登陆注册
15986100000004

第4章 物理学家(2)

伽利略又把望远镜对准横贯天穹的银河,以前人们一直认为银河是地球上的水蒸气凝成的白雾,亚里士多德就是这样认为的。伽利略决定用望远镜检验这一说法是否正确。他用望远镜对准夜空中雾蒙蒙的光带,不禁大吃一惊,原来那根本不是云雾,而是千千万万颗星星聚集一起。伽利略还观察了天空中的斑斑云彩——即通常所说的星团,发现星团也是很多星体聚集一起,像猎户座星团、金牛座的昂星团、蜂巢星团都是如此。

伽利略的望远镜揭开了一个又一个宇宙的秘密,他发现了木星周围环绕着它运动的卫星,还计算了它们的运行周期。现在我们知道,木星共有14颗卫星,伽利略所发现的是其中最大的四颗。除此之外,伽利略还用望远镜观察到太阳的黑子,他通过黑子的移动现象推断,太阳也是在转动的。

一个又一个振奋人心的发现,足使伽利略动笔写一本最新的天文学发现的书,他要向全世界公布他的观测结果。1910年3月,伽利略的著作《星际使者》在威尼斯出版,立即在欧洲引起轰动。

伽利略的晚年是非常悲惨的。这位开拓了人类的眼界,揭开了宇宙秘密的科学家,1637年双目完全失明,陷入无边的黑暗之中。他唯一的亲人——小女儿玛俐亚先他离开人间,这给他的打击是很大的。但是,即使这样,伽利略仍旧没有失去探索真理的勇气。1638年,他的一部《关于两门新科学的讨论》在朋友帮助下得以在荷兰出版,这本书是伽利略长期对物理学研究的系统总结,也是现代物理的第一部伟大著作。后来,宗教裁判所对他的监视有所放宽,他的几个学生,其中包括著名物理学家、大气压力的发现者托里拆利来到老人身边,照料他,同时也是向他请教。他们又可以愉快地在一起讨论科学发明了。

1642年1月8日,78岁的伽利略停止了呼吸。但是他毕生捍卫的真理却与世长存。具有讽刺意味的是,300多年后的今天,1979年11月,在世界主教会议上,罗马教皇提出重新审理“伽利略案件”。为此,世界著名科学家组成了一个审查委员会,负责重新审理这一冤案。其实,哪里还用得着审理什么呢?宇宙飞船在太空飞行,人类的足印深深地留在月球的表面,人造卫星的上天,宇宙测探器飞出太阳系发回的电波……所有这些现代科学技术的进步,早已宣告了宗教神学的彻底破产,人类将永远记住伽利略这个光辉夺目的名字。

牛顿

从“低能儿”到少年发明家

300多年前的一天,在英国一座山村普通住宅里,诞生了一位体重只有3英磅的婴儿。大家都认为这个孩子没什么存活的希望,产妇的不幸不仅来自这个体轻瘦弱的婴儿,而且还来自不久前故去的丈夫,她再也按捺不住内心的苦楚,她哭了,母亲的眼泪引起了小男婴的共鸣,他使出浑身力气却只能发出微弱的哭声。

这个先天不足的遗腹子就是后来成为科学巨人的牛顿。

小牛顿两岁后由外婆抚养,6岁时走进乡村小学。他体弱多病,性格腼腆,学习成绩全班倒数第几,老师把他看成“低能儿”,顽皮的学生也欺侮他。但是,牛顿意志坚强,有一股不服输的劲头。据说,一次有位功课拔尖的调皮大王朝牛顿的肚皮踢了一脚,牛顿遭凌辱后,暗自鼓起勇气,非要从功课上超过这个小霸王不可。他告诫自己说:“无论做什么事,只要肯努力,是没有不成功的。”经过刻苦学习,牛顿一跃而为全班第一名。

牛顿对学校老师讽刺、嘲骂甚至鞭笞学生的行为极为不满,他曾对外婆说:“学校是个奇怪的地方,我很讨厌到学校去。”玷污“学校”这一神圣名称的所作所为,给牛顿幼小的心灵蒙上一层阴影。他开始把主要精力用于课余生活,他喜欢亲自动手制作玩具,搞些小发明,也喜欢绘画和做诗。

在牛顿的住房里,锯子、凿子、刨刀、铁锤应有尽有。他就是借助这些工具,提高了技能,拓宽了知识,还增强了体质。

秋风将树叶和树枝吹得飘落满园,牛顿好奇地捡起一根干树枝,并将它竖直地插在朝阳的地面上,他每隔一段时间趴下去看看树枝的影子。“小牛顿,该吃饭了!”外婆亲切地呼叫着自己的外孙,“外婆,我想还不到吃饭的时间,至少比昨天早30分钟。”牛顿十分自信地回应着外婆的呼唤。“你怎么知道的?”“昨天在这里,今天是在这里啊!”牛顿指着地面上的阴影说。

冬天到了,庭园里显得那样沉寂和干净,牛顿观察“影子”的工作还没有停止。他突然发现庭院角落里的几块大石头,从而萌生了新的念头。放学以后,牛顿拿起了凿子和锤子在一块石头上“吭吭”地敲凿起来。不怕寒风刺骨,也不顾石头粉末溅入眼帘的痛苦,牛顿日复一日地敲凿。善良的外婆看着外孙冻红的小手、伤痕斑斑的脸蛋,再也抑制不住多日来积下的疑问:

“小牛顿,大冷的天气你没完没了地敲凿,究竟想干什么啊?”“马上会知道的,外婆!”牛顿头也不转地回答。小牛顿的耐性和自信,深深打动了外婆的心。

一天中午放学后,小牛顿飞奔归来并大声呼叫:“外婆!请来帮帮忙。”

一位9岁的瘦弱少年和一位年过六旬的老妇,同心协力,成功地把一块石头圆盘竖立起来,并斜靠在墙上。看着外孙几十天的智慧结晶,外婆绽开了笑容:“好极了!好极了!它是一个精致的日晷仪。”

牛顿幼年时代制作的日晷仪,至今仍然原状保存在英国柯斯达教会,并嵌装在教堂的墙壁内。

少年的牛顿十分喜欢17世纪欧洲的风车。在那个时候还没有蒸汽机和发电机,以风车为动力的磨粉机就很复杂了。他曾历尽艰辛、长途跋涉去看风车。进入风车磨房的牛顿,如饥似渴地观察着机器的每个部分,他看得是那么入神,那么仔细,似乎想把机器的结构全部印在自己的脑海里。归途中,朋友与他说话,他竟所答非所问,全神贯注在对风车和磨粉机结构造型的回忆中。

回到家中,牛顿一头躲进自己的住房,要把白天看到的一切画在图纸上,直至深夜这一工作才完成。他把图张贴在墙上,心满意足地观赏着一天的劳动成果,在暗淡的烛光中,牛顿显露出难得的笑容。

鼠疫的影响

正当牛顿他陶醉在数学迷宫中的时候,英国发生了一件大事:鼠疫流行。这种令人惶恐的传染病传播起来非常迅速,死者成千上万。

1665年8月一个酷热的日子,牛顿的同窗好友威尔士从伦敦返回剑桥大学。一进宿舍,就摇着正在专心读书的牛顿的肩膀喊着说:“事情不好了!

伦敦正因鼠疫陷入大混乱!”“数学花园”的主人缓缓抬起头来,愣愣地看着惊惶的室友:“这是伦敦的事情,与我们有什么关系?”牛顿低下头去,仍沉湎在攻读之中。“伦敦离我们很近啊!这座几十万人口的大都市,街道上静悄悄的不见人影,大家都躲在家里不敢外出。上周就死了7400多人。”

威尔士就耳闻目睹,愈谈愈激烈。牛顿终于不得不抬起头来,脑中却同时想着“光的色散”和“鼠疫流行”这两件事。

恐怖的黑死病(即鼠疫)风暴在横扫伦敦之后,蔓延到了剑桥,学校不得不关闭而停课。牛顿随着逃难的队伍回到自己的家乡沃尔索浦。

随着剑桥大学的关闭,研究学问之火也暂告熄灭。有的教授和学生被鼠疫夺去了宝贵的生命,活着的人也是在乡下过着无聊的生活。牛顿则不同,他在家乡研究学问的劲头一点也不亚于大学。他回到家乡的第二天,就把住房变成了实验室。从剑桥大学带来的棱镜、凸透镜、凹透镜、平面镜、球面镜、方解石、望远镜等等,真是应有尽有,琳琅满目。牛顿等不及阳光从窗口射入,便开始了“光的分解”的实验,一束白光透过三棱镜变成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光,映射到雪白的墙壁上,格外生辉。

牛顿不赞成某些学者从理论到理论的研究方法,而是想方设法制作仪器,用观察和实验的手段去探索规律、检验理论。为了深入了解天空中“虹”的成因,他靠勤劳的双手和精巧的技艺硬是把一块铜板磨洼而成凹面镜,并制造出放大40倍的望远镜。科学界为了纪念他,决定将这种构型的望远镜定名为:牛顿反射式望远镜。

富有浪漫主义色彩的“苹果落地”的故事,据说也发生在牛顿的家乡沃尔索浦。在鼠疫流行的第二年夏季的一天,天气酷热,牛顿来到庭院,坐在一棵苹果树下思考着地球的引力问题,突然一个苹果从树上掉下来。对于这种理所当然的事情,竟激起他思潮翻滚,他想苹果在空间,哪一个方向都可飞去,为什么偏偏坠向地面。地球与苹果是相互吸引的,整个宇宙万物间都应有这种引力的作用。

大概是“因祸得福”吧!牛顿回乡的18个月,竟成为他一生中最丰产的“季节”。在回忆这一段生活时,牛顿曾经写道:

“1665年,我发明了极数近似法,以及把任何幂的二项式化为这样一个极数的法则。同年,我还发明了格雷戈里和斯卢塞乌切线法。11月,我发明了正流数(微分)法。次年元月,发现了颜色理论;5月,开始研究反流数(积分)法。还是在这一年,我开始想把重力推广到月球的运行轨道上去。并得出引力与中心距离平方成反比的规律。所有这一切都是在1665~1666年鼠疫流行的年代里取得的。因为那两年我有充沛的精力去搞发明创造,而且比以后任何时候,我都更致力于数学和哲学的研究。”

多年的“修炼”

1661年5月,牛顿以“减费生”的身份考进了剑桥大学。“减费生”,这是人们给那些得到某些优惠的穷学生的尊称。为此,他们得按照校方规定,殷勤地为那些富家子弟服务。牛顿上大学时的年龄比一般大学生大4~5岁,人们把他看作是一个晚熟的人。

牛顿的大学生涯并不舒心,可以说是坎坷不平。从入学的当天晚饭起,牛顿便开始了工读生的劳动。“牛顿同学,请布置餐桌。”一位老工读生对他说。身着白色长袍,腰系围裙的牛顿,从另一位工读生那里接来堆得高高的42张盘子。厨房里冒出的蒸汽弥漫全屋,由于光线太暗,牛顿抱着盘子不敢走动。一个人厉声喊道:“快拿蜡烛去吧!”在这里,工读生的一举一动、一言一行都要十分小心。为了求得学问,牛顿认为当工读生也是值得的。

由于学校经费紧张,房屋得不到修缮,工读生的宿舍阴暗潮湿。回宿舍的路上,牛顿在迂回弯曲的走廊里怯怯地走着,好像通往一个永远黑暗的世界。牛顿对于剑桥大学的向往与亲临目睹的现实形成强烈的反差。但是,所有这些,对于习惯于贫穷的牛顿构不成任何威胁。最令他烦恼的却是学习愿望得不到满足,牛顿本来是抱着学习“力和运动方面”的知识来到大学的,当时的剑桥大学却没有人能讲授这门课,牛顿只好先学数学。

走廊的阴暗,食宿的低劣,劳动的艰苦很快被牛顿置于脑后。他的心在衡量,看学校里的哪个人最令他“惊异”。牛顿推开房门,巴罗教授满脸笑容地迎接他。巴罗教授好像预感到牛顿的心思,便以安慰的口吻对他说:“学校是靠会员的会费维持的。由于革命的动乱,失去了许多大力支持的会员,去年复归王政,情况才稍有好转。不过,要恢复昔日盛况,恐怕得花几十年工夫呢!”“老师,我觉得学欧几里得几何,简直是多余的。”牛顿把话题一下子转移到意外的方向。教授以锐利的目光注视着牛顿的眼色。

不久,牛顿引起了巴罗教授的注意。牛顿最突出的地方,是他对当时自然科学和数学的尖端成就有着快得出奇的理解能力。巴罗教授十分谦虚地说过,他对数学虽略有造诣,但和牛顿相比,只能算是一个小孩。

巴罗教授不愧是一位多才多识的“伯乐”,他发现了牛顿;牛顿也找到了令他“惊异”的人。师生协作得很好,巴罗教授指导牛顿先后钻研了开普勒的《光学》、欧几里得的《几何学原本》等名著。牛顿的非凡才华和惊人的毅力,使得他在光学、几何学的研究方面取得一些突破性进展。1665年牛顿大学毕业,取得学士学位,在巴罗教授的举荐下,牛顿留校做研究工作。

正当牛顿夜以继日、通宵达旦地学习和研究,并即将取得硕果的时候,一场鼠疫灾难席卷英国,牛顿被迫回到家乡。

1667年复活节前后,牛顿重返剑桥大学,当年秋天他被选为选修课研究员;1668年3月被任命为主修课研究员;同年被授予硕士头衔;1669年成为数学教授,时年27岁;同年,巴罗教授为了让牛顿晋升而辞去自己的职务,牛顿担任了卢卡斯讲座教授这一崇高的职位。

自1661年牛顿进入大学起,至1696年离开大学止,他一直生活在剑桥大学,在这漫长的35年中,牛顿写下了许多名著。1687年出版的《自然哲学的数学原理》,开创了自然科学发展史的新时期。牛顿工作勤奋,很少在半夜两三点钟以前睡觉,并且35年如一日。他的助手汉弗莱在回忆牛顿时说:“在他看来,如果时间不用在学问上,那简直是犯罪。”他整天钻在研究室里,很少出来。牛顿沉默寡言,终生没有结婚。

同类推荐
  • 百科知识-科普新课堂:发明之旅

    百科知识-科普新课堂:发明之旅

    本书介绍了世界上早期的一些对人生产生活影响较大的重大发明以及一些科学家为人类进步、社会发展作出卓越贡献的过程。
  • 最新21世纪生活百科手册·实用节日手册

    最新21世纪生活百科手册·实用节日手册

    我历史悠久,是世界最古老的文明发祥地之一。中国文明的博大精深育化出丰富多采的民族节日。这些节日主题不同,特色各异。
  • 巡视进步与毁灭的发明(科普知识大博览)

    巡视进步与毁灭的发明(科普知识大博览)

    要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对你在这个世界上所见到的事物都问个“为什么”!科学的发展往往就始于那么一点点小小的好奇心。本丛书带你进行一次穿越时空的旅行,通过这次旅行,你将了解这些伟大的发明、发现的诞生过程,以及这些辉煌成果背后科学家刻苦钻研的惊心时刻。
  • 发现水世界:水族万象

    发现水世界:水族万象

    视觉天下探索发现丛书编委会编著的《水族万象》是一本深入探解水族动物世界的百科全书,它们的聪明才智,它们的憨态可掬,它们的楚楚动人,它们的威风凛凛……它们巧妙的捕食方式,它们深居简出的生存之法,它们感人至深的“夫妻”生活……无一不是吸引你的制胜法宝,它们在这个危机四伏的大自然界里所展示的一切适者生存、弱肉强食的生存法则都将在这里真实上演。本书盖了大部分学科领域,既突出趣味性,又兼顾知识的系统性和全面性,把复杂的科学知识用简明、通俗的语言加以描述或说明,深入浅出,配有大量和正文匹配的图片或示意图,让版面更活泼、阅读更有趣、学习更轻松,启发广大读者更好的认识,关爱大自然里的每一个宝贵生命。
  • 你一定想知道,航空航天卷

    你一定想知道,航空航天卷

    阅读科学知识对提高学习兴趣优化知识结构会产生积极而有益的作用,没有兴趣的强制性学习只会扼杀活泼的天性,抑制智力的发展。因此必须在保护学习热情的基础上,扩大青少年学生的知识面,以便充分调动起他们探索求知的勇气和信心。
热门推荐
  • 上古世纪之战神归来

    上古世纪之战神归来

    究竟谁是黑暗,谁是光明,唯有胜者才有话语权,领霸天下,谁与争锋。
  • 三生莲界

    三生莲界

    上古年间,世上曾有神明天地也曾有着无数的文明和秩序突然有那么一天,天上有无尽的星辰陨落,诸神战死,他们的主神也不知下落,从此天道残缺,因果不全无数生灵沦为所谓强者满足自己变态欲望和嗜好的玩具直至一日,一个名叫武流炎的孩子降生在一颗六等不知名行星上的翰国他渐渐恢复记忆,回想起无尽岁月以前的事,他发誓为自己报仇,也为因自己的弱小而消逝之人报仇,挑战所谓的创世真神
  • 天地鼎炉

    天地鼎炉

    天下万物,皆生于一。无何能生一,遂成千古之谜。李道中身为两大古神转世,性本厌倦修仙一道,却无奈被卷入无穷恩怨。真相永远半遮半掩,经年游荡,不为回溯本原存在,只为证实自身真实。
  • 逆天杀手妃:王妃不好惹

    逆天杀手妃:王妃不好惹

    她,是当代第一杀手,出手果断狠毒,美貌无人能敌。但是因为出门没看黄历,执行任务时掉进了一个坑里,竟乌龙的穿越了。你妹,别人穿越都是风华绝代的美女,她丑陋无比,都是隐士高手,她玄气全无。偏偏还有一个视她如粪土的未婚夫…………当她变成她,集斗气师,练药师,召唤师于一身,昔日杀手女王强势回归!他,冷酷无情,杀人果断残忍,偏偏拥有一张人神共愤的脸。但是面对她时,“娘子,我们洞房吧……”某人汗颜了。今后,两人携手共进,称霸江湖,谁与争锋!
  • 黑道校草的黑道校花

    黑道校草的黑道校花

    小时候他(她)们在一起玩的非常要好,互相许下承诺:永远不会忘记对方。他答应会回来找她的。但是一场车祸夺走了他的家人的生命而他意外地活了下来被亲戚收养却失去了8岁前的记忆。而她还在原地等他。无奈爸妈要把她接去国外。10年后她回来了,两人相遇却不认识对方。群号:147259667
  • 影帝之路

    影帝之路

    新书已发,敬请移步《娱乐盛世》~那是全民娱乐的时代,综艺如日中天,偶像剧混沌初开,乐坛最后的辉煌时刻,名符其实的娱乐盛世。作为大小s的同学,杜翰文如何开启属于自己的时代。宝岛七仙女,黑白配,f4,我猜,超级星期天,四小天后。在这个盛世时代绽放他们的星光。同杜翰文一起,一同来见证创造奇迹的盛世娱乐。
  • 祝酒词:最打动人心的酒桌礼仪和说话技巧

    祝酒词:最打动人心的酒桌礼仪和说话技巧

    《祝酒词:最打动人心的酒桌礼仪和说话技巧》精心打造了中国式宴请的酒桌礼仪与说话技巧,既阐释了宴会的礼仪和接待技巧,又介绍了酒桌禁忌、应急手段以及东西方的酒文化,中国南北地区的敬酒差异,以及少数民族独特的酒文化。同时精选出各种场合的祝酒词,题材丰富,实用性强。
  • 综漫之平行的世界

    综漫之平行的世界

    英灵卫宫,在第五次圣杯战争后,恢复了其守护者的身份,继续为拯救世界末日而奔波。最后,本作中的英灵卫宫,为UBW线中的卫宫,而非HF线或Saber线,所以有些事情他并没有经历,请大家不要误会。祝大家阅读愉快。(本故事及人物纯属虚构,如有雷同,纯属巧合,切勿模仿。)
  • 精彩的旅程

    精彩的旅程

    同样是几个村民械斗为什么有的,形成灿烂的战国文化、幕府时代有的,只是械斗差别在哪?
  • 冷血小姐的复仇计划

    冷血小姐的复仇计划

    她,原是活泼可爱的夏家千金,但她的母亲却因一场“突如其来”的车祸而离开了这个世界,在她恍惚之际,她的父亲夏政却带了一个女人和一个女孩回来,原来,那场车祸不是意外,而是她们一手策划好的,夏伊沫愤怒,也从而,她开始变成一个冷血无情的“女王”,继而,她遇到了同样冷血的他,还有一些可爱调皮的姐妹,他们之间的故事,似乎才刚刚开始。。。