械宇宙观”的概念，那是一种有秩序的现实，只要他潜心研究，其中道理皆可知晓。他后来总结道：“在1665—1666年瘟疫大流行的那段日子里……我的数学与哲学创造性思维正值巅峰。”在林肯郡的那片荒野中，牛顿对地球的看法转向了一种新的哲学理解。在对知识的考察中，“这是思想史上独一无二的”。[27] 牛顿清楚，只有他自己 理解了机械运动的规律，这使他格外快乐。直到多年后，他才迫不得已将自己的发现透露给皇家学会成员。
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牛顿在自己的奇迹之年取得了重大的研究成果——创造出现代数学、光学和力学；之后，他回到了剑桥，因为导师艾萨克·巴罗（Isaac Barrow）退休，他接替了巴罗的席位，迅速晋升为卢卡斯数学教授。（最近一位为我们熟知的卢卡斯教授是斯蒂芬·霍金。）巴罗是皇家学会早期成员之一，他离开了剑桥，前往伦敦，成为学会和他的剑桥门生之间的纽带。多年来，巴罗一直敦促牛顿与伦敦及其他各地的多位成员取得联系，但是这位隐居避世的教授竭尽全力避免与他人联络。十年后，1675年，艾萨克·牛顿终于在皇家学会的一次会议中露面。
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随着时间的流逝，牛顿克服了孤僻和嫉妒心理。起初，他坚决不透露自己的发现，但是一小圈信得过的朋友，例如艾萨克·巴罗、罗伯特·波义耳和埃德蒙·哈雷，劝说他揭开那层遮住秘密的朦胧面纱。人们初次领略他的天才是试用他亲手制作的望远镜。后来，牛顿有关科学研究的文章开始如涓涓细流，经年累月，陆续传递到奥尔登堡手中。对于一个致力于信息传播的学会来说，这些来自身边智者的记录拨弄着每一个人的心弦，令他们眼前一亮，同时也感到自愧不如。
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另一种新发现在此不久之前降临英伦海岸：咖啡。伦敦的第一家咖啡馆在1652年开业，到1663年，伦敦的古罗马城墙内已经有82家咖啡馆。[28] 正当皇家学会兴起之时，“咖啡出现了，它被称为醉酒、暴力和欲望的解药，一种纯粹思考、思辨和智慧的催化剂”。[29] 启蒙运动正在这座城市中生机勃勃地展开，在大街小巷的咖啡馆，在家家户户的屋檐下，牛顿等人成为争论的焦点。
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1687年，艾萨克·牛顿出版了他的杰作《自然哲学的数学原理》。我们人类非常幸运，因为善于社交的哈雷能够循循善诱，说服本不情愿的牛顿分享其力学和数学的想法。《自然哲学的数学原理》是牛顿的一部力作，是科学史上最重要的著作之一。在这部著作中，牛顿以无人能及的聪明才智，精心讲解了物理定律、引力原理、天体运行以及物体运作背后的原因。这本书为科学革命做好了准备。
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牛顿后来升任皇家学会会长和英格兰王室铸币厂总监。他于84岁时与世长辞，终身未婚，没有子嗣。他虔诚地信奉宗教并潜心研究炼金术，曾经被经济学家约翰·凯恩斯描述为“最后一位魔法师、最后一个巴比伦人和苏美尔人、最后一位伟大的思想者，以一双发现的慧眼观察着有形的知识世界，人类还不及万年的知识遗产，最初也是在这样的目光下建立起来的”。[30] 无论牛顿多么渴望探究宗教和魔法，他发现的都是一个新的“世界体系”，这个体系为未来所有的高级运算提供了基础的数学结构，包括发射宇宙飞船去探索彗星和其他行星所需要的数学知识。
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本书在这里要讲的并不是彗星和宇宙飞船，而是科学的诞生，它为医学的兴起提供了支持，奠定了基础。正是17世纪的科学家们从理论上说明，我们能够以科学方法调查研究并系统整理这个世界。其中最著名的科学家就是培根、笛卡儿和牛顿。“在西方哲学家中，培根或许是最早给自然科学中的有意义发现赋予‘自然法则’这一概念的人。当他在定义中提到‘法则’（law）的概念，这种法则既非出自一位神圣的立法者之手，也非上天的安排或监视，更不为目的论服务。”[31] 笛卡儿和牛顿以充分的理由宣称他们的发现是普遍真理和定律。这种思维方式将打开医学现代化之路的大门。牛顿去世不过几十年后，又一名不平凡的人物抵达伦敦，成为世界上第一位讲科学方法的外科医生。
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虽然皇家学会才成立短短几年，但其成员立即意识到灵感和变革的浪潮将彻底改变他们的人生。于是他们决定撰写学会的创办史，这是一个大胆的举动，甚至有些浮夸。1667年，学会获得国王的特许刚过五年，托马斯·斯普拉特就撰写了《皇家学会史》（The History of the Royal Society of London for the Improving ofNatural Knowledge ）。卷首插图为国王查理二世的半身像被戴上桂冠的版画，两侧为弗朗西斯·培根和学会第一任会长威廉·布隆克尔（William Brouncker）。
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在《皇家学会史》的序言中，斯普拉特声明将此书献给他们的王室资助人查理二世，将人类从“谬误的束缚”中解放出来的荣耀应当归于国王。接下来，斯普拉特反思了古人对旧时哲学家的看法：
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显而易见，古人对取得自然发现者充满敬意，他们赋予其神圣的荣誉……自然的探索者、思辨学说的传授者，乃至自然的征服者本身都应享有高贵的声誉 。［引文强调部分为引用者所加］
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最后，斯普拉特提出，荣誉和纪念不仅仅属于发明家，还应该属于国王。他总结道：
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真神本身并未忘记向我们指明世俗技艺的价值。从亚当到挪亚，世界上第一代君主的历史中并没有提到他们的战争或者胜利。记录下来的却是，在他们生活的许多年里，教会了子孙后代牧羊、耕作、种植葡萄、搭帐篷、建造城市、弹竖琴和风琴、制作铜器和铁器。如果他们因一项自然发现或机械发明而得到神圣的纪念，那么陛下肯定会因为创立了发明家一脉相承的传统而流芳百世 。［引文强调部分为引用者所加］
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如其所言。皇家学会的会员们发现了原子裂变、氢、双螺旋结构和电子。他们发明了万维网，创立了同行评议制度。这个世界上的首个科学组织，是一座真正的所罗门宫，它为现代科学的发展铺砌出未来之路，从而为医学在19世纪转变为科学学科奠定了基础。不过，我们首先看到的是，一位性格粗犷的苏格兰人来到伦敦，他从未接受过正式教育，却不可思议地成为世界上第一位讲究科学方法的外科医生。
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[1] Thomas Sprat, The History of the Royal Society of London for the Improving of Natural Knowledge (London: 1667), p.53.
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[2] David Wootton, The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution (New York: HarperCollins, 2015), p.24.
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[3] Ibid., p.12.
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[4] Ibid., p.199.
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[5] Galilei, Galileo, Sidereus Nuncius, or the Sidereal Messenger, Albert van Heiden (trans) (Chicago: University of Chicago Press, 2016), p.6.
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[6] David Wootton, The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution (New York: HarperCollins, 2015), p.215.
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[7] Ibid., p.39.
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[8] Perez Zagorin, Francis Bacon （Princeton, N J: P rinceton University P ress, 1998),p.122.
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