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既生牛顿,何生胡克

时间:2022-08-24 百科知识 版权反馈
【摘要】:胡克比牛顿年长8岁,却比牛顿早逝世20多年,在胡克去世后的20多年时光里,是牛顿在英国乃至世界科学界呼风唤雨的时期。平民出生的牛顿不但受封爵位,当上皇家学会主席,也享受了来自全世界拥趸们的顶礼膜拜。所以胡克质疑牛顿在论文中宣称关于光的微粒说的结果是科学结论的提法,胡克认为,这仅仅只能是科学假说。虽然有英国传记学家认为,这是牛顿对身材矮小的胡克的讽刺与挖苦。

在中国古典小说《三国演义》中,作者罗贯中为了充分抬高诸葛亮的智谋,不惜大力以吴国名将周瑜作陪衬,不断贬低周瑜的才能和品德,这样就有了在周瑜临死之前的哀叹:既生瑜,何生亮!虽然这只是小说中的一句感叹,但这句话的影响力大得惊人!当两位天才并世,一人在另一人的光环下被压制而无法摆脱时,我们就有“既生瑜,何生亮”之叹。

在世界科学史上,亦有“既生牛顿,何生胡克”之叹。

胡克比牛顿年长8岁,却比牛顿早逝世20多年,在胡克去世后的20多年时光里,是牛顿在英国乃至世界科学界呼风唤雨的时期。在这20年里,牛顿的声誉达到了人生的最顶峰,也是前无古人后无来者。平民出生的牛顿不但受封爵位,当上皇家学会主席,也享受了来自全世界拥趸们的顶礼膜拜。自然,牛顿对于自己的宿敌,不会放过!

苹果树下的牛顿像

牛顿与胡克之间的恩怨,由来已久。

牛顿在28岁(1671)那年,设计了一台空前“先进”的天文望远镜。说它“空前”,是因为牛顿的这架望远镜确实在当时是无与伦比的,它不但清晰度高,而且放大倍数也达到40多倍,能够清楚地观测金星,以及木星及其卫星。牛顿的这架望远镜被带到了英国皇家学会,接受了诸多赞誉。自负的牛顿觉得这一切都是再正常不过,他有能力和资本接受如此的盛誉。此次在英国皇家学会的“崭露头角”,使牛顿年纪轻轻就成为英国皇家学会的会员(相当于现在的院士)。

此时,牛顿正在研究光的本性问题。

不久,牛顿将自己的研究成果写成论文《关于光和色的新理论》,寄给了皇家学会秘书奥尔登伯格(Henry Oldenburg,1619~1677),并在皇家学会中得到宣读。牛顿的论文内容包括了“光的色散”等实验内容,得到了很多人的欢迎和赞誉,当然也引起了一些人的质疑,质疑者中就有胡克。

从科学研讨的角度来看,质疑一篇论文的研究过程和结论,都是科学研究应有的态度,何况,此时的胡克已经出版了他的成名著《显微术》,对光学很有研究,在皇家学会中也比牛顿有名,资历也较牛顿高。胡克的质疑是前辈对后辈的奖掖和鼓励,更是一种关注,只是,这种关注的方式不同罢了。

质疑的要点就是对光的本性的认识。胡克质疑的是牛顿通过自己的研究,得出了光的本性是粒子的结论,即我们现在所谓的光的微粒说。当然,胡克在质疑之前,并未忘记对牛顿的实验过程和结果给予一番由衷的恭维。只是,在关于光的本性上,牛顿认为,实验的结果表明光是一种粒子,而胡克认为,牛顿获得的只是一种假说。而且,因为当时已经有人做过光的衍射实验,胡克坚决认为光是一种“脉冲”,即我们现在所说的,光是一种波。

志得意满的艾萨克·牛顿

牛顿也是极度自负的人,他对此时的胡克还是挺尊重的,但他的自负让他坚持己见。正是他的这种一点都不服输的精神,让胡克心里很不舒服。牛顿的这种“坚决”刺激了胡克的固执,胡克开始对牛顿的论文进行有点偏激的挑剔,甚至言语间有指责的意味。因为以当时对光的本性的认识,即便牛顿做了些在当时非常了不起的实验,但这些实验不可能严谨地揭示出光的本性。所以胡克质疑牛顿在论文中宣称关于光的微粒说的结果是科学结论的提法,胡克认为,这仅仅只能是科学假说。他的观点现在看来是有道理的。关于光的本性,直到20世纪初,爱因斯坦通过光电效应实验,提出了“光子说”,说明光具有“波粒二象性”,“波动说”和“微粒说”的争论才告平息。但是,此时的胡克,死死抓住牛顿的“弱点”不放,让牛顿很没有面子。

关于光的本性,当时“波动说”和“微粒说”都有拥护者。有史学家认为,此时的牛顿可能还不太确定光的本性是波动的还是微粒的,是胡克反对光的微粒说,把牛顿从不确定的骑墙派,生生地推向了微粒说的拥护者,并终生成为微粒说坚决的支持者和旗帜人物。1704年,牛顿出版了他人生中重要的著作《光学》,明确地提出:“光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒组成的粒子流。发光物体接连不断地向四周发射高速飞行的光粒子流,这些光粒子进入人的眼睛,冲击视网膜,就引起了视觉。”历史表明,牛顿的认识并没有错,只是有些偏颇了。而正因为牛顿的影响力,人类对光本性的认识推迟了200年,特别是对光的波动说,在整个18世纪,几乎无人问津了。

牛顿确实非常愤怒,甚至可以用“恼羞成怒”来形容。因为胡克有些尖刻的质疑、反驳和指责,让已经成为皇家学会会员的牛顿甚至写信给学会秘书,声称自己受到不公正对待,威胁要退出学会。当然,牛顿并没有真的退出学会,但他在其后相当长的时间里对学会里发生的事无动于衷,表现出一副事不关己的样子。

胡克显微镜下的细胞壁

此后,胡克在私下里向人透露,牛顿论文中的一些观点剽窃了他的《显微术》。有朋友把胡克的说法写信告知牛顿后,牛顿对胡克更加不满了,他甚至在给朋友的回信中请胡克指出自己的论文“哪些来自《显微术》的”。胡克与牛顿两人刚开始的通信是通过皇家学会秘书转达的,后来,他们就绕过了皇家学会的秘书,直接开始了通信,并进行了一些问题的探讨。1676年前后,两人之间的通信还算是客气的,但也可以用“克制”来形容。那著名的“站在巨人的肩膀之上”的名言,就是牛顿当时在给胡克的回信中恭维对方的话。虽然有英国传记学家认为,这是牛顿对身材矮小的胡克的讽刺与挖苦。

1679年11月,胡克主动给牛顿去函,言词恳切,希望在研究行星运动的问题上能得到牛顿的意见。基于改善双方关系的目的,牛顿也提出了自己的看法。牛顿认为,由于地球自转,从高空落下的物体,如果忽略空气的阻力,物体落地点会稍偏向东边,而且下落路径是螺旋线。很遗憾,这回牛顿错了,后来牛顿也非常坦诚地承认了自己的错误。而胡克却非常得意,他在回信中纠正了牛顿的观点,并在英国皇家学会上公开了牛顿的观点,而且把自己的正确结论也拿出来进行对比。

两人之间的私密通信,有必要这样公开出来吗?而且是以贬低对方为目的的公开!对牛顿来说,这是胡克又一次公开地羞辱了他,在他心里又一次种下了仇恨的种子。

1686年,能代表牛顿一生最伟大的科学研究成果的著作《自然哲学的数学原理》,在牛顿的好友、后来成为著名天文学家的哈雷的资助下出版了。在这部著作中,牛顿比较详细地记录了后来被称为“万有引力定律”的哲学思想及其思维过程和结论。“万有引力定律”是牛顿对神秘自然奥秘的揭露,是牛顿最伟大的贡献。胡克发现,“引力的大小”与“距离的平方成反比”的结论是早前自己与牛顿之间通信时,向牛顿提到的,所以,他希望牛顿能在序言中“鸣谢”一下他,提高自己在这方面贡献的地位。当牛顿获知胡克的“无理要求”时,牛顿在后来再版的《自然哲学的数学原理》中,删除了绝大多数有关来自胡克的引用,也将原书中“非常尊敬的胡克先生”称呼改成了“胡克”。

我们现在看两人相互之间“攻讦”,都是由于科学研究过程中的学术观点的不同造成的,并没有私人之间的恩怨。而造成这种境况的最主要原因,还是在于两位天才“独特”“怪僻”“自负”的性格,他们的自负,达到了“谁都不服谁”的地步。

但遗憾的是,胡克在科学史上被“雪藏”了300年,这都是因为牛顿的影响力太大了!

正所谓,牛顿一怒,胡克倒霉300年。

既生牛顿,何生胡克!

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