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        你所不知道的牛頓

        2012-04-29 00:00:00王銘崇

        如果你認(rèn)為牛頓只是個(gè)研究蘋果和重力的家伙,那你就錯(cuò)了。

        威斯敏斯特教堂墓碑上的拉丁文題詞——“很慶幸,曾經(jīng)有如此偉大的一個(gè)人存在”是否給了你些許暗示?

        牛頓出生于沒有受過教育的農(nóng)民家庭,最終成為了一個(gè)博學(xué)的人,但他創(chuàng)造的奇跡,遠(yuǎn)不止是發(fā)現(xiàn)了萬有引力。

        他無窮的好奇心讓他探索各種問題,也成就了他許多不為人知的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和一些傳奇理念。

        牛頓對知識(shí)的渴求使他有眾多的科學(xué)發(fā)現(xiàn),但是也使他至少走了一次彎路:追尋能夠用于傳奇煉金術(shù)的點(diǎn)金石。

        書上對點(diǎn)金石的描述代代相傳,但它本質(zhì)上是一個(gè)人造石頭或能實(shí)現(xiàn)萬能變化的煉金藥。這種石頭可以點(diǎn)石成金,治療疾病,甚至把一頭傻頭傻腦的牛變成一大群蜜蜂。

        為什么一個(gè)偉大的科學(xué)家偶像會(huì)涉及煉金術(shù)?這是牛頓對煉金研究的秘密。

        17世紀(jì)才發(fā)生蒸汽科學(xué)革命,而煉金術(shù)文獻(xiàn)也涉獵很真實(shí)的化學(xué)。但無論如何,牛頓對煉金研究做的長達(dá)30年的實(shí)驗(yàn)筆記,揭示了他的目光已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了化學(xué)反應(yīng)或者人們對點(diǎn)石成金的期望。

        當(dāng)他的思維受阻,想象不出空間大炮以及計(jì)算宇宙如何聚合一起的時(shí)候,牛頓就把他相當(dāng)豐富的智慧應(yīng)用在其他問題上,比如如何阻止貓抓門。

        在劍橋大學(xué)時(shí),牛頓的實(shí)驗(yàn)不斷被貓抓撓辦公室門的聲音打斷,一次還好,無休止的打擾讓牛頓有些憤怒了,于是他特意找來木匠在他的門上鋸了兩個(gè)洞:一個(gè)大洞給貓媽媽,一個(gè)小洞則給她的孩子們。

        由于小貓們都是跟著他們的母親通過大洞,所以小洞從未被使用過。

        大小貓洞最后到底怎么樣了?雖然對此沒有明確的說法,但是牛頓可能無意中發(fā)明了一個(gè)世界上最受歡迎的貓附屬品。

        你家的貓,是不是現(xiàn)在還需要每天鉆過小小的洞出門或者回家呢?

        氣候?yàn)?zāi)難、食品危機(jī)、恐怖的核泄漏……這些讓我們的生活時(shí)時(shí)充滿了恐懼,所以,我們一直在擔(dān)心世界末日的到來。世界真有末日嗎?

        18世紀(jì)時(shí),謠言散布者制造了《圣經(jīng)》預(yù)言的世界末日的謠言,可牛頓不是那種受不住驚嚇的人。他抱著讓謠言散布者閉嘴的動(dòng)機(jī)深入學(xué)習(xí)了《圣經(jīng)》,并對事實(shí)進(jìn)行了核對,同時(shí)預(yù)測到了世界末日。

        他說,世界末日會(huì)在2060年以后,也許更晚,但絕對不會(huì)更早?!盎镉?jì)們,向前走,沒什么好怕的”,那時(shí)候,他是這么告訴他那些18世紀(jì)的同伴們的,現(xiàn)在對我們也同樣有激勵(lì)作用。

        17世紀(jì)晚期,英國的金融系統(tǒng)處于全面的危機(jī)中,貨幣完全由銀幣構(gòu)成。

        因?yàn)楫?dāng)時(shí)銀的價(jià)值比銀幣更高,所以人們?nèi)刍矌呕驈倪吘墶凹粝隆便y賣給法國。

        牛頓被委以重任,1696年成為英國皇家造幣廠的主要管理人。從那時(shí)起,他和偽幣制造者展開了無硝煙的戰(zhàn)爭。

        為了消除犯罪,他召回英國所有熔化了的硬幣并進(jìn)行了一個(gè)高質(zhì)量的、難以偽造的設(shè)計(jì),讓整個(gè)國家整整一年沒有貨幣。

        這是一次大膽的行動(dòng)。牛頓每天工作多達(dá)18個(gè)小時(shí),最終,皇家鑄幣廠改造成了優(yōu)質(zhì)、高效的工廠,制造出了高防偽的貨幣。

        如果你喝了半杯咖啡,等做完手中的工作時(shí),發(fā)現(xiàn)剩余的半杯咖啡已經(jīng)涼了,那么在此期間,你見證了咖啡的冷卻。

        對于這些,我們都會(huì)覺得很平常,然而牛頓對冷卻這一物理現(xiàn)象很感興趣。因此,在18世紀(jì)后期,他進(jìn)行了熾熱鐵球的實(shí)驗(yàn),注意到當(dāng)鐵球和周圍的空氣的溫度之差低于50華氏度時(shí),熱損失比率同溫差是成正比的,這就是所謂的牛頓冷卻定律。

        在1817年,法國化學(xué)家皮埃爾·杜隆和物理學(xué)家亞歷克西斯·佩蒂特調(diào)整了這個(gè)定律,但是牛頓研究的冷卻的基本原理已成為核反應(yīng)堆安全和太空探險(xiǎn)等的基礎(chǔ)。

        1704年,牛頓寫了一本關(guān)于光的折射的書,這本名為《光學(xué)》的著作改變了我們對光和顏色的認(rèn)知。

        當(dāng)代科學(xué)家知道當(dāng)光在雨滴中發(fā)生折射和反射時(shí)可以形成彩虹,但他們不知道為什么彩虹是五彩繽紛的。當(dāng)牛頓在劍橋第一次開始研究時(shí),人們都普遍認(rèn)為是水以某種方式把太陽光染成了不同的顏色。

        牛頓用一盞燈和一個(gè)三棱鏡制作出了美麗的彩虹——他通過三棱鏡把白色光分離成彩虹的顏色,之后,他把光線反射到另一個(gè)棱鏡上,彩虹又恢復(fù)成了白色光。由此,他證明了顏色是光本身的一個(gè)特性。

        牛頓出生在一個(gè)只有簡陋望遠(yuǎn)鏡的時(shí)代,最好的模型只是用一組玻璃鏡片來放大圖像。

        通過顏色實(shí)驗(yàn),牛頓知道通過不同的角度,透鏡能折射出不同的顏色,為觀賞者創(chuàng)造一個(gè)模糊的影像。為了進(jìn)一步改善,牛頓提出了利用反射鏡而不是折射透鏡,該方法不僅能產(chǎn)生一個(gè)更清晰的圖像,也能使望遠(yuǎn)鏡體積變得更小。

        雖然一位蘇格蘭數(shù)學(xué)家首先提出了反射望遠(yuǎn)鏡的想法,但實(shí)際上,牛頓才是制造者。直到今天,幾乎所有的天文臺(tái)都在使用牛頓設(shè)計(jì)的反射式望遠(yuǎn)鏡的升級版。

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