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翻书是旋转还是摆动
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　 名人轶事
日 法国哲学家狄德罗逝世
　　德尼?狄德罗(年)，法国卓越的启蒙思想家，著名的《百科全书》的组织者和主编。
　　日，狄德罗生于法国朗格尔一个有名的制刀师傅家庭。童年曾受过耶稣会学校教育。1729年到巴黎求学，19岁获得巴黎大学硕士学位，然后开始学法律。父亲只准他学医学或法律，但他更热衷于数学、语言学、哲学和文学，并且显示了非凡的才能。从年的10年内，他一直过着贫困的生活，但这样的生活却磨炼了意志，也使他对社会有更深的了解。
　　从1745年起，他呕心沥血地从事《百科全书》的组织和编撰工作，同时又亲自为这部书的哲学、社会理论(伦理学)、美学和工艺学撰写了1000多篇文章和条文，而且为这部书监制了3000多幅插图。《百科全书》有28卷，从1751年出版第一卷到1772年发行最后一卷，前后经历了21年的时间。狄德罗为它倾注了毕业的精力，这是他一生中最杰出的贡献。
　　狄德罗不仅是18世纪法国的思想家和哲学家，而且是重要的文学家和出色的艺术批评家和美学理论家，他为戏剧、绘画和美学建立了完整的理论体系。
　　狄德罗在晚年病中所写的《论赛涅卡》，是他一生的自辩书。他在1781年写成的剧本《他是好还是坏》中塑造了一个事事关心他人，唯独不考虑自己的主人公的形象，被认为是他自己的一生的写照。
　　日，狄德罗吃过晚饭后，坐在桌边，用肘撑着桌子就溘然长逝了。直至临终前不久，他还同朋友们谈论科学和哲学。他女儿听到他讲的最一句话是：“怀疑是向哲学迈出的第一步”。　　　　　　　　　（人民网资料）
爱迪生（）Edison，Thomas Alva
　　美国发明家。以创办工厂实验室、开辟使技术开发与科学研究紧密结合的途径而名垂史册 。1847 年2月11日生于俄亥俄州的迈兰的一个荷兰移民家庭。日于新泽西州西奥兰治逝世 。幼时只受过3个月正规教育 。12岁起做过报童、小贩、报务员等以自谋生计。因受M.法拉第的影响，一生从事电学实验研究和发明。1868年他发明了一台选票记录仪想推销给国会，但没有被采用。爱迪生的第一项发明没有找到市场使他更注意发明的实用性。1869年，爱迪生由波士顿移居纽约。他改进了金指示器电报公司的电报机，得到公司经理的赏识 ，受聘月薪300美元（ 这在当时是很高的月薪 ）。1870 年 ，移居新泽西州 ，开始他的高效发明时期 。1874年改进了打字机 。1876年 ，给A.G.贝尔发明的电话加装了炭粒话筒，提高了受话的声响。
　　1876年，创办了他著名的实验室。在这个实验室里，他 打破了以往科学家个人独自从事研究的传统，组织一批专门人才（包括N.特斯拉等人），由他出题目并分派任务，共同致力于一项发明 ， 从而开创了 现代科学研究 的正确途径 。1877年，发明了留声机，这使他名扬四海。1878年，开始白炽灯的研究，在十几个月中经过多次失败后，于日成功地点亮了白炽炭丝灯，稳定地点亮了两整天。1882年，在纽约珍珠街创办世界第二座公用火电厂，建立起纽约市区电灯照明系统，成为现代电力系统的雏形。电照明的实现，不仅大大改善了人们生产劳动的条件，也预示着日常生活电气化时代即将到来。1883年，爱迪生在试验真空灯泡时，意外地发现冷、热电极间有电流通过。这种现象后来称为爱迪生效应，成为电子管和电子工业的基础。1887年，移居西奥兰治，并于同年在该市创建规模更大、装备也更新的实验室，即著名的爱迪生实验室（后人称之为发明工厂）。在这里，根据G.伊斯曼的发明，制作了自己的照相机。1914年 ，用留声机和照相机制成了最早的有声电影系统。晚年，他的发明和革新包括蓄电池、水泥搅拌机、录音电话、双工式和多工式电报系统、铁路用制动器等。第一次世界大战期间，他任海军技术顾问委员会主席，指导鱼雷和反潜设备研究，发明了几十种武器。为此，美国政府于1920年授予他卓越服 务奖章 ， 法国政府授 予他军团荣誉勋位 。1928年，美国国会授予他荣誉奖章。终其一生，爱迪生和他的实验室共获1093项发明专利权。爱迪生一生发明众多，但他毕竟缺乏系统的科学知识 ，因而对现代技术的发展不能作出正确判断。19世纪末，交流输电系统已经出现，但他仍坚持直流输电，并在与G.威斯汀豪斯发生的激烈竞争中丧失了承建尼亚加拉水电站的合同 ；他的实验室盲目试制磁力选矿设备，耗尽了发明电灯所得的资金，最后不得不放弃。但是，爱迪生在电力开发、电器制造推广电能应用等方面所作的贡献，使他成为人类历史上最伟大的发明家之一。
　　“他有机会改写物理学的进程，这也许是自从牛顿时代以来独一无二的机遇”。“爱因斯坦没有错失重点是因为他对于时空有更自由的眼光”。在日第22届国际科学史大会开幕式的大会报告中，著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁这样表述爱因斯坦的“机遇与洞察力”。杨振宁教授的报告向来都是热点，这次也不例外。台下有众多听众，各家媒体聚集一堂，会后的提问也是异彩纷呈。杨振宁教授的报告大致分为三个部分，从爱因斯坦创立狭义相对论和广义相对论，研究统一场论的历史出发，为听众陈述了时代所给予爱因斯坦的机遇以及他抓住机遇的“自由的眼光”。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　杨振宁在作报告
　　“洛伦兹有其数学，庞加莱有其哲学，但是，爱因斯坦有物理学（Lorentz had the
mathematics, Poincaré had the philosophy, but Einstein had the physics）”
　　在大会报告中，杨振宁以爱因斯坦发现狭义相对论的历史说明了机遇的重要性。爱因斯坦生逢其时，他有机会修改牛顿200多年前所创建的世界图景，“他有机会改写物理学的进程，这也许是自牛顿时代以来独一无二的机遇”。当然这种机遇也对同时代的所有科学家开放。杨振宁在报告中重点提及了两位科学家：庞加莱和洛伦兹。作为20世纪最伟大的数学家之一，庞加莱（Poincaré，）首先发明了“相对（relativity）”这一名词，并从哲学层面介绍了“相对”的概念。洛伦兹（Lorentz，）首次提出了伟大的洛伦兹变换公式。然而这两位科学家都没有抓住同时性（simultaneity）的相对性这个关键性、革命性的思想。杨振宁教授对此做了精辟的陈述，洛伦兹有其数学，没有其物理；庞加莱有其哲学，也没有物理；但爱因斯坦坚持了同时性的相对性，从而建立了狭义相对论。为什么洛伦兹和庞加莱没有抓住那个时代的机遇，杨振宁教授用“自由的眼光（Freer Perception）”来进行解释，自由的眼光必须能够同时近看和远看课题，能够自由调节、评估与比较远近观察的结果。爱因斯坦拥有自由的眼光，洛伦兹仅有近距离眼光，庞加莱仅有远距离眼光。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　“他独自创造了这个机遇（Einstein alone created the opportunity）”
　　杨振宁对于爱因斯坦的广义相对论给予了高度评价，甚至将它与《旧约》里的创世篇相联系。广义相对论的宏伟（Grandeur），美妙（Beauty），广邃（Scope）催生了令人敬畏的宇宙学。爱因斯坦深邃的洞察力通过广义相对论一览无遗。杨振宁认为，与牛顿的自然体系，狭义相对论，量子力学不同，广义相对论是爱因斯坦独自一人建立起的美妙理论，他创造了广义相对论这个机遇。
“我的所有微弱努力就是要消除并适当地替换掉那个无法观察到的轨道。”――海森伯致泡利，1925年
1925年5月，北海赫尔兰岛
夕阳西下，辽阔的北海上洒满落日的余辉，海鸟在岸边欢快地飞舞。哥廷根大学年轻的助教海森伯正在海边散步，他时而眺望远方的落日，时而低头沉思。由于患了枯草热病，海森伯不得不到这个人烟稀少的孤岛来休假。
　　海森伯的思绪仍然萦绕在那些令人困惑的量子问题上，现在精神的自然放松让他压抑已久的灵感不断迸发出来，此时潜在的革命性思想最容易冲破传统观念的束缚。他在想，既然电子没有轨道，那么通常的位置和速度描述将不再有意义，于是必须利用新的描述量来建立理论。这时，玻尔的对应原理、克拉默斯的色散关系不断出现在他的脑海中，他意识到通过原子辐射的频率和强度也许可以建立一种新的力学理论。
美妙的思想就是有如此的魔力，一旦你抓到了它，你便踏进了新理论的大门。“那是在夜里三点钟左右，计算的最后结果出现在我的面前，……我深深震惊了”。当别人还在对电子轨道恋恋不舍、犹豫不决时，彻底抛弃它的海森伯终于发现了一套新的系统的数学方案――魔术乘法表，其中原子辐射的频率和强度被按照一定的规则排列成一个数的方阵，方阵之间按照一种新的乘法规则进行运算。
回到哥廷根后，海森伯立即将他的新方案写成一篇论文，并于7月寄给《物理学杂志》发表。同时，海森伯的导师玻恩进一步研究了他的数学方案，并发现它正是70多年前由数学家们发明的矩阵乘法理论。之后，玻恩、约尔丹和海森伯合作完成了著名的三人论文《论量子力学Ⅱ》，第一次提出了一种系统的量子理论。在这个理论中，经典的牛顿力学方程被矩阵形式的量子方程所代替，后来人们将这个理论称为矩阵力学。
　　矩阵力学提出之后，人们又进一步对其进行了数学上的分析和发展，其中包括玻恩和维纳提出的量子力学的算符形式，以及狄拉克所发展的q数理论等等。日，爱因斯坦在给好友贝索的信中对新理论评价道，“近来最有趣的理论成就，就是海森伯－玻恩－约尔丹的量子态的理论。这是一份真正的魔术乘法表，表中用无限的行列式（矩阵）代替了笛卡尔坐标。它是极其巧妙的……”
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　狄拉克
　　你的方程出自于一个真正的天才。――爱因斯坦致薛定谔，1926年
1926年1月，瑞士玫瑰山谷（Arosa）
　　瑞士的玫瑰山谷是欧洲著名的滑雪胜地，每年圣诞节期间人们都喜欢到这里滑雪度假。1925年的圣诞节，苏黎世大学教授薛定谔和他的女友也相约来到玫瑰山谷度假，一直为物质波所困扰的薛定谔想借此机会放松一下。
　　那是一个晴朗的午后，温暖的阳光透过山坡上缀满白雪的矮松照到蜿蜒的山间小路上，薛定谔正在散步。天蓝蓝的，偶尔有几朵白云飘过，两三只可爱的小鸟在林间叽叽喳
　　　　　　薛定谔　　　　　　　喳地追逐游戏。凉爽的空气让薛定谔感到从未有过的清醒。几个月以来，德布罗意的物质波思想一直占据着他的思绪，好友德拜的建议也在向他挑战，“应当有一个波方程”，去找到它！……
　　扎实的数学基础和长期研究波动问题的丰富经验帮助了薛定谔，经过几次失败的尝试之后，他终于发现了物质波的波动方程，并用这一方程成功地解决了氢原子的能级问题，计算结果同实验数据非常吻合。
　　随后，薛定谔在《物理学纪事》上连续发表了6篇论文，就此宣布了量子力学的第二种形式――波动力学的诞生。在薛定谔的理论中，电子的运动状态由一个神秘的波函数来描述，它随时间的变化遵循一个连续的波动方程，这个方程后来被称为薛定谔方程。
　　日，量子的发现者普朗克在给薛定谔的贺信中说：“你可以想象我怀有多大的兴趣和热情来研究你那划时代的工作……”
　　1932年，后来成为计算机之父的冯?诺依曼利用希尔伯特空间等数学工具，以更加明确的形式严格证明了矩阵力学和波动力学之间的数学等价性。同时，在《量子力学的数学基础》一书中，冯?诺依曼还给出了量子力学的第一个严格的公理化表述。根据他的总结，波函数遵循两种完全不同的演化过程，第一类过程为瞬时的、非连续的波函数坍缩过程，所谓波函数坍缩是指波函数在测量后将改变为对应于测量结果的新的波函数；第二种过程为连续的波函数演化过程，它严格遵循薛定谔方程。
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　冯?诺依曼
孟德尔：现代遗传学的奠基者
　　1822年，即拿破仑死后第二年，孟德尔生于当时奥地利西里西亚德语区一个贫穷的农民家庭。他幼年名叫约翰?孟德尔，是家中五个孩子中唯一的男孩。他的故乡素有“多瑙河之花”的美称，村里人都爱好园艺。一个叫施赖伯的人曾在他的故乡开办果树训练班，指导当地居民培植和嫁接不同的植物品种。孟德尔的超群智力给他留下深刻印象。他说服孟德尔的父母送这个男孩进入更好的学校继续其学业。1833年，孟德尔进入一所中学。1840年，考入一所哲学学院。在大学中，他几乎身无分文，不得不经常为求学的资金而奔波。1843年，大学毕业后，21岁的他进入了修道院，不是由于受到上帝的感召，而是由于他感到“被迫走上生活的第一站，而这样便能解除他为生存而做的艰苦斗争”。因此，对于孟德尔来说，“环境决定了他职业的选择”。
　　1849年他获得一个担任中学教师的机会。但在1850年的教师资格考试中，他的成绩很惨。为了“起码能胜任一个初级学校教师的工作”，他所在的修道院根据一项教育令把他派到维也纳大学，希望他能得到一张正式的教师文凭。
　　就这样，孟德尔被准许在维也纳大学学习，度过了从年的四个学期。在此期间，他学习了物理学、化学、动物学、昆虫学、植物学、古生物学和数学。同时，他还受到杰出科学家们的影响，如多普勒，孟德尔为他当物理学演示助手；又如依汀豪生，他是一位数学家和物理学家；还有恩格尔，他是细胞理论发展中的一位重要人物，但是由于否定植物物种的稳定性而受到教士们的攻击。孟德尔也许从他那里学到了把细胞看作为动植物有机体结构的观点。恩格尔是孟德尔有史以来遇到的最好的生物学家。他对遗传的看法具体而实际：遗传规律不是用精神本质决定的，也不是由生命力决定的，而是通过真实的事实来决定的。孟德尔在这方面也受到了恩格尔的很大影响。
　　1953年，已经31岁的孟德尔重新回到布尔诺的修道院。同时有机会在布尔诺一所刚创建的技术学校教课。大约从这时起，孟德尔决定把他的一生贡献给生物学方面的具体实验。
　　1854年夏天，孟德尔开始用三十四个豌豆株系进行他的工作。1855年，继续试验它们在传递特性性状时的不变性。1856年，他开始了著名的一系列试验，八年试验的结果是产生了那篇在1865年“布隆自然历史学会”上宣读的论文。这篇论文1866年发表于该会的会议录上。就是这篇当时被完全忽视而日后被发掘出来的论文奠定了孟德尔遗传学史上的地位。
　　1868年，孟德尔被选为修道院院长，他的管理工作剥夺了他从事科学研究的时间和精力。在孟德尔的同代人眼中，这个有教养的老修士似乎是在用一些愚蠢的、但却也无害的方法来消磨时间。日，孟德尔死于慢性肾脏疾病。他的后继者烧毁了他的私人文件。因此我们几乎没有关于孟德尔的原始资料或灵感的直接知识。
　　下面，我们就转到这位被看作有些古怪的人所从事的古怪研究上来吧。
　　孟德尔先是收集了34个各自具有易于识别的形态特性的豌豆品系。为了保证这些品系的独有特性是稳定不变的（即是说每个品系自交繁殖的后代具有一致的特性），他把这些品系先种植了两年，最终挑选出22个有明显差异的纯种豌豆植株品系。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
不同的豌豆
　　在挑选出纯种豌豆后，孟德尔用它们进行杂交，例如把长得高的同长得矮的杂交，把豆粒圆的同皱的杂交，把结白豌豆的植株同结灰褐色豌豆的植株杂交，把沿碗豆藤从下到上开花的植株同只是顶端开花的植株杂交。他的实验目的就是通过这种杂交，“观察每一对性状的变化情况，推导出控制这些性状在杂交后代中逐代出现的规律”。
　　八年时间中，孟德尔一共研究了28000株植物，其中有12835株是经过“仔细修饰”的。通过这些实验，孟德尔获得了大量的实验数据。
　　他发现如果把仅有一对性状的品系进行杂交，第一代杂种（F1）只出现亲本一方的性状。比如光滑的圆豆粒与皱的粗糙豆粒杂交，结果得到的完全是光滑的圆豆粒。如果让F1代自交，那么在得到的杂交第二代（F2）中就出现了两种情况：既有光滑的圆豆粒，也有粗糙的皱豆粒。他的一次实验结果是：5474个光滑种子，1850个粗糙种子。两者的比例约为2.96:1。这只是孟德尔所研究的豌豆一种性状的实验结果。孟德尔一共研究了七种性状。孟德尔关于F2代的试验结果如下表：
　　可以发现，所有的实验都有相似的结果。在F1代只出现一种性状，而在F2代中亲本双方的性状都将出现，而且在F1代中出现过的性状与F1代中未出现过的性状之比例接近3：1。
　　孟德尔的实验并没有只停留在F2代上，某些实验继续了五代或六代。但在所有实验中，杂交种都产生3：1的比例。正是通过这些试验，孟德尔创立了著名的3：1比例。但如何解释这样的实验结果呢？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　孟德尔的豌豆田
　　孟德尔引入了孟德尔因子。他假定豌豆的每个性状都有一对因子所控制。如对于纯种的光滑圆豌豆，可以假定它由一对RR因子决定；对于纯种的粗糙皱豌豆，假定它由一对rr因子决定。对于杂交一代来说，是从亲本中各获取一个因子，于是得到Rr。由于性状只是出现圆豆粒，因此就把这种F1中出现的性状称为显性性状，而F1中未出现的性状称为隐性性状。相应的，决定显性性状的因子称为显性因子，而决定隐性性状的因子称为隐性因子。而对于具有Rr因子的F1代而言，进行自交的结果就会出现四种结果：RR、Rr、Rr、rr。或者简单记作：RR＋2Rr＋rr。结合上显性、隐性，显然恰好会出现显性性状与隐性性状之比为3：1的结果。并且“杂种的后代，代代都发生分离，比例为2（杂）：1（稳定类型）：1（稳足类型）…”
　　于是，在孟德尔因子的假定下，实验结果得到了完美的解释。
　　以上只是单变化因子的实验。如果是多变化因子又如何呢？孟德尔对此也做了一些实验与研究。他做过两个双变化因子杂交和一个三变化因子杂交试验。结果与他根据上述理论的预测非常吻合。各种实验证明了他的理论假定是正确的。他已经解开了遗传之谜，得到了遗传的重要规律。对孟德尔的发现，后人归纳为两条定律： （1）分离律：基因不融合，而是各自分开；如果双亲都是杂种，后代以3显性：1隐性的比例分离；（2）自由组合律：每对基因自由组合或分离，而不受其他基因的影响。
　　孟德尔的上述杰出研究成果都体现在他1865年的论文与1866年布隆会议录上。这一会议录曾寄给约120个图书馆，此外40本此论文的单行本也曾发给其他的植物学家们。然而，孟德尔的非凡工作除了被德国植物学家福克等个别人提到外，可以说在当时几乎没有产生任何反响，孟德尔的研究成果被完全忽视了。作为一个插曲，达尔文让提到孟德尔工作的福克的文章在眼皮下滑过：达尔文曾看过福克文章的目录，但没有去注意正文。如果达尔文能认真看一下正文，那结果会如何呢？我们无意做更多的历史遐想了。
　　这篇伟大的论文在被忽视了30多年后，于二十世纪初被三位植物学家各自独立地发现。于是，这位生前默默无闻的先驱获得了重新评价，他的论文也被公认为开辟了现代遗传学。1965年，英国一位进化论专家在庆祝孟德尔上述论文发表100周年的讲话中，说“一门科学完全诞生于一个人的头脑之中，这是唯一的一个例子”。在同年的另一次演讲中，他更明确地指出：“准确地说出一门科学分支诞生的时间和地点的事是稀奇的，遗传学是个例外，它的诞生归功于一个人：孟德尔。是他于1865年的2月8日和3月8日在布尔诺阐述了遗传学的基本规律。”
一幅肖像的制造过程
Soraya de Chadarevian柯南译自Science
　　2003年4月，在詹姆斯?沃森和弗朗西斯?克里克提出DNA双螺旋结构的50周年庆典上，有一张照片不会被冷落：两个人站在儿童玩具般的模型左右。这张黑白照片有两个版本。一张照片中的克里克手拿计算尺指着模型。另外一张照片中他的手臂更靠下，与第一张照片中盯着模型不同的是，他们脸的侧面对着观众笑了。尽管两张照片都广为流传，第二张照片的使用频率稍微少一点。
　　这些50年前由剑桥的摄影师Antony Barrington
Brown在卡文迪什实验室拍摄的照片成为了两位研究者获得诺贝尔奖成就的象征，这些照片也代表了更一般的科学成就。将近40年后沃森和克里克用同样姿势拍摄的照片，证明了这些照片的象征意义。
　　如同其他著名的照片那样，我们往往认为沃森―克里克照片的含义也是理所当然的。当被问及它们的由来的时候，大多数人认为它们是在双螺旋结构发现的新闻发布会上拍摄的。它们的价值似乎取决于它们记录的重大事件。仔细观察一下这些照片和它们的历史，我们发现它们在它们所声称描绘的历史中扮演了更秘密和更有趣的角色。
　　　　　　　　　　　　　　　站在生命的旋梯上
　　当我们调查这些照片的历史的时候，第一个令人惊讶的发现是，我们很难度确定照片拍摄时候的准确环境和它们何时第一次出版。由于主角健在，问题不在于我们缺少这些事件的记录，而在于他们的回忆不一致。不过，现有的记录仍然提供了关于沃森和克里克工作的重要见解，连同其他证据，能够帮助我们重建这些照片的历史。
　　回顾沃森和克里克在日的《自然》杂志上发表的第一篇提出DNA结构的简要通讯（brief communication）是有意义的，那篇简讯伴随着伦敦的国王学院研究组的两篇论文，其中包括罗沙琳德?富兰克林的X射线照片，人们后来知道，这张X射线照片为沃森和克里克的工作提供了至关重要的线索。沃森和克里克更长的一篇论文发表在5星期之后5月30日的《自然》杂志上，在这篇论文中他们提出了这个结构在遗传上意味着什么。对于这个结构的完全描述出现在第二年的皇家伦敦学会的学报上。《自然》杂志上的第一篇通讯包括了由克里克的妻子Odile绘制的双螺旋示意图。最后一篇论文包括了双螺旋结构大概的比例模型照片，但是这些论文描述的模型没有出现在Barrington Brown的照片里。那么我们能从照片中发现什么呢？
　　据说沃森认为这些照片摄于第一篇论文发表后不久的5月。照片首先发表在剑桥学生周刊《Varsity》上。5月30日（第二篇论文出版的日子）的Varsity确实刊登了关于沃森和克里克“X射线发现”的简讯，但是上面没有照片。
　　克里克回忆认为这些照片是在卡文迪什实验室的一个开放日拍摄的。根据他的回忆，照片应该是在他和沃森把模型完全组装好的时候――正如照片显示的那样――拍摄的，他们当时使用了所有的模型零件。然而，卡文迪什实验室的开放日是每年的7月14到15日。克里克本人的记忆与这个日期不相符。确实有另外一张显示了模型放在黑窗帘的前面的照片，它可能就是那一天拍摄的（流传的更不广，它似乎是其他唯一记录了模型的照片；摄影师未知）。然而，克里克的回忆对另外一个理由很重要。它说明Barrington Brown照片上的模型――一般被认为是“原始”的模型――并不是克里克和沃森真正的工作模型。克里克回忆说，那时候有很多的模型：
　　当然，我们建造了令人绝望的错误模型，把它展示给了国王学院的人们……当鲍林的论文到了以后，我们获得了再试一次的许可。Jim订购了我们以前没有用过的碱基金属模型，但是我们变得不耐烦，并且写了一篇属于权宜之计的论文，说明我们发现了AT、CG的配对。
　　在那之后我们立即开始组装模型，但是只使用了一个糖―磷酸盐，外加一个多余的原子，考虑到碱基对，我们使用了一种约束。我们组装了至少两个非常相似的模型，其中一个就是论文上使用的。
　　我想我错误地认为我们在开放日的第一天把这个模型完全组装好了。我们可能组装了一个短一点的双链模型，或许是几个碱基对。但是我的记忆告诉我，在开放日的第一天我们使用了我们所有的零件组装了尽可能大的模型。
　　如果我们按照克里克的说法，那就应该没有任何照片，或者有一个另外的说法，即从Barrington Brown拍摄到的大模型，上溯到人们猜测的早先的“原始模型”。
　　Barrington Brown最近提供了一些他访问卡文迪什实验室前后的详细情况。他回忆说，《时代》周刊雇用了剑桥的一个学生搜寻剑桥有报道价值的科学新闻。他发现了沃森和克里克的模型，要Barrington Brown去为他的报道拍一张照片。Barrington
Brown并没有觉得这个模型特别令人印象深刻或者上镜头。因此，他让沃森和克里克站在模型的前面。支持他的说法最强有力的证据是那天他拍摄的8张照片，上面标记的日期是日。
　　沃森写给他在加州理工学院的导师Max
Delbrück的一封信中证实了《时代》周刊的一位记者（没有提到摄影师）在那段时间访问了实验室。然而，《时代》周刊没有发表来自剑桥的那个新闻，Barrington Brown要回了他的底片。这样，第二个令人惊奇的事实出现了。除了时代―生活出版社可能用了一张照片之外，这些照片十多年都没有出版。即使在诺贝尔奖颁奖（1962年）前后，也没有这些照片的踪影。摄影师似乎也忘记了它们。
　　1953年照片随着1968年沃森的《双螺旋》的出版，命运奇迹般的改变了。夹杂着科学家的个人传记和小说的元素，沃森发现DNA双螺旋结构事件的有争议的书很快在各国畅销。Barrington Brown的照片（那张计算尺朝上的）只是书中几幅插图中的一张。尽管如此，似乎没有哪张照片能比Brown拍摄的那张更能展现出沃森的故事和其中的精神。
　　沃森的书出版之后，对照片的需求（那张最经典的和其余几张）一直在增加。至今势头仍然不减。这些照片由Camera出版社和一些其他机构发行。只是到了90年代 Barrington Brown才开始意识到他损失了多少版税。他现在正在积极的追讨他的版权。
　　沃森的书不仅让Barrington Brown的照片进入流通领域，也提供了对这张照片权威的解释。摄影师似乎证实了这种观点，他说：“这是一幅人物照片，两个小伙子的故事，在沃森的书里描绘了他们相互的影响。”
　　自从60年代末以来，沃森和克里克合作的成就――《双螺旋》一书生动地描写了这一合作――被认为是新生命科学的起点。一条直线把这个发现同人类基因组计划连接起来。这个发展的重要性增加了原始事件的象征价值和呈现事件的照片的偶像地位。
　　在70年代中期，Barrington Brown的照片指导了“原始”DNA模型的重建，这个模型变成碎片已经很久了。模型的复制品使用了一些原始模型上的金属碱基片，已经在伦敦的科学博物馆展出。这个模型吸引了络绎不绝的参观者。然而，Barrington Brown照片的历史提示我们，这些不仅仅是记录了模型和它的制造者的照片。它们与沃森的畅销书一起成为了双螺旋发现过程和它所代表的方式的一部分。尽管沃森的书招致争议，照片被证明是难以替代的。1953年照片的象征力量可能会被证明比让它们成名的故事的生命力更长。
弗朗西斯?克里克：发现生命的秘密
　　当地时间7月28日深夜，弗朗西斯?克里克在与结肠癌进行了长时间的搏斗之后，在加州圣地亚哥的桑顿医院里逝世，享年88岁。
　　2003年4月，全世界都在庆祝科学史上的一个个标志性的事件。皇家学会、医学研究理事会和《自然》杂志在伦敦举行了一场盛大的庆祝活动。但是故事的主角之一――弗朗西斯?克里克――却没有出场。他的身体已经虚弱到不能让他在参加这样的公开活动了，但是这并不会影响到人们记住他对20世纪生物学最大的贡献之一：和美国生物学家詹姆斯?沃森一起发现了遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）的双螺旋结构。
　　今天，即使是高中生也大致知道生命代代相传的奥秘，而这个奥秘的中心便是DNA――由两条链相互缠绕构成的分子，两条链的中间是代表遗传信息的碱基。我们人类从祖先那里继承着大约30亿对碱基。但是在半个多世纪以前，这样简单而优雅的事实仍然是困扰众多科学家的一个谜。虽然那时候人们已经知道了DNA是遗传物质，但是并不清楚DNA的三维结构以及它如何复制遗传信息。1951年10月，35岁的剑桥大学博士生克里克遇到了来自美国的年轻生物学家沃森。他们那时候可能没有预料到，两年之后的一项发现会如何改变他们的一生。
　　克里克于日在英格兰的北汉普敦郡的一个鞋厂主的家庭出生。他在伦敦大学学院（University College）学习物理学，1937年获得理学学士学位。如果第二次世界大战没有发生，也许他永远都不会接触DNA的研究。1939年，他中断博士学位研究，加入军方的研究部门，研究设计磁性和音响水雷。
　　大战结束之后，军方想继续让克里克留在军事领域，但是克里克决定继续他的科学生涯。1947年，他前往剑桥大学学习生物学。这个表面上和他的知识大相径庭的领域正在孕育一场变革。生命是什么？克里克在1946年阅读了奥地利物理学家薛定谔的《生命是什么》一书。这本书激发了克里克研究生命的物理学本质的兴趣。
　　1951年，克里克在布拉格爵士（Sir W. L. Bragg）主持的卡文迪什实验室攻读博士学位，他的研究目标是血红蛋白的结构。就是在这一年，他遇到了时年23岁的沃森。沃森在他的《双螺旋》一书中，把克里克描述成一个不谦虚而吵闹的人，他的音量常常让布拉格爵士退避三舍――这可不太符合英国人的传统形象（后来克里克对沃森的这番描述颇感不满，认为沃森不应该把这些私人的生活细节公开）。但是吸引沃森的并非克里克不拘小节的风格，而是他们对DNA的共同兴趣。　　　　　　　　　　　　 50年代的克里克与沃森
　　早在1944年，生物学家就发现了DNA是遗传物质。随之而来的问题――弄清DNA的结构以及它如何控制生命的运作――吸引着许多科学家，这其中包括金氏学院的威尔金斯、富兰克林、大西洋彼岸加州理工学院的鲍林。当然，还有沃森和克里克。
　　在英国，研究这个问题的科学家是伦敦金氏学院的威尔金斯和富兰克林。沃森和克里克的闯入，看起来似乎不太符合英国的礼仪――当时英国人认为，当某人进行一项研究的时候，别的科学家插手是不太恰当的。
　　解决DNA结构的关键之一来自富兰克林拍摄的DNA晶体X射线照片。在这张照片的帮助下，沃森和克里克建立了关于DNA结构的一个螺旋模型。布拉格对两人的这种行为有点恼火，他告诉克里克不要再研究DNA了。但是很快布拉格就转变了看法，因为卡文迪什实验室的对手――加州理工的鲍林也在研究DNA结构。布拉格觉得机会难得，便解除了给沃森和克里克的禁令（威尔金斯当时并不太介意他们两人插手研究工作）。
　　后面的故事就令人熟悉了：日，克里克和沃森在剑桥附近的“老鹰”酒吧向大家宣布了他们的发现（不过当时的其他人是否听懂他们在说什么，就无从考证了）。两个月之后，《自然》杂志发表了他们的论文《核酸的分子结构》。在这篇900多字（大约1页）的论文中，沃森和克里克描述了一种拥有“全新特征”的DNA结构模型。威尔金斯和富兰克林也在同一期发表了相关内容的论文。
　　克里克的妻子奥黛尔为论文绘制了插图――看上去就像两条相互盘旋的纸带，中间被火柴杆连接着。尽管这已经反映出了DNA结构的实质，它还是显得十分粗糙。于是，在接下来的几个月时间里，克里克和沃森又发表了三篇论文，详细论述DNA的结构。不过，科学上的重大发现当初却不一定是大事件。直到1950年代末，对于DNA的研究才逐渐加速。
　　1962年，克里克、沃森和威尔金斯因为对DNA结构的研究获得了诺贝尔生理学或医学奖。而对DNA结构有贡献的另一个人――富兰克林在此之前就已经去世了（如果她还活着，诺贝尔奖委员会将做出什么样的决定呢？）。1973年，在庆祝DNA结构发现20周年的时候，克里克在《分子生物学》杂志上回忆说，“与其相信沃森和克里克造就了DNA结构，倒不如说DNA结构造就了沃森和克里克。”毕竟，当时沃森不过是一个初出茅庐的生物学家，而克里克甚至还没有拿到博士学位。
　　就在DNA结构发现的同一年，克里克完成了关于血红蛋白的博士论文。他与DNA的关系也没有就此中止。DNA的结构已经确定了，那么它如何控制生命的运作呢？1957年，克里克提出了著名的“中心法则”――一个基因（一小段DNA）上的每3个碱基代表1个氨基酸；DNA把信息传递给RNA，然后RNA按照碱基的排列顺序把一个个氨基酸连接起来，从而制造出蛋白质。DNA正是通过制造特定蛋白质的方法控制着生命的运作。
　　1977年，克里克离开了剑桥，前往加州圣地亚哥的索尔克研究院担任教授（他曾经的搭档沃森已经是美国冷泉港实验室的主任了）。在那里，克里克离开了分子生物学领域，把自己的研究方向转向了另一个“生命是什么”的问题：我们――作为一大团原子的集合，是如何产生意识的？克里克撰写了许多这方面的论文，并且在1994年出版了《惊人的假说》一书。
　　日深夜，弗朗西斯?克里克在与结肠癌进行了长时间的搏斗之后，在加州圣地亚哥的桑顿医院里逝世，享年88岁。半个世纪以前他与沃森发现的生命的秘密，让生物学成为了发展速度最快的学科　　　　　弗朗西斯?克里克
之一，几乎改变了所有人的生活。
编辑后记：日，威尔金斯去世。与双螺旋有关的4人，已只剩沃森一人。
以宇宙为纪念碑――记爱因斯坦
　　作者：吴忠超
　　爱因斯坦是牛顿之后最伟大的科学天才。如果人类没有诞生他，世界或许还会存在，但一定会是另外一种完全不同的模样。
　　一八七九年三月十四日，爱因斯坦出生于德国乌尔姆的一个犹太家庭。一年后全家迁往慕尼黑，他在那儿接受初等教育时并没有显示出任何天才的征兆。由于父亲生意失败，十五岁时又迁离慕尼黑。之后他在苏黎士高等工业学院接受高等教育，日夜耽读理论物理经典。在此期间他邂逅了三位日后对其一生影响重大的人。一位是俄裔数学家赫曼?闵可夫斯基，闵氏似乎十分枯燥的讲演后来成为相对论的重要数学工具。第二位是同学马索?格罗斯曼，此人以黎曼几何的知识协助爱因斯坦表述其广义相对论的场方程。第三位是匈裔女生米勒娃?马利兹，她后来成为他的第一任夫人。
　　苏黎士高工毕业后爱因斯坦即面临择业困难，甚至连中学教师也当不上。还好格罗斯曼把他推荐给伯尔尼专利局局长海勒。本文愿在此处提及这个名字，是因为这位思想开阔的智者，深知在任何行业独立思想比特殊经验远为珍贵。正是在专利局任上，爱因斯坦在狭义相对论、光子理论和布朗运动三方面的研究都取得了惊人的成就。尤其是一九零五年发表在《物理学报》上的《运动物体的电动力学》，更是相对论时代的鸿蒙开篇。
　　一九零九年他被苏黎士大学任命为教授。一九一一年转到布拉格的日耳曼大学。一九一二年又回到苏黎士高工任教授，这正是他曾经通不过入学考试的那个高等工业学院。在苏黎士和布拉格期间，他致力于引力论即广义相对论的开创。一九一三年后的二十年间，他担任柏林大学和普鲁士皇家科学院院士。期间由于声誉日隆，曾应邀到欧美亚三洲讲学漫游。一九二二年十一月十日在他的东方旅次中，瑞典科学院颁予他诺贝尔物理学奖，颁奖词称赞其对光电定律及理论物理学的贡献。在历史上相对论理论研究从未能得到诺贝尔委员会的青睐。一九二二年十一月十三日他到达上海，据考证在一品香餐馆就餐，游览城隍庙和豫园并在小世界观看了昆剧。
　　从一九二九年起，他开始寻找建立一种包括引力和电磁力在内的统一理论。由于纳粹的种族和政治迫害，使他不得不于一九三三年移居美国并任职于普林斯顿高级学术研究所。这位科学教皇的迁移，使得普林斯顿继剑桥和哥丁根之后成为新的世界科学中心。他在这儿主要从事三个方面的研究。第一是从引力场方程推导出牛顿运动定律，第二是和玻尔进行关于量子论的论争，第三是寻求统一理论。
　　爱因斯坦的第二任妻子爱尔莎死于一九三六年，他晚年在普林斯顿最亲近的三个人是他的继女、妹妹和秘书。一九四五年退休。一九五五年四月十八日逝世。他的骨灰按照遗嘱被秘密洒掉。
　　爱因斯坦对科学的主要贡献是狭义相对论、光子理论、广义相对论、宇宙论和统一场论。
　　狭义相对论的诞生是为了解除牛顿力学和麦克斯韦电动力学之间的冲突。麦克斯韦预言了电磁波的存在，并计算出它在真空的传播速度为光速，因而断言光是电磁波的一种。而牛顿力学服从伽利略的相对性原理，其最主要的内容便是速度相加原理。根据这个原理，光速在不同的坐标系中应有不同的值。看来麦克斯韦理论只能在相对于所谓的称作以太的媒质静止的坐标系中成立。可是实验发现，麦克斯韦理论在所有惯性系都成立，尤其是真空光速在所有惯性系中都一样，这样以太的存在便是多余的了。爱因斯坦把原先在牛顿框架中分离的时间和空间结合成称为闵可夫斯基空间的四维时空，不同的惯性系的转换相当于四维空间中的洛仑兹线性变换，用这种新的相对性原理来取代伽利略旧的相对性原理，就使得所有物理学定律在任何惯性系中都采取相同的形式。
　　狭义相对论有许多推论与常识相悖。例如，同时性变成相对的，运动的时钟变慢，运动的物体在运动方向上缩短，物体运动速度不可能超过光速，远处物体平动的视觉效应为转动，孪生子佯谬以及能量和质量等效。所有这些都是运动学而非动力学效应。运动的时钟变慢已由宇宙线中缪子半衰期的延长而证实。孪生子效应是说，作空间飞行的一位孪生子回到地球上时（我们假定地球是在作惯性运动），会显得比他留在地球上的同胞年轻。其实如果这儿指的是两台相同的原子钟，则更合适些，这正如实际上那么做过的。因为原子钟经历的是物理学时间，而孪生子经历的却是生物学时间，两者未必相同。至于能质量等效原理正是用铀元素制造原子弹的理论根据。一九三九年八月二日，他给罗斯福总统写了一封信，建议在德国之先制造原子弹，这就是曼哈顿计划的契机。
　　在狭义相对论中，匀速直线运动是相对的，而曲线或加速运动，例如圆周运动，则是绝对的。一个旋转水桶的水面会呈现出抛物面形状，物理学称之为牛顿桶。爱因斯坦意识到，在一个自由下落的容器中，人们不会感觉到重力的存在。其实三百多年前伽利略就在比萨斜塔上显示了不同物体的自由下落时间完全相同，而其物理含义到此才得到完全的阐明。在局部范围内，人们无法区分加速坐标系的惯性力和万有引力。而时空在大范围内则可能是弯曲的，其曲率由物质分布所决定，并服从爱因斯坦的场方程。引力实际上完全由时空的几何所描述。爱因斯坦的引力论深受马赫思想之影响。马赫认为，如果牛顿桶的质量不断增加，则水面的形状又会恢复成平面。他认为，即便在牛顿系统中旋转也不再是绝对的，整个惯性系被大物质所拖曳。爱因斯坦引力论又称为广义相对论，物理定律在任何坐标系中都采取相同的形式。
　　广义相对论的计算可以解释水星近日点的每世纪43.5秒角度的进动。它预言，太阳质量的引力场对远处星光的折射效应比光粒子受牛顿引力的折射大一倍。一九一九年三月二十七日以爱丁顿为首的天文学家们在西非对日全食的观测证实了爱因斯坦在一九一六年所做的光折射的计算。它还预言，原子光谱在大质量附近发生红移。一九六零年在地面上利用穆斯堡尔技术技术测量到了这个效应。人们还在一九六四年测量到从地球向火星发射的雷达回波在太阳引力场中的广义相对论时间效应。
　　把广义相对论应用到天体物理的研究形成了相对论天体物理的分支。白矮星、中子星、黑洞、类星体、引力波和引力透镜是它的重要研究对象。从一九七四年开始人们对一个双中子星系统进行跟踪，发现其公转周期在衰减。人们从广义相对论可以预言因引力波辐射引起这个效应，观测和计算的结果非常一致。从而首次间接地证明了引力波的存在。
　　爱因斯坦把广义相对论应用到整个宇宙，科学的宇宙论便因此诞生。他曾经设想，也许我们的宇宙是一个体积有限而且没有边界的三维球面，它在时间方向没有演化。这样，一位一直往前进的人最终将会回到出发点，正如人们在地球表面上沿大圆运动一样，真正实现了南辕北辙。他为了从场方程得到这个稳态模型，特地引进了所谓的宇宙常数项。这项他自认为一生中所犯的最大的错误，使他错失了预言宇宙膨胀的机会。如果他能在一九二九年哈勃发现红移定律之前预言宇宙在膨胀，则人类的理性就能再添加上一道耀眼的光辉。本世纪四十年代，伽莫夫把膨胀宇宙模型发展成大爆炸宇宙学，解释了哈勃红移定律，预言了宇宙的微波背景辐射以及宇宙的氦丰度。但是宇宙学的根本问题是它的诞生。霍金在近年提出了一种既自洽又自足的量子宇宙论。在这个理论中，宇宙中的一切在原则上都可以单独地由物理定律预言出来，而宇宙本身是从无中生有而来的。
　　在上一世纪末，人们以为在经典物理的框架中得到了科学的终极理论，但黑体辐射理论的困难使得这一梦想落空。普朗克引进了量子的概念，而爱因斯坦认为光的发射和吸收都采取光量子的形式，并解释了光电效应定律。后来，也是他首先支持德布罗意作为博士论文的波粒二像性学说。但是终其一生，他坚持认为量子论只不过是一个过渡的理论。他和两名助手提出一个悖论，来反驳以玻尔为代表的哥本哈根解释。现代的一些实验表明延续几十年的争论终于以玻尔一方的胜利而落幕。即便如此，量子论含义的拓清仍是相当遥远的事。狄拉克把狭义相对论和量子论相结合，提出了他的电子方程，并开创了量子场论。量子场论是粒子物理的理论框架，后来它又和爱因斯坦开创的统一理论研究相汇合。
　　爱因斯坦晚年倾心于寻求统一理论，但是没有成功，因为人们当时关于弱作用和强作用还知道得非常少。量子论才是描述世界的正确框架，而他却拒绝接受它的真实性，所以他在寻求描述次原子现象的物理场方面没有斩获。但是寻找统一理论已成为理论物理的主流之一。一九六七年萨拉姆和温伯格以爱因斯坦没有预料到的方式实现了电磁力和弱力的统一。后来人们用类似的方式也把强作用统一进去，这个所谓的大统一理论有些言过其实。要把引力统一进去绝非易事，因为广义相对论还是一个经典的理论。大家的共识是量子的引力理论的获得和统一理论的实现同步。现代物理学家正殚精竭虑，提出超对称、超引力以及超弦理论，希冀摘取物理学桂冠上的这颗最耀眼的钻石--统一理论。
　　物理学上还有许多以爱因斯坦命名的条目。例如统计物理中的玻色－爱因斯坦统计。所谓玻色－爱因斯坦凝聚现象的实验证实是一九九五年物理学最重大发现之一。爱因斯坦关于自发辐射及受激辐射系数的研究是激光物理的理论基础。
　　科学史家认为，爱因斯坦的贡献至少值得颁予五次诺贝尔物理学奖。其实他还应获得一次诺贝尔和平奖。他崇尚思想自由，鄙视普鲁士式的军营式的教育。他不修边幅，物质生活和名誉对于这位具有伟大使命的人物意义甚微。他厌恶一切战争，自认为在政治上非常天真，却幻想成立一个世界政府来防止核战争的爆发。就在他逝世的两天前，还在罗素起草的召开销毁大规模杀人武器会议的宣言书上签名。签字名单的硕果仅存者罗特布拉特和帕格沃什会议获得了一九九五年的诺贝尔和平奖。
　　环绕爱因斯坦生平的是二十世纪的科学变革。这些事件没有发生在东方是有其文化根源的。东方文化中终极关怀和彼岸意识的缺失，使得近代科学乃至艺术作品，除了少数的，比如《红楼梦》和鲁迅外，在总体上境界不高。一九八三年夏我曾参观过意大利比萨斜塔，城以塔显，塔因伽利略曾在此做过自由落体实验而名闻遐迩。它全部由大理石砌成。因为已经十分倾斜，内部只好以钢筋加固。顶层并无栏杆，所以我们必须十分小心，否则亦会成为自由落体。听说近年已经不准攀登了。在绿色草地的另一端是一间沐浴在灿烂阳光下的精美的大理石教堂，传说伽利略在此做祷告时看到悬灯的摆动，而得到用单摆测量时间的启示。正是他们的文化传统，使得从伽利略的自由落体实验，发展成爱因斯坦广义相对论的等效原理，最后演化成这么伟大的学说。可以断言，在东方的文化中很难出现这种现象。
　　我在欧美游学期间，曾瞻仰过许多文化名人的遗迹。其中与爱因斯坦有关者共有三处。
　　一九八四年夏在马克斯?普朗克研究所工作时，曾坐火车环游西德十天。清晨从慕尼黑出发，火车的停站把我从瞌睡中惊醒，赫然看到乌尔姆的站名，于是立即下车。乌尔姆建有一间据说是欧洲最高的教堂，花费一百多年才建成。爱因斯坦的出生地离车站不远，但早已面目全非了。后人在街角的石块镶成的路面上立了一尊铜质头像，不远处还有一座五六米高的抽象的纪念碑，用以象征四维的时空。
　　一九八三年夏应吴启迪、江上舟夫妇的邀请到瑞士游览。他们正在苏黎士高工攻读博士。这所壮丽的大学俯瞰着碧波荡漾的苏黎士湖。他们带领我们参观了那位伟大校友的展览。
　　一九九零年初，王肇中友因在普林斯顿工作之便，邀我们同去参观该城脉塞街一百一十二号的爱因斯坦故居。房子已经相当陈旧，许多家具已成为古董。屋内还架有一台望远镜，大概是主人先前在工作疲倦之余，用它来从星空获取一点安慰吧。这个故居将永远不对外开放。
　　其实，为这样的人物建立任何纪念物都是多余的。如果人们一定要为他造一座纪念碑，那就是我们居住的宇宙本身。
（《爱因斯坦全集》（卷一），湖南科技出版社一九九九年九月版
数学家故事?牛顿
　　牛顿（Newton
）牛顿是生活在地球上的影响最大的科学家之一。他是遗腹子，生于伽利略逝世的那一天。
　　牛顿少年时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他是个聪明伶俐的孩子，但并未引起他的老师们的注意。
　　成年时，母亲令其退学，因为希望儿子成为一名出色的农夫。十分幸运的是他的主要天赋不满足于他在农业方面发挥，因此，他18岁时入剑侨大学，极快地通晓了当时已知的自然与数学知识，之后转入个人的专门研究。
　　自21岁至27岁，奠定了某些学科理论基础，导致以后世界上的一次科学革命。他的第一个轰动科学世界的发现就是光的本质。经过―系列的严格试验，牛顿发现普通白光是由七色光组成的。经过―番光学研究，制造了第一架反射天文望远镜；这架天文望远镜一直在天文台使用到今天。
　　莱布尼茨曾说：“在从世界开始到牛顿生活的时代的全部数学中，牛顿的工作超过了一半。”的确，牛顿除了在天文及物理上取得伟大的成就，在数学方面，他从二项式定理到微积分，从代数和数论到古典几何和解析几何、有限差分、曲线分类、计算方法和逼近论，甚至在概率论等方面，都有创造性的成就和贡献。
　　牛顿在数学上的成果要有以下四个方面：
发现二项式定理
　　在一六六五年，刚好二十二岁的牛顿发现了二项式定理，这对於微积分的充分发展是必不可少的一步。二项式定理把能为直接计算所发现的
等简单结果推广如下的形式
　　二项式级数展开式是研究级数论、函数论、数学分析、方程理论的有力工具。在今天我们会发觉这个方法只适用於ｎ是正整数，当ｎ是正整数１，２，３，.......
，级数终止在正好是ｎ＋１项。如果ｎ不是正整数，级数就不会终止，这个方法就不适用了。但是我们要知道那时，莱布尼茨在一六九四年才引进函数这个词，在微积分早期阶段，研究超越函数时用它们的级来处理是所用方法中最有成效的。
创建微积分
　　牛顿在数学上最卓越的成就是创建微积分。他超越前人的功绩在於，他将古希腊以来求解无限小问题的各种特殊技巧统一为两类普遍的算法－－微分和积分，并确立了这两类运算的互逆关系，如：面积计算可以看作求切线的逆过程。
　　那时莱布尼兹刚好亦提出微积分研究报告，更因此引发了一埸微积分发明专利权的争论，直到莱氏去世才停熄。而後世己认定微积是他们同时发明的。
　　微积分方法上，牛顿所作出的极端重要的贡献是，他不但清楚地看到，而且大赡地运用了代数所提供的大大优越於几何的方法论。他以代数方法取代了卡瓦列里、格雷哥里、惠更斯和巴罗的几何方法，完成了积分的代数化。从此，数学逐渐从感觉的学科转向思维的学科。
　　微积产生的初期，由於还没有建立起巩固的理论基础，被有受别有用心者钻空子。更因此而引发了着名的第二次数学危机。这个问题直到十九世纪极限理论建立，才得到解决。
引进极坐标，发展三次曲线理论
　　牛顿对解析几何作出了意义深远的贡献，他是极坐标的创始人。第一个对高次平面曲线进行广泛的研究。牛顿证明了怎样能够把一般的三次方程
　　所代表的一切曲线通过标轴的变换化为以下四种形式之一：
在《三次曲线》一书牛顿列举了三次曲线可能的７８种形式中的７２种。这些中最吸引人；最难的是：正如所有曲线能作为圆的中心射影被得到一样；所有三次曲线都能作为曲线的中心射影而得到。这一定理，在１９７３年发现其证明之前，一直是个谜。
　　牛顿的三次曲线奠定了研究高次平面线的基础，阐明了渐近线、结点、共点的重要性。牛顿的关於三次曲线的工作激发了关於高次平面曲线的许多其他研究工作。
推进方程论，开拓变分法
　　牛顿在代数方面也作U了经典的贡献，他的《广义算术》大大推动了方程论。他发现实多项式的虚根必定成双出现，求多项式根的上界的规则，他以多项式的系数表示多项式的根ｎ次幂之和公式，给出实多项式虚根个数的限制的笛卡儿符号规则的一个推广。
　　牛顿在还设计了求数值方程的实根近似值的对数和超越方程都适用的一种方法，该方法的修正，现称为牛顿方法。
　　牛顿在力学领域也有伟大的发现，这是说明物体运动的科学。第―运动定律是伽利略发现的。这个定律阐明，如果物体处于静止或作恒速直线运动，那么只要没有外力作用，它就仍将保持静止或继续作匀速直线运动。这个定律也称惯性定律，它描述了力的一种性质：力可以使物体由静止到运动和由运动到静止，也可以使物体由一种运动形式变化为另一种形式。此被称为牛顿第一定律。力学中最重要的问题是物体在类似情况下如何运动。牛顿第二定律解决了这个问题；该定律被看作是古典物理学中最重要的基本定律。牛顿第二定律定量地描述了力能使物体的运动产生变化。它说明速度的时间变化率（即加速度a与力F成正比，而与物体的质量里成反比，即a=F/m或F＝ma；力越大，加速度也越大；质量越大，加速度就越小。力与加速度都既有量值又有方向。加速度由力引起，方向与力相同；如果有几个力作用在物体上，就由合力产生加速度，第二定律是最重要的，动力的所有基本方程都可由它通过微积分推导出来。
　　此外，牛顿根据这两个定律制定出第三定律。牛顿第三定律指出，两个物体的相互作用总是大小相等而方向相反。对于两个直接接触的物体，这个定律比较易于理解。书本对子桌子向下的压力等于桌子对书本的向上的托力，即作用力等于反作用力。引力也是如此，飞行中的飞机向上拉地球的力在数值上等于地球向下拉飞机的力。牛顿运动定律广泛用于科学和动力学问题上。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本文转载自数学公园
宇宙?思维?轮椅――霍金小传
　　作者：秦宇慧
　　是先有鸡，还是先有蛋？
　　宇宙有开端吗？
　　如果有的话，在此之前发生过什么？
　　宇宙从何处来，又往何处去？
　　一个人的思想可以去到多远？我从哪里来，我要到哪里去，我为什么是“我”而不是别人？我们生存的宇宙到底是什么东西，它是否有边际，它是否有一天会消亡？
　　你是否追寻过这些问题的答案？相信许多人会回答“是”。我们在儿童时期对这个世界充满好奇，因此我们总要知道万事万物的起因。我们在成年后忘记了这一切，开始满足于各种既成的似是而非的结果。于是，世界由立体变得扁平。
　　然而，对自己存身于其中的宇宙的神秘感却永远潜存在我们每一个人的心中。这也就是为什么当史蒂芬?霍金的《时间简史》出版后，会在全世界造成如此巨大影响的原因──它被翻译成近四十种不同的文字，发行量高达千万册，也就是说，世界上每五百个人中就有一个人读过这部关于时间与空间的科学著作。
　　因此，当我掩上《时间简史》的书页，我的心中充满近乎虔敬的感动。史蒂芬?霍金，这个被誉为是二十世纪人类物理学界超新星的伟人，我应该怎样来趋近你的思想？
　　《时间简史》的中文译者这样描述第一次见到霍金的情景：译者听到非常微弱的电器的声音，然后看到一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上。他要用很大的努力才能举起头来，他不能写字，看书必须依赖一种翻书页的机器，读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐而阅读。在这个时候他尚能与人交谈，虽然声音非常微弱而且含混，只有非常熟悉他的人才能明白──而不久之后，连这个权利他也几乎失去。
　　就是这样一位被卢伽雷病固定在轮椅上的人，他的思维却穿越时间与空间，追寻着宇宙的尽头、黑洞的隐秘；他敏锐的直觉和坚定的推理直接挑战已被人广泛认同的传统量子力学、大爆炸理论甚至是爱因斯坦的相对论──人们不禁疑惑，他是怎样做到这一切、怎样驾驭了自己的生命？正是因此，关于霍金生平的续书与电影才流行于世。
　　史蒂芬?霍金，出生于日，这个时候他的家乡伦敦正笼罩在希特勒的狂轰乱炸中── 这位战争狂人正在为争夺地球上更多的权力和资源而胡作非为，宇宙虽然更为广阔却并不他的考虑之列。为此史蒂芬不得不出生在临近的城市牛津，面向世界发出了他的第一声啼哭。
　　史蒂芬和他的妹妹在伦敦附近的几个小镇度过自己的童年。多年以后，他们的邻居回忆说，当史蒂芬躺在母亲推着的摇篮车中时非常引人注目，他的头显得很大，异于常人── 我想这多半是因为霍金此刻的名声与成就远远异于常人、如日中天，邻居不由自主要在记忆里重新刻划一下天才儿童的形象。照我看，年幼的史蒂芬并无古怪之处，他那时不过是一个挺英俊的小男孩子，而恐怕大多数白人小孩儿在东方人眼中都是好看的，长大之后就不一样，青年霍金的外貌与最普通的英国人并无不同。
　　不过霍金一家在古板保守的小镇上的确显得与众不同。史蒂芬的父母虽然家境并不富裕，但却都受到了正规的大学教育。他的父亲是一位从事热带病研究的医学家，母亲则从事过许多职业。有人回忆说在霍金家的房子里堆满了书，巨大的客厅里回响着维格纳的音乐；孩子们可以随意留下吃晚饭──由史蒂芬与他们交谈，因为他是最喜欢讲话的，而家庭的其他成员则自顾自地在桌子边看书。小镇的居民有时会惊异地看到霍金一家人驾驶着一辆破旧的二手计程车穿越街道奔向效外──汽车在当时尚未进入英国市民家庭，而拥有一辆破破烂烂的老计程车，更是显得十分古怪。然而这辆古怪的车子却的确拓展了霍金一家自由活动的天地，这对于他们是很重要的，至于别人怎么想，那是别人的事情。
　　儿童时期的史蒂芬是矮小瘦弱的，然而如果有人因此想借机欺侮他，将得到毫不犹豫的反击。史蒂芬在学校经常衣服散乱，衣领上带着墨水的痕迹；他喜欢与人讲话，急于表达自己的思想，为此反而显得句子含混；他的成绩并不十分出色，不过老师们公认他是一个十分聪明的学生。
　　史蒂芬热衷于搞清楚一切事情的来龙去脉，因此当他看到一件新奇的东西时总喜欢把它拆开，把每个零件的结构都弄个明白──不过他往往很难再把它装回原样，因为他的手脚远不如头脑那样灵活，甚至写出来的字在班上也是有名的潦草。史蒂芬从十二岁之后开始迷恋设计庞大复杂的游戏，诸如“大富翁”、“朝代”──创造出一个游戏的世界，然后制定统治这个世界的定律。孩子们为了结束游戏需要连续玩上几个小时甚至不得不在一个星期中分段进行，史蒂芬为此十分得意。史蒂芬?霍金相信世界是运转在各种规则中的，而探索世界的运转规则则在以后成为他毕生的兴趣和生命的支点。
　　史蒂芬在十七岁时进入牛津大学学习物理。他仍旧不是一个用功的学生，而这种态度与当时其他同学是一致的，这是战后出现的青年人迷惘时期──他们对一切厌倦，觉得没有任何值得努力追求的东西。史蒂芬在学校里与同学们一同游荡、喝酒、参加赛船俱乐部，如果事情这样发展下去，那么他很可能成为一个庸庸碌碌的职员或教师。然而病魔出现了。
　　牛津的最后一年，史蒂芬?霍金发现自己的行动越来越笨拙，他无缘无故地从楼梯上摔下来，差一点因此失去记忆。最终医生诊断他患了卢伽雷病，即运动神经细胞病，并宣判说，这个21岁的青年恐怕活不了多久了。
　　史蒂芬?霍金后来说：当你面临夭折的可能性时，你就会意识到，生命是何等宝贵，多少事情你还没有完成。在与疾病对抗的同时，霍金开始沉入对世界的思索中，向爱因斯坦这位前辈伟人的相对论迈出批判的第一步。当然，更为重要的是，他结识了未来的妻子简，在以后的许多日子里，正是她支持霍金顽强地生存与奋斗下去，而且给他带来了正常的家庭快乐──出乎医生意料的是，这个他断言即将死亡的病人不仅一直活了下来，甚至有了自己的三个孩子。
　　霍金曾经告诉记者，他比患病前更加快乐，因为他找到了人生的价值所在，找到了生命的成就感，对人类知识做出了适度的却是有意义的贡献。他说：“当然，我是幸运的，但是任何人只要足够努力都能有所成就。”
　　不过，霍金身体状况的确越来越糟糕，他渐渐失去了行动的能力，在1985年因肺炎造成的手术中，甚至失去了讲话的能力──在一段时间中，他飞驰的思想只能被封闭在自己的大脑中。无法与人交流，这使他觉得生不如死。所幸的是，科技的发达最终使他得以借助电脑和语言合成器，重新表达自己的思想，甚至能够在众人面前演讲。
　　在这期间，已经在剑桥获得博士学位的霍金与妻子一起争取学院的宿舍、“目睹”三个孩子的成长、一次次指出自己手下研究生论文中的错误……当然，更重要的是他的思想在广阔的宇宙中遨游──他指出爱因斯坦的广义相对论将在所谓“大爆炸奇点”失效，因此将量子力学引入对宇宙诞生的探索，最终得到宇宙无始无终的结论，并创造出“虚时间”这一概念；他指出“黑洞”事实上一直都在发“光”，只是极其微弱而已；他以幽默的方式证明了上帝的虚无……
　　虽然身体的残疾日益严重，霍金却力图像普通人一样生活，完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的──这听来有点好笑，在他已经完全无法移动之后，他仍然坚持用唯一可以活动的手指驱动着轮椅在能往办公室的路上“横冲直撞”；在莫斯科的饭店中，他建议大家来跳舞，他在大厅里转动的轮椅的身影真是一大奇景；当他与查尔斯王子会晤时，旋转自己的轮椅来炫耀，结果压到了查尔斯王子的脚趾头。当然，霍金也尝到过“自由”行动的恶果，这位量子引力的大师级人物，多次在微弱的地球引力左右下，跌下轮椅，甚至身被重创。然而，幸运的是，每一次他都顽强地重新“站”起。
　　霍金的顽强同样表现在他与世界各地的科学家们一次次交锋中，而在许多时候，他最终被证明是正确的。于是，霍金这个名字渐渐在人类科学的世界显露出自己的光彩：1975年，教皇在梵蒂冈步下圣坛，将嘉奖“有杰出成就的年轻科学家”的勋章授与霍金，而他的前任在多年前曾经严酷地迫害过布鲁诺、伽利略；1985年，霍金被本行星上最古老的学术组织英国皇家学会吸纳为有史以来最年轻的院士；他在剑桥大学担任着牛顿曾经就位多年的重要教职，被世界公认为是继爱因斯坦后最杰出的理论物理学家，是对二十世纪人类观念产生了重大影响的人物。
　　然而，对于普通人，也许更为重要的是《时间简史》的面世。这部在畅销榜上连续一百周居高不下的书被视为是出版界奇迹。也许阅读过它的大多数人并不能真正领会其中的科学成分，但它却毫无疑问地重新激起了人们对神秘世界的好奇心。而好奇，正是推动人类文明一步步走向未来的最大动力！当我们沉浸在对浩翰的宇宙思考中时，日常生活中细小的烦恼就会趋于微不足道，于是我们重新发现生命的终极追求──这种追求不再因“地球”这一宇宙尘埃的生或死而消亡。
带上你们的眼睛 ――访达尔文故居Down
　　作者：碧声
　　伦敦维多利亚火车站的自动售票机对钱的看法比较另类，我 把一张10英镑纸币塞进去，机器好像不认得，立即把它吐了出来。 再三的尝试仍以失败告终，背后排队的路人甲笑着说：“它不喜 欢哩！”我尴尬地笑笑，一边往人工售票窗口走，一边怨恨售票 机为何在我收拾心情去朝圣的日子里一大清早就给我个小小的下 马威――尤其可恶的是，用来买票的那张10英镑，背后印的正是 我此刻要去瞻仰其故居的查尔斯?达尔文。　　难道是因为这钞票才发行了大半年，售票机还没适应过来？
　　……去年英格兰银行宣布新版10英镑钞票将由达尔文取代狄更斯 时，英国科学界尤其是生物学家颇为高兴，文学界则不免有点失落。不过据说央行的解释是，这一选择的衡量标准并非两位伟大人物哪一位更伟大，而是谁的胡子更浓密：老年达尔文有一部比狄更斯蓬勃得多的胡子，这般复杂的图案将使伪造钞票更加困难。这或者也算是一种“适者生存”罢，无怪乎报纸要称之为“两部胡子的故事或自然选择”。
　　图：2000年秋季发行的新版10英镑钞票。右边是老年达尔文的头像，左边 是一只加拉帕戈斯群岛的蜂鸟在吸取花蜜，蜂鸟翅膀右边是贝格尔号。放大镜 图案自然是达尔文用过的放大镜，背景辐射线的图案也取材于达尔文用过的指 南针，这两样东西的原件目前都收藏于达尔文故居。
达尔文故居，即著名的Down House，位于伦敦东南郊的肯特郡。从伦敦由维多利亚车站乘30分钟的火车到达Bromely，然后还要乘公共汽车方能到达Down House所在的Downe。跑到146路汽车的站牌下一看：早上8点以后每60分钟才有一趟车！ 此时我才对诸多达尔文传记里说“隐居乡村”有了点感性认识，只得去叫出租车。
英格兰的风景温柔和悦。虽然已经6月底了， 天气还不算热， 阳光之下，风居然仍有些许凉意。仅有左右各一条车道的公路在林荫之中曲折向前。不时可见路边的农场，大片纯净的绿色铺在温和的斜坡上，点缀着一些悠闲的牛羊。连空气也给人一种格外宁静的感觉。这样的环境，正是达尔文当年迁居乡下时所需要的吧。
1842年初夏，达尔文越来越感觉到需要离开烟雾弥漫、肮脏灰暗的伦敦。原因有很多：自然选择的观念已经在脑中形成，他需要一个安静的地方，按他那特殊而简单的模式去工作，日复一日地勘察自然的细节；他的健康状况在恶化，需要调节生活节奏来适应它；随着孩子们的出生，伦敦的寓所已嫌太挤。此外，他骨子里是个乡下人，喜欢看着风雨晦明四季变换，呼吸新鲜空气，养几头牛，收拾一个花园子，摒除一切他不想要的社交活动。于是他开始找房子。　　Downe（原先叫Down，达尔文搬去之前不久改叫Downe，但达尔文一家不愿意费事去把自家房子的名字跟着改一下，于是这房子便一直叫Down House）是个只有40户人家的小村子，大多数人是农民。Down House起初并不中他和妻子爱玛的意，两人都觉得这幢房子半新不旧的非常难看。不过，它宽敞而且便宜，只卖2200英镑，周围又有大片的绿地环绕。乡间生活的吸引力压倒一切，在父亲的资助下，达尔文买下了它，于1842年9月搬了进去。经过一番改进与整修后，夫妇俩很快发现，这正是适合他们生活的地方。
　　直到达尔文1882年辞世，这幢房子容纳了他40年的生活与工作。作为忠诚的丈夫与慈爱的父亲的达尔文，与作为19世纪甚至整个千年里最伟大科学家之一的达尔文，在这里宁静地、按部就班地生活着。Down House容纳了他与爱玛终生不渝的爱情与儿女们渐次长大的愉悦，也容纳了三个孩子夭折的痛苦；容纳了《物种起源》的问世，也容纳了这个生性羞怯安静、不愿卷入纷争的人对待他那伟大理论的矛盾心理。
　　达尔文去世之后，全家迁居剑桥。爱玛于1896年去世之后，Down House开始被出租给别人，一度被用作女子学校教学场所。1927年，英国科学界开始有人提出，应当把它作为国家的文化遗产保留下来。外科专家BuckstonBrowne把Down House买了下来，以纪念达尔文为目的重新修整，并委托英国科学促进会（BAAS）照管，日首次向公众开放。大战期间被关闭。重新开放后，由皇家外科学院管理了40年。20世纪90年代中期，由著名的医学研究投资机构Wellcome Trust提供资金，Down House由英国文化遗产机构（English Heritage）购得，修葺之后成为我现在看到的样子。
　　站在这幢温雅的白房子面前，风和日丽的天气里，我竟然有了一种压迫感。我并不曾好好学过任何生物学，只不过由于偶然 的地理条件之便利，比几位更加深深地了解并且仰慕着这位伟人的朋友有着更好的机会来拜访此地。此刻我仿佛不是独自在此，而是背负着许多人的眼光，需要格外用心地去替他们观察每一个
细节，捕捉一百多年前那场人类思想的巨变诞生之时在空气中留 下的痕迹。
　　由接待处转入走廊，便进入了达尔文的生活世界。底楼的房间尽力照着达尔文一家在此居住的情景重新布置，走廊入口处右转第一间是客厅。这是一个非常典型的英国家庭的客厅，深红色地毯，素雅的墙纸，墙上的家族成员画像，壁炉台上的蜡烛与大镜子，桌上的老相册，书架里已经被翻得很旧的流行小说。所有陈设基本上都是原件，来自达尔文家族的捐赠。最引人注目的是达尔文的妻子爱玛的大钢琴。爱玛在音乐方面颇有造诣，在去欧洲旅行期间曾经向肖邦学琴。她的琴音风格明快，富有活力，是家中的一项重要娱乐。
　　客厅的对门是达尔文的书房。这个名叫The
Old Study的房间是Down House的核心，无数人心目中真正的圣地。窗子朝向东北，没有阳光直射进来，望出去是前院一片小小的绿地，院墙，和马路对面农场高高的绿色围篱。恰好此时没有任何别的参观者，我便静静地站在那里，背倚着几乎顶到天花板的书架，慢慢地仔细审视着屋内的陈设。
　　书房中央是一张普通的方木桌，摆着一架非常简单的显微镜，书本，烛台，小剪刀，几个大概是用来装标本的小圆盒子，还有些我不认得的工具。桌子旁边是一张黑色的高背椅，扶手部位包的皮革已经磨破了很大一块。扶手椅旁边靠窗的脚落，是一个小橱柜，上面有几个分成许多小格子或抽屉的文件柜。窗前是一张较高的古怪圆桌，像是个实验台，底下装有轮子，台上堆满了标
本盒、瓶瓶罐罐和动物骨头。　　在不同的时代，这上面放的东西该是千差万别吧！在自然选择理论已经诞生却被它的主人谨慎收藏的某一段时间，这张实验台有许多年放置的是一种称为藤壶的小型甲壳动物。这些小玩艺儿能制造出强力胶，把自己粘在岩石和船壳上。达尔文在贝格尔号上收集了一些藤壶，又与别的博物学家交换标本，进行仔细的解剖和记录，最终完成了厚厚的四本藤壶物种研究专著。达尔文的孩子们在堆满藤壶的家中长大，以至于认为研究藤壶乃是天下所有爸爸理所当然要做的事情，于是有人听见达尔文的一个孩子问他的玩伴：“你爸爸在哪儿研究他的藤壶？”
　　达尔文并不把自己的工作看得多么神圣庄严不可打扰。孩子们可以随意在书房跑进跑出，达尔文并不觉得烦扰，倒从他们身上得到许多快乐、安慰与激励。孩子们帮着往养植物的瓶子里浇水，其举止表情甚至还被观察入微的父亲写到书里。工作与家庭在达尔文身上呈现一种奇妙的、和谐一致的结合。
　　壁炉上方挂着三张人物画像，一位是达尔文的外祖父约书亚?韦奇伍德，另两张分别是著名地质学家查尔斯?赖尔和植物学家约瑟夫?胡克。他们都是达尔文的亲密朋友，但是在《物种起源》出版之后，面对宗教界乃至科学界的一片谩骂之声，两人的处事态度却有所不同。胡克始终是达尔文的支持者，与“达尔文的斗犬”赫胥黎同样坚定；赖尔则谨小慎微地克制着自己的热情，未能明确地公开表态支持。赖尔在学术界极有威望，是达尔文的启蒙导师之一，对他有重要影响；当达尔文收到华莱士寄来的关于自然选择的论文而不知拿自己的相同理论如何是好时，也是赖尔出主意同时发表两人的文章，促成了科学史上两位富有骑士风度的竞争者与合作者友谊终生不变的美谈。因此，赖尔私下同意达尔文的见解却不公开支持的做法，使得达尔文十分伤心。
　　与窗子相对的墙上，挂着几幅非常旧、像是地图的图纸，可能与贝格尔号航行有关。下面是一个充满了小抽屉的矮柜，里面装的大概是在贝格尔上旅行时采集的石头与骨头罢？柜子上放着个中型动物的头骨，凭我几近于零的生物分类学知识，自然也判断不出那是个什么。房间大部分区域都被隔离带拦住，不能靠近，更不可触碰。唯一伸手可及的，是这个高高的书架（当然是锁起来的）。木头温柔的凉意从手上透过来，动物、植物、地质、化学等种种书籍，都以硬领皮靴、沉稳古拙的形象，整整齐齐地静静伫立在玻璃后面。
　　比较奇特的布置是角落里用布帘子围起来的一个小小的沐浴间，可以看到里面有简陋的衣架、水盆、镜子、毛巾等。因为达尔文的健康状况总是不好，这样安排可以使他不必总要离开房间去取水。年轻时代的达尔文曾经健壮得像个运动员，若非如此也无法承受贝格尔号上5年的环球旅行， 对岛屿、平原、山脉和热带雨林进行考察，采集大量的标本并作详细笔记。然而，在回到英国后几年内，他的健康急剧恶化了。头痛、胃病、心悸、虚弱无力，从那时起折磨了他二十五年。对于他的疾病，后世有种种说法，有人认为他在南美被昆虫叮咬染上了南美锥虫病，有人说他是由于早年丧母的心理压力未能释放，也有人说这病乃是他内心痛苦斗争的反映：他深信自己的理论是正确的，却害怕这理论发表之后可能招来的风波。无论如何，他为疾病所苦是真的：身体虚弱，每天能够工作的时间相当有限。然而，即使如此，他仍然那样地工作着！
　　在宗教文化深深地烙印在整个社会环境中时，物种究竟是否在变化都是一个引起激烈争论的话题，更何谈“物种能够依靠自然的机制进行演化”这样的想法？ 当时人们并不用evolution一词，而是说transmutation。支持达尔文理论的种种事实，大多数在当时已经被科学家们所认识到，但没有人像达尔文那样洞察到其中的重要性。进化论被推向公众之后，人们分为对立的两派，支持者的典型反应如赫胥黎，立刻埋怨科学界（或许是埋怨自己）为何没有早想到这一点，它实在是如此明显！而反对者受不了上帝特别创造的人类变得与类人猿有亲戚关系，向达尔文发起了猛烈的攻击。
　　书房隔壁的台球室里，放着一张非常旧的、绿色绒面已经变成灰黄的台球桌，墙上挂着许多当年嘲讽进化论　1871,March 22 The Hornet
的报纸或杂志漫画。典型的做法是把达尔文画成猴子模样，与一只真正的猴子勾肩搭背作亲密状，或半蹲在一位高雅的维多利亚时代的女士面前，听她责备：“真的，达尔文先生，对于男人您怎么说都好，但希望您放过我的感情！”我没搞清楚这些讽刺画是达尔文当年自己收集的，或后人收集整理的。看到它们，耳边仿佛响起1860年英国科学促进会在牛津召开的年会上那场著名的辩论的声音：牛津主教威尔伯福斯问赫胥黎：“你那类人猿的血统，是来自祖父一
方，还是祖母的一方呢？”赫胥黎回答说，他宁可认一只类人猿做祖父，也不愿与一位滥用才能和影响“只为把谬误引进庄严的科学辩论”中的人扯上关连。
　　Down House的一楼基本按达尔文生活在此的场景布置，二楼的一半陈设为解释进化论的科普场馆，与伦敦自然历史博物馆的达尔文专馆风格类似，科普意义多于纪念意义，因此我看得不是很仔细。另一半是关于家庭生活的各种纪念品、照片等。在许多传记文章里都看过的达尔文长女安妮的照片，醒目地挂在墙上。这个神色略有点忧郁的小女孩在十岁上患病，惨然去世，给钟爱她的父亲造成了巨大的精神打击。达尔文对宗教的感情原本就因为他对自然规律的勘察而日渐淡薄，安妮的夭折摧毁了他对基督教最后的信仰。然而爱玛是一位虔诚的教徒，她是个贤妻良母，努力调整家庭生活去适应达尔文的工作及健康的需要，但她非常担心这明显背离宗教的理论会使他与她将来在天堂中永远分离。自己的工作给妻子的精神带来的压力，也使达尔文深感痛苦。虽然达尔文希望死后被葬在生活多年的乡村，爱玛也不赞成将他葬在教堂里，英国政府、科学界和公众仍为他举行了国葬，安灵于英国的先贤祠――西敏寺大教堂。想到进化论曾经而且仍然使多少原教旨主义者咬牙切齿，想到达尔文曾经怎样诅咒这喜欢罚人下地狱的“该死的教义”，想到宗教观念的分歧曾给他和深爱的妻子在心灵上造成怎样的隔阂与痛苦，达尔文葬于西敏寺的事实实在是有点黑色幽默的意味。
　　后院是一片修剪得很好的、足球场大小的草地，树下开着一丛白色的野菊，花圃里种着玫瑰和一些我叫不上名字的花。几只胖胖的蜜蜂在花朵之间逡巡着，细微的嗡嗡声在安静的空气里格外清晰。旁边是著名的“沙之小路”（Sandwalk）。达尔文买下Down House的时候，　顺便买下了草地旁边一条长300码的土地，用篱笆围起来，种了些树和灌木，在粘土路面上铺上红色的沙子。在平静而有规律的乡村生活中，“沙之小路”上的散步是达尔文一天的开始。早饭后，8点到9点半之间，达尔文在书房里工作，然后到客厅休息，听爱玛朗读信件或是流行小说。从10点半开始再工作一个半小时。 从12点到1点之间带着狗到沙之小路上去散步，无论何等天气都雷打不动。他喜欢在路的起点处放几块小石子，每走一个来回，就踢走一块。挚友胡克有时候会来小住一阵，沙路上的散步就多了一个伙伴。这条狭窄小路被达尔文称为“我的思想之路”，许多重要的想法都是在这条路上诞生的。
　　沿着沙之小路往前，路过一个种着热带兰花、猪笼草等许多古怪植物的小温室――达尔文当年研究植物的地方――和一个花木并不茂盛的大花圃，拐过弯之后我发现自己误入了一个牧场。似乎有一阵子没有牛羊进来过了，草已经长得很高，许多白色和黄色的野花散布在其中。放眼望去，除了掩映在树从后面白色的Down House，满目都是绿色。太阳隐入云层中，风无声地轻轻吹着，四周安静得仿佛只能听见自己的呼吸。
　　在这样的宁静之中，生命最大的秘密曾经被这个称为智人的物种中某个伟大而平凡的成员所揭示。在此前与此后，每一株花草，每一只昆虫，每一只驯良或凶猛的动物，都无意识地在这规则的掌握之中静静地生死往复，这个秘密是否现世对它们并无影响。唯独我们的心灵，为此经历了怎样痛苦、狂喜、失落与骄傲的狂风暴雨！