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牛顿发现:光不是波,而是粒子!

时间:2023-08-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:牛顿兴奋地给学会寄去了一篇论文,提出了一个自认为是划时代的发现——光是由粒子组成的,就像一颗颗微型的子弹。牛顿发现三棱镜可以将白色的日光分解成红橙黄绿青蓝紫七种颜色,所以他认为,白光是由七种不同颜色的粒子混合而成的。“子弹”和“波纹”显然有着天壤之别,乳臭未干的牛顿在说伟大的胡克错了,这还了得!

牛顿发现:光不是波,而是粒子!

随着这本书的传播,科学界终于看见了牛顿理论的精美。人们就像一群住在山洞里的野人,在他所创建的巍峨宫殿前顶礼膜拜。却有一个桀骜不驯的,不仅不跪拜,反而声称这“殿堂”里有他贡献的砖瓦,此人叫胡克(Robert Hooke,1635—1703)。他扬言《自然哲学的数学原理》中关于万有引力和距离的平方成反比的思想是他在通信中告诉牛顿的,牛顿至少应该提一下他的贡献。牛顿虽然承认胡克确实给他写过该信,却坚称自己在收到信之前就已经有此思想了,于是两人争论不休,成了科学史上著名的公案。

胡克绝非等闲之辈,牛顿还在读大学时,他的声望就已如日中天了。他发现了胡克定律,首次用显微镜看到并命名了细胞,于1665年发表了《显微图谱》(Micrographia)一书,是英国皇家学会(Royal Society)第一本主要的出版物。他兴趣广泛,多才多艺,在力学光学、天文学、物理化学等多方面都有杰出贡献,被称为“伦敦的达芬奇”、英国的“双眼和双手”。

牛顿第一次和他打交道,是29岁(1672年)当选皇家学会会员时。牛顿兴奋地给学会寄去了一篇论文,提出了一个自认为是划时代的发现——光是由粒子组成的,就像一颗颗微型的子弹。牛顿发现三棱镜可以将白色的日光分解成红橙黄绿青蓝紫七种颜色,所以他认为,白光是由七种不同颜色的粒子混合而成的。

三棱镜分光

胡克认为光是一种波

在那之前的大约20年里,以胡克为首的科学家们一直在宣扬“波动说”——光是一种波,就像水面的波纹一样。因为胡克的声望,极少人敢向波动说挑战。

“子弹”和“波纹”显然有着天壤之别,乳臭未干的牛顿在说伟大的胡克错了,这还了得!但牛顿对自己的发现深信不疑,天真地以为真理面前人人平等,满心希望聪明的胡克能理解和接受他的理论,回报他的却是猛烈的抨击。牛顿无法忍受这种狭隘和愚蠢,一度威胁要退出皇家学会。

按咱们中国人的话说,牛顿和胡克八字不对,自那以后冲突不断,持续了约30年。1675年,牛顿的另一篇光学论文招来了胡克更猛烈的抨击,认为文中大部分内容是从《显微图谱》中搬来的,只是做了些发挥。

两人进行了一番英国绅士间特有的、彬彬有礼又暗藏杀机的通信。在致胡克的信中,牛顿写道:“笛卡儿(的光学研究)迈出了很好的一步。阁下在一些方面又增添了许多,特别是对薄板颜色进行了哲学考虑。如果说我看得更远一点的话,是因为站在巨人的肩膀上。”“站在巨人的肩膀上”日后成了牛顿的名言,但在这封信里,他只是在讽刺胡克身材矮小、背驼得厉害。

后来,牛顿因为一系列划时代的发现而日益受到崇拜,而暮年的胡克越来越少人理睬,变得抑郁、多疑和忌妒,终于于1703年在备受疾病折磨后逝世。几个月后,牛顿当选为皇家学会会长。他新官上任的三把火之一,是将学会搬到一个新地址,在搬迁中,胡克的所有收藏和仪器都悄没声息地“丢失”了。

随着胡克消失在历史的长河里,他所主张的“光波动说”也几乎销声匿迹。正如普朗克(Max Planck,1858—1947)所说:“一个重要的科学发现之所以取得胜利,很少是通过逐渐征服和转变对手,而是对手都死光了。”“科学的进步是一步一个葬礼进行的。”

永远消逝的画像(www.zuozong.com)

夜深了,崭新而气派的皇家学会大楼里空空如也,人们都回家了,但会长办公室里仍透出昏暗的灯光。牛顿愁眉不展,正为一个重大决定举棋不定。他背着手,在崭新的红地毯上来回踱着步。

他头上戴着的假发,是全伦敦最著名的假发世家的杰作,用来做假发的马尾毛已经有些发黄,上面扑了许多防虫的白粉。他不是没钱买新的,而是假发越旧,所象征的身份和地位越高贵,他不愿意扔。他脖子上缠着雪白的围巾,披着皇家学会特制的灰色袍子。毕竟是67岁的老人了,他有些佝偻,活像一只秃鹫。

牛顿

在他看来,面前这个难题比当初发现万有引力定律容易不了多少。他在决定一幅胡克肖像的命运——是允许它继续挂在皇家学会尊贵的墙上,还是把它毁掉。这是一副丑陋的画像,尖嘴猴腮小眼睛,一看就不是好人。每次看到它,牛顿都会觉得一阵恶心。

胡克

他知道,胡克因为丑陋,生前不喜欢画像,这也许是世间唯一的一幅,把它毁掉,后人将不再知道胡克的长相。他朝墙上那幅面目可憎的画像看了一眼,心中涌起一丝怜悯。胡克啊胡克,你也算是个天才,和我斗了一辈子,到如今却什么也没落下。

那画静静地挂在墙上,眼睛直勾勾地盯着牛顿。

他觉得脊梁一阵发凉,许多令他愤愤不平的回忆被勾了起来。显微镜不是你发明的,你只是发表了几幅显微镜下看到的图案就成了微生物学之父,简直是欺世盗名!有权有势的时候,你总是盛气凌人、居高临下,利用声望打击意见不同的科学家,活该也有今天!

牛顿不由得心头火起,冲上去把画扯下来摔在地上,又狠狠地踩了几脚。画裂了,胡克脸上满是脚印,仿佛在哭泣。牛顿把画从镜框里抠出来,撕了个稀巴烂,揉成一团,以免有人看出这是胡克的画像,然后扔掉了。15

牛顿的  “大钟宇宙”

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