数理化通俗演义-第22章
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:“牛顿由于进行光的分解,而创立了科学的光学。”
说到颜色,各位读者,容我这里插上一笔。这个问题在当时,从十七至十九世纪的一、二百年间实在是一个难题,也是一个热门题。比牛顿晚一些的还有一位大名鼎鼎的人物-德国诗人歌德,他以诗人的气质,到处靠眼睛去观察各种颜色。冬季爬上阴森寒冷的山顶,看落日熔金,积雪变红;黄昏走进小铁铺,看铁匠的大锤下金黄的火星炸开和渐渐里拢来的夜幕。他像一个猎人到处猎取各种颜色奇观,分析各种颜色现象。甚至见了脸白唇红的少女也要盯住研究一番,使人奇怪这个快60岁的老头儿是否正常。在他的《色彩学》里就有这样一节记载:
有一天,我走进一个小旅馆的房间里,一个美艳的少女向我走来。她的脸色洁白而有光泽,头发乌黑,身上穿一件绯红色的紧身衣裙。当她在距我稍远的地段站定时,我在微暗的黄昏光线下对她注视了一会。她离开时,我在对面的白色墙上,看到一个被发亮的光晕包围着的黑色脸庞。那件裹着极其苗条体型的衣裙,竟是美丽的海水绿色。
歌德的研究进入另一个领域,他已经提出了视觉生理上的补色问题。我们看的实物突然从红的波段过渡到白的混合波段时,视神经系统不能一下适应,曾在中间绿波段上停一会儿。这正符合牛顿的光谱学说。但可惜牛顿的弟子们极力嘲笑歌德老头儿的非实验室研究。所以后人都同情这位诗人在科学上费力不讨好的遭遇。
这段插曲说过,还说牛顿向皇家学会送上的那封信后。皇家学会立即成立了一个专门评议委员会来评议这个新理论的价值。真是冤家路窄;这个委员会主席,又是在学术上与牛顿不和的胡克。虹的现象,颜色现象,就算牛顿说清楚了,但光本身,不管红光还是绿光,本质又是甚么?牛顿也有他的看法,说光就是一些高速运动的粒子,它能按直线前进,碰到物体过不去,就投下了影子;镜子能反射光,是因为那些小粒子碰到镜面就弹了回来。但是胡克却很干脆地否定了牛顿的微粒说,而提出振动说,就是连白光中包括了其它颜色这一点胡克也不承认。他们两人的怨恨越结越大。牛顿想:你不承认我的微粒说,由你去吧,反正我是对的。他这样安慰着自己,也就不再去生这份闲气。但没过多久,一条爆炸性消息又使他大为吃惊。1678年荷兰人惠更斯又提出一个“波动说”。这个惠更斯斯实厉害,但他不像胡克那样蛮横,却以冷静的分析卡住了牛顿微粒说的咽喉:你不是说光是小粒子吗?那么两束光交叉时,那些小粒子为甚么互不干扰?而波动说却能解释:因为波是不会相互干扰的,我们常见的水面上两个波就可以交叉通过。胡克等人也觉得这下子可惜来了生力军,高兴得忘乎所以。牛顿急忙起而申辩:你们说光是波,那为甚么它不能像水波那样绕开障碍物前进呢?胡克又来驳难:你说光都是一样的粒子,为甚么不同颜色的光在同一物体中却有不同的折射角度呢?
正是:
公说公有理,婆说婆有理。 是波是粒子,难分高和低。
牛顿这人在科学发现上算是运气不错,一个接一个,个个顺利。但好事多磨,他与别人的争论也一个接一个,个个难缠。从此,物理学上便开始了一场粒子说和波动说的大争论,一争就是一个世纪。
到底结果如何,且听下面慢慢分解。
第三十回
崇上帝 巨人甘心当仆人,入歧途 半生聪明半生愚
——神是第一推动的妄说
话说牛顿由于在光学和引力方面的成就,立即使他名噪欧洲,成了科学界的一颗新星。他本想一鼓作气再完成一系列的课题,但九十年代初却出现了使他最难过的岁月。由于为《自然哲学的数学原理》的写作付出了巨大的劳动,他的身体渐渐不支,患了严重的忧郁症。他又不断因科学发明权而与人打官司;在光学问题上与胡克争吵,在天文方面与格林威治天文台长弗拉姆斯蒂德闹翻了,在微积分的发明权上更是与莱布尼茨闹得全欧洲都议论纷纷。不久他的母亲去世,更使他心痛欲绝。他长期在学校教书,工资不高,又不会管理生活。工作、学术、生活绞成一团乱麻,真使他伤透了脑筋。他早没有心思再看一页书,整天在那间杂乱的工作室里坐立不安,若有所失。这天,正当他又心神不宁时,仆人送进一封信来。他忙拆开,先看信后的落款,是财政部长查尔斯•;蒙塔吉。这人比牛顿小十九岁,也是三一学院的学生,但早就混入了官场,今天突然来信有甚么大事?只见信是这样写的:
“先生:我非常高兴,因为我终于能对我们的友谊以及国王的赏识,给你一个良好的证明。造币厂督办欧佛顿被任命为海关督办,国王已应允我任命牛顿先生为造币厂督办。这个职位对你最合适,是造币厂的主管,年俸约有五、六百英镑,而且事情不太多,不必费心照料…”
这真是瞌睡给了个枕头,牛顿立即走马上任。 1696年3月29日,他连家也搬到了伦敦。三年后他又正式升任为造币厂厂长。
伦敦这个地方是欧洲最大的都会,当然与那安静的剑桥学府又自不同。牛顿在这里整天交结宫廷权贵,参与政界、财界大事,忙忙碌碌,好不热闹。而且自从升任厂长后,他的年薪又长高到二千英磅,他现在已经一跃而为大富翁了。他住的房子富丽堂皇,而且常有贵人登门,他也再不好那样邋遢,于是便把他的侄女凯瑟琳.巴顿接来,专门给他料理家务。由于《原理》一出版即已脱销,牛顿又请了一位年轻的数学家罗杰•;科茨来做他的助手,准备二版书的出版。他在这个新地方又开始了新的工作秩序。
这天哈雷来看望牛顿。自从牛顿来到伦敦后,他们的来往就更密切了。他进门时看见牛顿斜靠在那张大圈椅里,正在向对面的科茨口授《原理》二版的序言。他见哈雷进来,欠起身子,示意请坐,又喊凯瑟琳倒茶,然后继绞说下去:
“我只是通过上帝对万物的最聪明和最巧妙的安排以及最终的原因,才对上帝有所认识。我因为他至善至美而钦佩他,因为他统治万物,我们是他的仆人而敬畏他,崇拜他……”
哈雷不愿打断他们的工作,悄悄坐到桌旁,翻看一些文稿,拿起牛顿刚起草好的一篇关于过去的科学发现备忘录:
“在1665年开始,我发现计算逼近级数的方法……,同年5月间我发现了计算切线的方法……,11月间发现了微分计算法。这一年里我还开始想到重力是件向月球的轨道的,于是我把月球保持在它轨道上的力和地球表面上的重力作了比较,发现它们近似相等。所有这些发现都是在1665-1666年的鼠疫年代里作出的,因为在那些年代里我最年轻力壮,对发明的兴趣也很浓厚。在此以后,任何时期我都更致力于数学和哲学的研究。”
哈雷看看这个备忘录,听着牛顿口授的序文,两两相比很觉得不是滋味。二十三岁时的牛顿是初生牛犊,月亮,太阳,整个宇宙都敢去探索,而现在这个七十三岁的牛顿,却将自己一生的发现又都还给了上帝,而且连他自己也已匍匐在上帝的脚下,做了一名最顺从的仆人。他又顺手翻翻桌子上的文稿都是:“关于上帝在七天中创造世界的考证”,“关于圣父、圣子、圣灵三位一体的研究”,“关于圣经史和自然史年表的一致性”……。他突然觉得自己现在像是坐在一座神学院里或是一座教堂里,牛顿口授文章的喃喃声,像一个主教在诵读圣经,又像一个教徒在祈祷,不觉打了一个寒襟。可是眼前分明是他尊敬的牛顿教授,他们一同研究彗星、出版《原理》的朋友啊。哈雷的心里不由升起一种惆怅之情。
一会儿牛顿口授完了序文便热情地招呼哈雷坐近一点,他永远不能忘记哈雷对他的帮助。哈雷犹豫了一会儿,终于怯生生地提出他刚才思考的问题:“先生,你近来主要研究些甚么?”
“研究神学。你知道,我们这个世界的完美,全靠神的摆布。我研究自然规律,越到后来,越发现一切都可以在上帝那里找到答案。他早就为我们安排好了,我的一切工作都不过是圣经里的一个小小的注解。”
“先生,你的万有引力不是把世界已经解释得很清楚了吗?众星,还有世间的物体不是都按着这些规律和谐相处吗?”
“这引力是它们维持现在的运动轨道的力,但它们一开始怎么转起来的呢?我想这第一推动力就是上帝,是上帝推了一下,这个世界才动起来。所以找现在正集中精力考证圣经上说的年代,考证上帝创造世界的时间。”
“先生,你知道,你的《原理》揭示了宇宙的奥秘,将哥白尼、伽利略、开普勒都包容了进去。现在大家都在拚命地研究这本书,可以说,你给人们打开了一个新的世界,全欧洲都在崇拜你,尊敬你,你应该再给大家多指出一些规律……”
牛顿还不等他说完,突然从圈椅上直起身子,正襟危坐,以责备的目光看着这个晚辈:“哈雷先生,怎么能这样说呢?我们的一切工作只能是更好地证明上帝创造的世界。我是上帝的仆人,我们大家都应该崇拜和尊敬上帝。”说完,用手在胸前划了个十字。哈雷赶忙下意识地正了正身子,好像牛顿对神的崇拜对比出他对神的亵渎。他感到一种无形的威严向他压来,不觉垂下眼睑,看看自己的双手。一会儿他又小心地问道:“先生这样虔诚,为甚么当初在三一学院毕业时不接受神职呢?”
“这正是出于对上帝的崇拜与敬仰。我选择自然哲学,就是要用自然哲学的思维去证明神均存在。你知道,他们那些神职人员是不能完成这个任务的。”
哈雷无话可说了。喝了一会儿茶,他知趣地起身告辞。在走廊上他叫住凯瑟琳问道:“你舅舅近来脾气怎样?”凯瑟琳手里端着盘子,将嘴凑到哈雷耳边说:“越来越固执了,谁的话也听不进去。每天来访的都是些神父、主教。”说完匆匆走了。刚才牛顿的那些话使哈雷心里沉甸甸的。他百思不得其解,这个科学巨人,他的朋友,他的师长,正当他在对自然的宣战中取得如此显赫的成果,全欧洲都在羡慕他,以他为旗手、为偶像时,而他自己怎么一下子又带着这全部的战利品,全部的荣誉去甘心投靠上帝,去作一名仆人,作一名小卒呢?这确是一场悲剧。后来恩格斯有一句名言替哈雷回答了这个问题:“哥白尼在这一时期的开始给神学写了挑战书,牛顿却以关于神的第一推动的假设,结束了这个时期。”
牛顿的晚年除了写他那有150万字的神学巨着外.就是享受非凡的荣誉。1703年11月30日,他被选为皇家学会会长,连续担任这个职务近四分之一个世纪。1705年,他被封为贵族。
1727年2月28日,牛顿以85岁高龄在伦敦刚刚主持了皇家学会的一次会议,突然胆结石症发作,一阵酸痛昏迷过去。整整一天一夜,他才睁开那双疲倦的眼睛,汗水将他两‘鬓的白发湿成一团。他看看周围,守在床边的有他的侄女凯瑟琳;有�