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哲學式玩耍

根據英國當時使用的歷法，牛頓出生于1642年的圣誕節(在歐洲大陸的大部分地區是1643年1月4日)。在他出生后的頭十年里，英國經歷了可怕的內戰。17世紀40年代，議會軍與保皇軍之間爆發戰爭，結果將查理一世于1649年1月送上了斷頭臺。牛頓的舅舅和繼父都是地方教區的教區長。在國會召集教會當局檢查宗教"虐待"情況的過程中，他們兩人似乎并沒受到什么折磨。十多歲的時候，牛頓生活在激進的、信奉新教的共和政體下。到了1660年，查理二世復辟，共和政體被取代了。牛頓出身于一個相對殷實的家庭，在一種濃厚的宗教氛圍中長大。牛頓的父親也叫艾薩克，他是一個自耕農，在1639年12月繼承了林肯郡伍爾索普教區的一片土地和一座很氣派的莊園。牛頓的母親漢娜·艾斯庫來自下層鄉紳家庭，似乎僅僅受過一點基本教育(不過這在那時是比較普遍的)。不過，她弟弟威廉卻是17世紀30年代劍橋大學三一學院的畢業生。后來，在送牛頓去上三一學院的過程中，威廉發揮了很大的作用。

牛頓的父親(他顯然連自己的名字都不會寫)死于1642年10月初，當時離兒子出生還有將近三個月時間。牛頓曾對孔杜伊特講，他剛生下來時瘦小孱弱，一副病態，人們都認為他活不長久。家里打發兩個婦人到當地一位貴婦那里尋求幫助。結果她倆卻在半路上坐下來休息，因為她們肯定等自己返回時那個嬰兒已經死了。然而，命運多舛的牛頓還是活了下來。母親把牛頓撫養到三歲的時候，當地一位上了年紀的教區牧師巴納巴斯·史密斯向她求婚。史密斯牧師很富有，他答應會給漢娜的頭生子牛頓遺留一些土地，于是漢娜就在1646年1月和史密斯結婚了。從那以后，一直到史密斯1653年去世，漢娜大部分時間都和后夫生活在一起，而且為他生育了三個孩子(其中一個就是凱瑟琳·孔杜伊特的母親)。雖然約翰·孔杜伊特用抒情的筆調描寫了漢娜的品德，并且很細心地指出漢娜是一位對所有的孩子"都很溺愛的母親"，但同時強調她最鐘愛的還是小艾薩克。無論這話的真實性如何，來自牛頓自己的證據則表明他少年時與母親的關系非常不好。此外，在長達七年的時間里，漢娜實際上都將牛頓留在伍爾索普由外婆撫養，歷史學家一直覺得很難將這一事實與孔杜伊特的描述協調起來。

牛頓先后就讀于當地的兩所小學，十二歲后進入格蘭瑟姆文法公學讀書。他寄宿在當地的一位藥劑師約瑟夫·克拉克家中。克拉克的藥房成了牛頓獲取信息的一個大好來源。克拉克的一位后代告訴威廉·斯蒂克利，牛頓對店中大量的藥品和化學制品表現出了極大的興趣。斯蒂克利寫道，牛頓曾花了大量時間來收集藥草，還很可能向克拉克的學徒了解過這些藥草的屬性。牛頓當時和克拉克的繼子女生活在一起。這些繼子女中有一位叫凱瑟琳——也就是后來的文森特夫人，她提供了有關這位神童的大量信息。斯蒂克利遇到的每個人都會向他敘說牛頓制造機器的"天賦和非凡的創造性"。他們這樣告訴他："放學后，牛頓不跟其他男孩一起玩耍，而總是在家里忙個不停，隨心所欲地制作各種各樣的小玩意兒和木頭模型。"文森特夫人稱自己就是那位年輕的發明家當年關注、愛慕的對象。根據她的記錄，牛頓的同學"并不十分喜歡"牛頓，因為他們知道牛頓要比他們"心靈手巧得多"。小艾薩克"一直"都是"一個嚴肅、沉默寡言而善于思考的少年"。他從不跟男孩子一起玩耍，但偶爾會做一些玩具小屋中擺放的家具，給女孩子"擺放玩偶和懸掛小飾品"。

牛頓將母親給他的錢都用來購置鋸子、鑿子、手斧、錘子之類的工具，并慢慢在格蘭瑟姆建起了"一家齊備的工具店"。"他用起這些工具來得心應手，好像生來就是干這一行似的。"文森特夫人描述過的那些機器以及牛頓制作的其他機器，其設計構思大都源自約翰·巴特的《自然與藝術的奧秘》一書。《自然與藝術的奧秘》屬于當時極為流行的"數學魔術"一類的書籍，其中包含了無數制作機器的法子和圖畫。那時的牛頓已不甘于按部就班地利用書中的信息，而總要大大發揮一番才行。由于不滿足于按照巴特的描述復制一個簡單的風車，牛頓曾專門跑到附近一個村子里觀摩制造一架真正風車的過程。他"天天跟工匠們待在一起"，"非常地掌握了風車的制作機理，然后自己制作了一個真正的、的風車模型"。不僅如此，牛頓還超越了他的風車樣板。他改變了風車的機理，竟讓一只老鼠來驅動風車的翼板——老鼠為了夠著谷物，只得不停地推動一只輪子。雖然給斯蒂克利提供信息的人對風車的機理有著不同的說法，但他們都一致說當時人們會從幾英里外趕來觀看艾薩克的"老鼠磨工"。斯蒂克利敏銳地指出，牛頓往往會專注于"滑稽的"(即"好玩的")發明。除了老鼠磨工和玩偶家具之外，牛頓還研究過一個簡單風箏的結構和尺寸，然后做了一個更好的風箏，拴上一個點燃蠟燭的燈籠放飛。這個風箏曾一度引起當地人的驚恐，給了他們許多飯余酒后的談資。

牛頓還造了一個木鐘，而且就像他制作風車和風箏那樣，緊接著又造了一個更好的。改進后的木鐘帶有一個鐘盤，由涓涓細流來驅動，而水是他每天早晨加進去的。這個木鐘是牛頓用漢弗菜·巴賓頓送給他的一個箱子改做的。巴賓頓是克拉克夫人的弟弟(克拉克夫人是漢娜·史密斯的好友)，他因為拒絕宣誓效忠共和政體而被三一學院開除。在以后的幾十年中，巴賓頓將在牛頓的生活中扮演一個重要的角色。此外，牛頓還進一步發揮自己的藝術天分，著手制作復雜的日晷，在克拉克家房子外部的許多地方刻畫了各種各樣的時鐘。根據斯蒂克利的記載，牛頓"畫了長長的線條，在上面系上穿有滾球的長線；在墻上插入栓子，以標明小時、半小時以及一刻鐘。凡此種種都顯示了他思維的深度與廣度"。牛頓還用這些線條做了一本"年歷"，"根據線條就能知道是某月的第幾曰，太陽進入各宮的時間，以及二分點與二至點"。與牛頓的其他發明一樣，"艾薩克的日晷"在當地教區也非常出名。這些發明也許是少年牛頓最偉大的成就。斯蒂克利認為它們就是牛頓醉心于天體運動的開端。

牛頓在藝術方面也很出色，比如在素描方面，甚至在作詩方面——雖然他對詩歌的興趣僅僅持續了一小段時間。牛頓在自己所住閣樓的墻上用木炭畫滿了動物、人物和植物的素描以及數學圖形，還將自己的名字刻畫在隔板上。在20世紀中葉，人們在伍爾索普莊園的石雕上發現了蝕刻的幾何圖畫，這無疑也是牛頓的杰作。

在1659年購買的一本筆記本上，牛頓作了一系列有關巴特那本著作的筆記，從中可以看出牛頓當時的藝術傾向。這些筆記顯示出牛頓比較關注素描的實用方面，還表明牛頓對如何利用動物、植物和礦物或者通過混合幾種現有顏色來制作各種彩色墨水和顏料比較感興趣。僅僅十多年之后，牛頓就因混合現有顏色生成新的顏色而聞名遐邇。筆記本中摘錄的其他一些說明涉及魚餌制作以及通過迷醉手段捕鳥的種種方法——這些方法并非全都很復雜。巴特的書中還有一些配制萬能軟膏和藥膏的配方，牛頓也記下了好幾種。實際上，在劍橋和牛頓做過二十年室友的約翰·威金斯后來回憶起的幾件事情之一就是：牛頓經常會拿一種自制的、令人作嘔的調和物("盧卡泰諾香膏")來作防腐劑。還有一些筆記來自約翰·威金斯的《數學魔術》。這是一本當時流行的著作，其中提供的信息與巴特的書類似。筆記本中的其他筆記提到了產生永動的不同方法，而永動是牛頓以后幾十年中都一直極感興趣的一個題目。

心靈手巧的牛頓沉浸在實用創造的世界中，這不僅預示了他非凡的未來，而且直接造就了他非凡的未來。實際上，對于牛頓早期所癡迷的活動與他后來所取得的成功之間有著怎樣的聯系，斯蒂克利有過極為出色的描述。他指出，少年牛頓能夠嫻熟地使用機械工具，加之具有素描與設計的專長，這對他后來擁有出色的實驗技能幫助極大，"給他打下了運用自己強大推理能力的堅實基礎"。非常罕見的是，牛頓具有成為一位偉大自然哲學家的所有素質，諸如"深邃的洞察力"，"堅定不移、百折不撓的解決問題的精神"，"延伸其推論[與]演繹鏈的巨大思維力量"，"無與倫比的代數技能以及其他使用符號的方法"。與所有的孩子一樣，牛頓也很喜歡模仿他人。但在斯蒂克利看來，"他實際上就是一位天生的哲學家。