牛顿炼金术及其社会背景

1、牛顿炼金术研究和社会背景张荣涛 学号：096060004Email:540370543摘要在写这篇文章之前，我想先谈谈我个人对牛顿以及对牛顿炼金术的理解。众所周知，牛顿是一个伟大的科学家，他在力学、光学和数学上都有为大的成就，尤其是力学，相信大家肯定都不会陌生的就是著名的牛顿三定理，这是作为动力学的基础，对后人们产生了很大的影响。在光学方面也是如此，光的色散也对后有很大的帮助，他的数学研究遍及17世纪后半叶数学前沿的各个领域，在做曲线的切线、求二次曲线面积、解高元代数方程、发明二项式定理、发明微积分及其微积分方程等方面，都有吧重要的建树。仅仅微积分和微积分方程的发明，就足以他在整个数学史上最伟

2、大的数学家行列中显示出突出的光环。从上述内容组可见牛顿的伟大之处。爱因斯坦对牛顿有这样的评价：“牛顿啊.你所发现的道路，在你的那个时代，是一位具有最该思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路，你所创造的概念，即使在今天仍然知道找我们的物理学思想，尽管我们现在知道，如果要更深入地了解各种联系，就必须用另外的一些离直接的经验较远的概念来取代这些概念。”那么像他这么伟大的科学家为什么要研究炼金术呢，这似乎与迷信有关，似乎带着写神秘色彩，但是我们也不能这样认为，就像中国古代的皇帝一样为了能长生不老，找一些道是炼制长生不老的丹药，这很明显就是不可能的嘛。而牛顿呢他研究炼金术的目的也不是为了炼制灵丹妙药以长

3、生不老，也不是为了点石成金以发财致富，而是像他从占星术转向研究天文、力学和数学那样，从传统的炼金术出发探索万物形态区别与转变的机制，并从粒子和力的观点探讨物质组成及其转变和善变的根本道理。所以作为一个严肃的科学家，他将光的微粒说、微积分的围观和宏观相通并转化的思想运用到物质的结构与转变的研究上，也就是说从物理与化学的结合进行研究。这就决定了他既不是一个炼金术士，也不是一个单纯研究物质化合与分解的化学家，而是将物理、力学和化学甚至生命科学进行综合研究的科学家。这也就是牛顿所谓的炼金术。一 像他研究数学、光学、力学和宗教学等一样，他研究炼金术和化学有深刻的思想、背景和原因。1【科学思想上的原因】在

4、牛顿的那个时代，也就是17世纪60年代中期，在英国科学界出先了原子论学派和新柏拉图主义反对笛卡尔的机械论和以以太漩涡说思潮，牛顿在这场科学思想斗争中，基本上接受了莫尔、巴尔和波义耳的观点，用原子论和实验方法批驳笛卡尔的观点。波义耳在怀疑化学家一书中奠定了化学的基础，他的原子论思想和元素概念多牛顿产生了很大影响。并且在他的令一本术形式和质料的起源一书中用原子论观点通过思考和实验论证的方法所做的解释，以及称赞嬗变实验特别有启示的说法，这也启发了牛顿。科学家巴罗认为炼金术颇有作用，并可以哦解决自然哲学上的争论问题，他于是就鼓励牛顿担起研究炼金术的责任。莫尔认为仅仅粒子之间的冲击解释不了笛卡尔所说的以

5、太粒子结合，必定从在一种无形的自然的精采会其作用。还有许多科学家则认为牛顿在当时为科学而科学和为艺术而艺术的思潮中，像波义耳和洛克一样“希望用他们的只是得到实际的结果”。所以说，牛顿研究炼金术和化学的原因之一是科学思想斗争和以实验探索物质组成与变化的需要采进行的。由此可见，一个人所做的事必定与他大办公室所出的社会背景，当时的社会思想有关，他不可能脱离社会而独子存在，牛顿也不例外，他转向研究炼金术事收到生科的社会思想的影响的。2【受到剑桥大学炼金术学者的影响】 牛顿当时在著名的剑桥大学当教授，这期间就不可避免的收到这写炼金术学者的影响。当时巴罗在五十年代曾研究过医药和炼金术及炼金术哲学，并形成了

6、以个研究班子。牛顿的化学实验室就是巴罗、尼德和瑞过去相机用过的梁岑木阁楼的屋子，牛顿在他当时的以个手稿所说的F先生及是研究过炼金术的福克斯饶夫。莫尔对炼金术的兴趣也很大，并且与著名的炼金术化学家海尔蒙特的而子有着眯起的关系。所以说牛顿当时生活剑桥的炼金术和化学的圈子里。牛顿为了追求物质组成的只是，曾阅读过并从亚里士多德以后的重要的炼金术著作，特别是海尔蒙特的术。因此，从这点看来牛顿研究炼金术和化学就可以被理解了。3【探索物质的组成和嬗变的机理】 从1664年起牛顿基本上接受了物质组成的原子论观点和光的微粒说，但是这种看法与上帝创造始终丛杂矛盾和不协调，他在一片论文论流体的重力和平衡中写道：“如

7、果我们仅仅假定物体是创造的，这就是说他们由于意志才从在或者是他们是神圣的原因的创造”，“我们只是将物体的形式和神的意志加以区分，应为这是矛盾的，物体将是意志作用或在空间中发生作用的结果之外的什么东西”对于一个严肃的科学家而说，通过实验起探讨解决这些矛盾的方法和寻求答案显然是可以理解的。所以我认为牛顿研究炼金术和化学是处于对科学真理的追求。此外，他还从海尔蒙特的医学入门和波义耳的形式和质料的起源了解到物质嬗变的思想及其与粒子的关系，用实验和原子论观点探索物质嬗变的过程和机理对牛顿来说也在情理之中并且也是合乎逻辑的。4【在时间和精力上具有这种可能性】在1666年，牛顿在微积分和二项式定理等数学研究

8、上已经告一段落，在光学的实验研究上也已经的出了出不的结论和看法，这两项研究在当时要深入下去遇到研讨和条件上的困难。在力学的研究上，由于对引力平方反比定理的理论证明和地月检验的失败而停下来。因此，他在1667年回到剑桥后改变了研究的方向，这就是研究化学和反射式望远镜，而且着重于实验方面。从这四点来看，正如我开篇所说，牛顿研究炼金术有着深刻的社会背景以及他个人的原因，他所研究的炼金术也不是神秘旁门左道，而是为了追求科学的真理，与那些为了科学而科学的科学家相比，牛顿算的上是一位真正伟大的科学家。下面我将介绍一下他的研究情况。二 牛顿研究炼金术和化学可以分为主要的三个阶段1【实验和探索阶段】(1664

9、-1684)牛顿对化学现象的主义约开始于1664年后期，他在三一学院的笔记水和无机盐、矿物问题和颜色问题三节中，明显表现出对水的组成、金属和酸、碱成分于化合等的关注。在次之后的不长时间里他根据道布斯的介绍在1667年开始研究炼金术，并写出了他自己的化学字典。不久又读了波义耳的形式与质料的起源，开始对物质的嬗变发生了兴趣，寻找并抄录流行的炼金术手稿。大约在1668年8月，牛顿道伦敦买化学药品，并话15个先令建造炉子，开始建在他在三一学院大门北面花园东端的实验室，做化学和光学实验。他在实验结果中提出一些新的想法丰富了波义耳的嬗变思想，写实验笔记时他把他把炼金术的活力动因“磁质”一次引入他的命题，并

10、称之为“活化的唯一物质”只有这个才是遍及宇宙的万物的充满活力的动因，这点说明牛顿的化学思想是从原子论与炼金术的饥饿和而形成的。并且经过一段时间的研究牛顿认为金属和矿物起源于气体，它们又转变成最稳定的大气，即说明气体和矿物是互换的。在做关于金属的溶解和化合物的置换关系时，这些情况反映出他在1679年对化学作用的研究进入粒子层次，并且了亲和性的大小的概念。但是，由于他在这是对盈利和吃力及其相互关系尚没有升入研究，因此只处于一种纯思辨性的定性缝隙阶段。由于牛顿在光学尚向以太说一度妥协的结果，使他在物质组成的观点上也偏离了早年的原子论观点，而把本院看成以太。这样，牛顿将他的原子论及其变种以太说和炼金术

11、结和，形成他的前期化学思想，这种思想为他下一步从炼金术解脱出来，并用他的离子说和力学结合进行更深入的研究，准备了条件。2【探索化学作用的机理阶段】（18641706）在1864年之后，由于力学研究和发现万有引力定理等的原因，牛顿的物质观有向以太说妥协转变为后期的比较鉴定的原子论阶段。于此相对应，他的化学思想也转变到一离子和离子力观点研究化学变化和物质转化。关于他研究的转化我们可从原理中看到，他明确抛弃了以太说并用新的观点谈论物质的嬗变和转化。此后在关于化学作用的试验和机理问题，牛顿在1867年之后做了大量的工作。他在结论手稿中做了一些描述，如认为酸由水合酸精组成，其离子很小。酸中的其他物质离子

12、会因酒石盐离子强烈吸引而沉淀。这期间也做了大量的试验，最后他指出化学家所说的每一种东西都是由酸和汞所构成的道理，酒在与他前者指的是酸，后者指的是土他说的图酒是碱。实际上酸和碱可以产生很大一部分物质。关于物质组成的层次问题，牛顿在他的论酸的性质中提出地一、二等层次，他说：“金子有相互接触的粒子，他们的综合被成为第一类组成的总和，其总和的总和被成为第二类组成的总和，依此类推。汞通过而且王水也更能通过最后一类粒子间的空隙，而其他的却不能。如果溶剂能通过那些其它类的粒子间隙，或者第一类和第二类组成金子的部分如果能被分开，就将成为液态金。如果金子能发酵，它就能转变成为其他任何物质”。牛顿在化学上所付出的

13、艰辛，可以从他在16851690的实验室助手的会议中看的很清楚。他说牛顿进场砌或改造炉子，严格称原料的重量，连续很多天日夜和实验，及其耐性的进行试验研究，非常聚精会神的辛勤工作。并且从有关的资料记载中可以看出牛顿牛顿对化学研究是那么的热衷、认证和勤奋。这也正是牛顿的可贵之处。3【探索化学规律和建立化学理论阶段】 牛顿在1696年任造币厂厂长的时候，他的化学试验工作基本尚结束，之所以说基本是因为他在造币厂工作时候为了研究金币的成分时，还自己并知道助手做过化学试验，只是次数不多，但是这不属于炼金术性质的。他探讨处一些自己的化学规律比如说（1）宇宙间无机物的转变方式与形态表现出自然是以个永恒循环的工

14、作者。（2）关于生物与非生物之间化学转换关系，他通过对生物的产生，成长，消亡及其形态的变化做过很多观察和试验，并认为这些变化和神经系统都来自无机物的某些作用。（3）定量分析和置换关系这其中有关于化学反应中元素指环的次序等等一些问题。（4）动植物的生长和死亡牛顿认为动植物是物质构成的，它们的生长和死亡是一种化学作用的过程，这个过程是吸收营养后产生的化学变化形成的，当这个过陈一旦终止，动植物就死亡。牛顿的这些看法在今天看来确实不太科学，但是他能永化学的方法说明动植物的生长与营养的关系，而抛弃了神创论和宿命论，趋势在他当时那个时代显示出他的科学思想的光环。最后我要说说牛顿的炼金术向化学发张过程中的地

15、位和作用。他是继波义耳之后第一个用原子论观点研究化学的科学家。牛顿不仅接受了波义耳理论的合理部分，而且作出了很重要的发展，如他买炉子和化学药品做试验即使直接受波义耳在形式和质料的起源一书的影响。牛顿也反对亚里士多德的“四元素说”而且永化学观点将它们抛弃，抛弃掉它们是基本元素的错误。再次，他将换血研究推广到金属和非金属，无机物和生物，物质三态和酸、碱、盐等各个领域，并且研究了生物的营养、消化、生长和死亡的机理。再次那，牛顿在关于一切物质都是变化和相互转变的观点，虽然在问题上带有炼金术色彩，但是区域过去正统的炼金术有所不同，他所最球的是科学真理而不是点石成金，他研究的是物质怎样和为什么才嫩恶搞具有

16、相互转化的统一性，并从最基本的出发来探讨其机理。牛顿不仅接受了古代原子论，而且做出了很重要的发展，试图讲原子论科学化并用试验去证明，在这一点上，牛顿超出了包括伽利略、波义耳在内的当时所有的科学家和哲学家。牛顿在炼金术向化学转变的过程中确实起过重要的作用，可以说他是在波义耳之后做过化学实验最多和在化学理论上有突出贡献的化学家。如果仅仅用炼金术和寻求哲人石而将牛顿在不化学上的成就抹杀，记者既不符合历史事实，也忽视了化学从炼金术中艰难的蜕变出来的复杂历史过程。他研究炼金术不是像我国古代那些帝王为了长生不老而找一些旁门左道去炼制丹药，这样的结果可向而知，根本就是不可能的。牛顿在当时化学刚产生是所做的长期和大量的实验对化学的发展有找重要的意义，据记载牛顿在化学的研究上的研究所付出的时间和精力大于在物理上的，他的许多关于化学研究的手稿都没有公之与众，可惜的是牛顿的化学书稿在1692年意外的烧毁，加入这些手稿还在的话，那么我想牛顿可能是以个伟大的话学家被记入史册。有人这样问牛顿花费这么长时间和这么多精力研究炼金术和化学研究究竟是为了什么？在这里我要说他不是为了出名，不是为了金钱，而是怀着一颗对