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牛顿取得科研成果的同时，各种各样的干扰和烦恼也开始伴随着他，折磨着他。 胡克是剑桥大学一位卓有成就的教授，他比牛顿只年长7 岁，但是他涉猎的领域非常广泛，在许多方面都取得了成就。弹性定律，又叫作胡克定律，就是他在剑桥大学时发现的，“在一定外力条件下，物体的弹性形变和外 力成正比”。胡克还发明了毛发湿度计、钟表的摆轮，改进了显微镜，研究过化石，发现了动物和植物的细胞，测定了冰的溶点和水的沸点……他对光学和力学，也 作过大量的研究，提出了许多有价值的见解。早在1663年，胡克28岁的时候，他就成为英国皇家学会的会员，那时候，牛顿才开始读大学二年级。 有许多传记作家说，胡克对牛顿这位后起之秀不服气，怀着深深的嫉妒，这个说法大概是符合事实的。几百年来在许多书里有各种记载，很多描写。胡克和牛顿两个人在很长时间里关系很不好，这也是人所共知的事情。 1671年，牛顿的反射式望远镜轰动了英国以后，胡克说：“这种反射式望远镜有什么奇怪？我早在1664年就做过一个了，虽说只有一英寸长（等于 2.54厘米），小得可以挂在我的表链上作装饰品，但是效果好极了，比40英尺长（约等于12米）的折射式望远镜看得还清楚呢！” 听 了他的话，好多人大吃一惊，如果真是这样，这种望远镜的发明人就应该是胡克教授了！于是有人连忙问他这架望远镜在哪儿放着。胡克显得漫不经心地说：“我忙 着科学研究和许许多多的事务，实在顾不上改进和宣传自己的望远镜。现在早就找不到了。”看着听众失望的样子，他又补充说：“是不是伦敦磨镜片的工匠知道了 我的秘密，又……”这岂不是在暗示有人剽窃了他的发明？ 因为胡克根本拿不出他所说的望远镜，最终，他的这些话没有引起人们的重视。从来，天文学家一致把反射望远镜叫做牛顿式望远镜，而不是叫做胡克式望远镜。 1672年2月8日，牛顿在皇家学会宣读了自己的第一篇关于光学的论文《关于光和颜色的理论》。在这篇论文里，牛顿系统地总结了光的色散，指出不同色光具有不同的折射率，并提出了光的微粒说。牛顿认为，光是一种物质，由光粒子组成。 绝大多数学会会员称赞牛顿的工作。胡克又马上提出了不同的意见，他说，他自己的粒子震动说才能更好地解释光的现象。胡克坚持己见，说光只分红光和蓝光， 其他色光都是红光和蓝光的复合，他认为牛顿的结论不一定是实验的必然结果。胡克甚至还说，牛顿在光学上的一些观念是他首创的。有一次，胡克傲慢地说，牛顿 还很年轻，应该致力于去制造望远镜，光学理论的研究应该让年纪大的人去作。 牛顿一开始很客气地答复胡克。后来，面对胡克一次又一次不 公正的指责，牛顿被激怒了，他在一次答辩中说：“胡克先生指责我，要我放弃用折射的道理来改进望远镜的思想，但是，他更应该懂得，一个人不能由另一个人来 指定他研究和学习的方向。特别是在他自己还不了解的领域里。” 牛顿主张光的微粒说，而牛顿大约同时代的物理学家惠更斯主张光的波动 说，他们两个人也进行了长久的争论，确实，每种学说都可以解释光的一些现象而不容易解释另一些现象。例如用微粒说很容易解释光的直线传播，却不容易解释光 的干涉，用波动说很容易解释光的干涉，却又不容易说清楚光的直线传播。哪种学说正确呢？这个问题从牛顿开始，一直争论了200多年，两种学派都有不少人拥 护，学者们各执一词，争论得非常激烈。 一直到1905年，伟大的物理学家爱因斯坦才把这个问题研究清楚，爱因斯坦把光的微粒说与波动 说统一起来。他指出：对于时间的平均值来说，光表现为波动，而对于瞬时值，光表现为粒子。爱因斯坦揭示了微观世界中波动性和粒子性的统一，即波粒二象性。 大量的科学实验证明了爱因斯坦的理论是正确的。 谁没有见过雨后天晴时天边出现的彩虹呢？古今中外，多少诗人用最美丽的诗句歌颂过它，但是，几千年来谁也说不清彩虹究竟是什么？ 牛顿在世界上第一个用光的色散的理论科学地解释了空中彩虹的成因，并准确地计算出彩虹的宽度大约是2°15′。 牛顿还发现了光线会“拐弯”，从而对光的衍射现象作了初步的探讨。 有一次牛顿把一个凸透镜的凸起部分和一块平板玻璃叠放在一起，他发现凸透镜上面出现了明暗相间的环形条纹。牛顿对这个现象作了理论分析与具体计算，从而第一次测出了光的波长。这个现象至今还被称做“牛顿环”现象。 牛顿科学地解释了光和色的理论，他用一个极为直观而通俗的实验——把不同颜色的粉末混合在一起，形成了新的颜色，说明了颜色的形成，又用不同的色光混合 在一起，形成了不同的色光。这就打破了多年来人们对光与色的胡涂认识，包括古代的亚里士多德和牛顿的教师巴罗教授的错误观念。例如：红色加蓝色是紫色，红 光加蓝光是什么光呢？绝不是紫光，告诉你吧，是洋红！红色加绿色是黑色，红光加绿光是什么呢？你猜得着吗？是黄光！不信，你亲自试一试。 牛顿接到了一封信，写信的人是比利时人卢卡斯，信里对牛顿用三棱镜做光的色散的实验结果表示不同的意见。卢卡斯说，他多次做了三棱镜实验，确实发现了光 的色散，也确实发现射出的光斑比射入的光斑宽，但是他反复测量，是宽了3倍半，而牛顿的论文却说宽5倍。卢卡斯希望牛顿回信，答复这个问题。 看了这封信，牛顿感到迷惑不解，就是有误差，也不会这么大呀？他看着阴云密布的天空，盼着天快点晴朗，好重做一次实验。“但是，我不会测量错误啊！”牛顿自言自语，他从来是非常认真的。 好容易盼来了晴天，牛顿马上重做实验，5倍，没错！ 牛顿的学生们纷纷做实验，每个人的测量结果都和牛顿一样。 一封信迅速寄往比利时，这次轮到卢卡斯惊奇了。他架好了三棱镜，当着朋友的面，用尺子认真测量，结果还是三倍半！再做一遍，也是三倍半。他的朋友回家去做，仍然是三倍半。于是，一封信又寄回英国。 许多人参加了这场争辩，许多人都在重复这个实验。怪得很，凡是英国人做这个实验，都得出牛顿的结论，凡是比利时人做试验，都得出卢卡斯的结论。莫非光线也分国籍吗？这简直成了一场爱国立场的辩论了。信件来来往往，争论不可开交。 过了很久以后，才有人想到一个谁都没有注意的问题：是的，大家都在用三棱镜做实验，尽管看起来做实验的三棱镜的形状都是一模一样的，但是，三棱镜真的一 样吗？要知道三棱镜是玻璃制造的，英国的玻璃和比利时的玻璃也一样吗？进行研究和测定以后才知道，两个国家的玻璃，原料配方不同，玻璃的折射率也不相同。 英国玻璃的折射率大，比利时的玻璃折射率小，做起实验来结果自然就不一样了。于是，这个问题得到了大家都满意的解答：大家都正确。 有 一位法国教士格纳迪斯·派迪斯对牛顿的光学理论进行了批评。经过几次信件来往，派迪斯先生向牛顿道歉，承认自己过去对一些问题理解错了。牛顿很有风度地给 他回信说：“我认为探讨问题最可靠的、最好的方法是……首先对事物的特性进行认真的研究，用实验来证实这些特性，然后逐渐阐明它。” 而一个叫林纳斯的人就无礼得多了，他根本没有做实验，就武断地说，牛顿通过三棱镜分解的不是白光，而是通过自云的光线，牛顿的实验不是在晴天做的。牛顿连续给他写了四封信向他进行解释，甚至画了实验的图形，林纳斯的一个学生竟然说他对牛顿是不是稳重、好学表示怀疑。 对于这种争论，使牛顿极其烦恼。他在一封信中诉苦说：“我期望从卷入这场讨厌的无意义的争论中退出来。”他说：“我因我的光学学说的发表所引起的讨论而受到这样大的困扰，结果离开像我的平静这样的幸福，而去追求一个幽灵，我责备我自己太轻率了！” 牛顿不愿意再卷入这样的争论，有一次，他气愤地说：“我已经浪费了这么多的时间在给愚蠢的人写信和无尽无休的争论上面！”当他平静下来以后，他给皇家学 会的秘书奥登伯格写信：“我打算不再关心哲学事物，所以我希望您如果发现我不再做这种事情的时候不要埋怨我。或者，我宁愿您对于我的决定能给予照顾，在方 便的情况下，尽您的能力，阻止会与我有关的反驳的、其他的哲学信件。” 牛顿宁愿把全部精力用于对未知世界的探索。他沉默了很长时间， 不再主动发表论文和著作。他关于微积分的研究，关于万有引力的研究，一直没有拿出来交流和公布。他的性格更加内向，更加谨慎。有人说，他简直有些胆小怕 事，其实，他是不愿意卷入是是非非的争执。在科学研究当中，牛顿更加不愿意进行假设，他坚持以实验为依据，以数学进行证明，求得准确的数据。牛顿治学更加 谨慎严密。 牛顿连续沉默了七八年。他埋头进行化学实验，进行炼金术的研究，他少年时代在克拉克先生的药店里，对化学就产生了浓厚的兴趣。如今，他可以认真做各种实验了。 同时，牛顿也用相当的精力研究神学，研究上帝与物质的关系，与时间、空间的关系。对于《圣经》中的《新约全书》的最后一篇《启示录》作了大量的研究，同时，开始研究基督教会的历史，写下了大量的笔记。 “你工作太努力了。”牛顿的朋友威金斯提醒他，“你才30岁，头发已经灰白了。” “哦，并不是科学研究使它们变得灰白。”牛顿漫不经心地说，“是我经常用水银做实验。如果你也用水银做实验，你的头发很快也会像水银一样变成灰白的颜色。” (责任编辑：中国历史网) |