01
人类应对疫情，隔离是个比较简单又高效的方法。不仅现在这样搞，早几百年前也这样搞。
那是在1664年年底的时候，一刻彗星从伦敦上空划过，在那时，彗星是邪恶的象征。民间还盛传：燃烧的星星是恶魔降临人间的预兆。
1665年，恶魔降临，伦敦鼠疫大爆发。到1666年，鼠疫已经造成了好几万人英国人死亡，人心惶惶。
同年9月，伦敦又发生了史上最严重的火灾，上万人无家可归。
那时，英国人也特别想重启1666，当然，重启只是想想，科学应对疫情才是王道。
1665年7月，鼠疫正盛，在政府的号召下，剑桥大学也关门了，师生们全部遣散回家。
当时被遣散的人群中有一名学生，他叫：艾萨克· 牛顿。
牛顿于1643年1月4日出生于英格兰林肯郡的一个小乡村，这位伟大的科学家是早产，还单亲，可酷爱读书的他在19岁时就考上了剑桥大学。
现在学校停课了，牛顿的导师客气的告诉牛顿：“你回去自学吧，没事多做点数学题。”
或许他没当真，但牛顿却当真了，牛顿可没把隔离当成放假，他真的在做数学题，而且还做多了，一不小心近乎打破了上帝家的玻璃。
1665年7月-1666年底，18个月的隔离期里，返乡的牛顿在“万有引力”、“微积分”、“光学”等多个科学领域做了大量的铺垫性研究和计算。
牛顿在后来的一封手稿里写到：
在那些日子里（乡下），我正处于创造的旺盛时期，我对于数学和哲学，比以后任何年代都更为用心。
后人对牛顿这段创造的旺盛期有个称呼：牛顿奇迹年。
02
牛顿一生最伟大的研究成果是什么？小学生都能脱口而出：万有引力啊。
没错，从小时候我们就从那颗神奇的苹果知道了万有引力，但考虑到牛顿后来的一些处事风格，这个故事的真伪性是有待商榷的。
但毫无疑问的是，关于万有引力的轮廓，确实是在1665年-1666年牛顿返乡期间开始形成的。而我们自小所熟知的万有引力是牛顿发明的，这个说法对吗？这么说吧，不全对。
正确的说法应该是：牛顿是经典力学的集大成者，系统的提出并证明了万有引力。
早在1618年，开普勒就完成了“开普勒三大定律”的论述，这是“万有引力”的基础。本篇不是科普，简单说，开普勒定律就是说行星运行轨道的形状是个椭圆，且轨道半轴距离和运行时间周期有个平方比的关系。
但是记住，在当时，这只是个推论。
直到1684年秋，一个叫哈雷的青年学者去拜访牛顿，没错，就是发现哈雷彗星的那位牛人。
哈雷问牛顿：“行星运行的轨道是什么形状？为什么？”
牛顿淡淡的回答道：“是椭圆。”
哈雷追问：“为什么？”
牛顿回答：“我算过呀。”
哈雷疯了，这哥们是神仙吧，当即请求看看牛顿的手稿。
但牛顿说时间太早，十多年前在乡下就算过，现在找不着了，但他可以给哈雷再算一遍....
事实上，在当时，不仅开普勒，还有伽利略、胡克等人都已经有了引力的概念，并知道圆轨道上遵守某种关系。胡克甚至还猜出了平方反比率，反比率又可以推导出匀速圆周运动。
可只能推导圆形还不够，行星运行的轨道是个椭圆啊，它不规则啊。
但除了牛顿，他们没人能推导出椭圆轨道。这才是爵爷真正的牛逼之处，他不仅能发现，还能计算并证明。
简单说来，前人已经知道了世界是什么？而只有牛顿知道世界为什么。
03
而牛顿能知道这个世界为什么，正是因为他那令人发指的数学造诣。他在计算天体力学的过程中，无意间掌握了一门让无数后辈颤抖的技术：微积分。
胡克他们明明已经有概念了，但算不出椭圆的轨道以及瞬时速度之间关系等问题。牛顿回到乡下后开始思考怎么用数学去表达引力。
数学只是他的一个工具，而非专业，也就是说他是个玩票。
就是这么个玩票，他出了本书《流数法和无穷级数》，简称“流数”，它是后来那个如雷贯耳的名字：“微积分”的前身。
那一年，牛顿在乡下隔离，那一年，是1666年，他23岁。
牛顿为什么要发明微积分，也就是说微积分是干嘛用的？
还是简单说，在牛顿手里，微积分可以方便的计算出曲线图形面积、切线、极值等等。
开普勒他们为什么就算不出呢？因为它不规则啊，因为行星是运动的啊。
举个简单例子，我们都知道矩形面积是长乘以宽，那不规则图形怎么办？
古人最朴素的方法是分割逼近法，就是把不规则图形分割成一个个小的规则图形，然后求和相加。
其实这就是微积分的基本思想：处理极限问题。
但是其方法晦涩，且结果不精确，更重要的是对于曲形图像的面积、曲率之间的关系等无处下手。
而牛顿的伟大之处在于他可以正着算，用曲率得出面积，他还可以反着算，用面积得出曲率。
也就是说牛顿证明了：求积运算是求变化率的逆过程。
这是现代微积分学发展的关键，我们称之为“牛顿-莱布尼茨”公式。
在数学里，微积分引发的革命是将常量数学发展到变量数学，作为分析工具，它运用到很多学科中，让这个世界翻天覆地。
而这，是牛顿独立首创的。（莱布尼茨也独立发明了微积分，时间稍晚牛顿几年，但比牛顿早发表。）
至此，在乡下的牛顿已经摸索了两件大事了，可他的全部精力依然得不到释放。
04
牛顿终其一生有个特殊的小兴趣：看太阳。没错，也就是看那束白光，在看白光的过程中，他又打开了上帝的另一扇窗：光学。
在乡下的屋子里，他用三棱镜做了个实验：让太阳光透过小孔穿过三棱镜，然后，那个熟知的世界又变了。
那一刻，人们知道了光是“红橙黄绿青靛紫”等颜色的混合，而爵爷又做了逆实验，把不同颜色的光它复原为白光。
他还计算出了不同颜色光的折射率，精确了说明了色散现象。
牛顿对光学研究痴迷到了什么地步呢？
答案很震惊：不怕瞎的地步。
牛顿在做光线和色彩等问题研究时，有段记录：
“我把针从骨头和眼球之间刺进去，尽量靠近眼球背面，然后用针的末端压迫眼球，让眼球产生弯曲……”
是的，他将一根针刺进了自己的眼球！
牛顿的痴迷研也很快收到成效，1668年，他搞出了人类历史上第一架反射望远镜。
1704年，牛顿著成《光学》，系统阐述他在光学方面的研究成果。为后来的光学和天文学研究作出了极大的贡献。
1667年3月，瘟疫消散后，牛顿也结束隔离期返回剑桥，不久，他被授予“卢卡斯数学教授”。
还记得前面提到他答应给哈雷先生重新算一遍的事吗？
拜访结束后的几个月后，牛顿寄出了九页纸的一封回复信：《绕转物体的研究》，哈雷看了后近乎崩溃：这是多么伟大的研究！
又经过数年的研究和打磨，在哈雷的强烈建议和资助下，1687年，牛顿出版了一本书：《自然哲学的数学原理》。
这标志着经典力学体系的搭建完毕。后人评价此书为有史以来最伟大的科学著作之一，甚至，可以没有“之一”。
看到这，你以为牛顿真是个伟大的物理学家，不，其实他是个天才的神学家。
事实上牛顿一生所有最伟大的科学研究在那十八个月已经有了大概了。三十岁后的他主要的事就是炼金、《圣经》和把莱布尼茨搞臭（跟他争微积分的发明权来着）。
也就是说，牛顿花了18个月的赋闲时间，就把当时的世界颠覆了。
1727年3月31日，牛顿逝世，葬于西敏寺。
在给他的墓志铭里，诗人波普写着：
自然与自然的定律，都隐藏在黑暗之中；
上帝说'让牛顿来吧！'
于是，一切变为光明。
可谁又能想到，牛顿让世界变光明只需要18个月时间！而两百多年后，又有人打破这个记录，他让世界变光明，只花了6个月。
当时，他同样是个赋闲的小职员，只是在业余搞搞科研。
那个人叫：阿尔伯特·爱因斯坦。
那一年，有个类似的名字：1905爱因斯坦奇迹年。
下次聊。
文 / 烟 雨
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