17世纪他们对光本质的理解截然不同 而牛顿让我们对光有了全新认识
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-20
17世纪的欧洲,两个人为光的本质争执得如火如荼,他们用光和色彩当武器,天主教这边是笛卡尔,对抗他的是牛顿。教会需要证明教会说的话是很真理,认为他们的一套理论是没有人能够争辩的,教会需要一个捍卫信仰的知识分子。
笛卡尔把宇宙比拟成一个巨大机器,上帝创造的这个机器要按照一套可预测的规律运行,他相信这套想法是教会无懈可击的理论,笛卡尔说上帝是终极钟表匠。他的这点论述真正依赖的是他对光的了解,他认为可以透过机械论完全了解光线。
笛卡尔证明机械论的着力点完全集中在他认为是最佳光学仪器的眼睛上,如果他能够证明眼睛是机器,那么他的论点就足以证明他的整个理论。通过实验,笛卡尔获得了眼睛的确是机器的证据,他可以用这个证据回答当时最复杂的问题,他甚至能够解释色彩的奥秘。
在笛卡尔的机械宇宙里,光线是旋转的粒子,白色粒子旋转的快慢不同就会产生色彩。因此笛卡尔理论的关键点时白色是纯色,色彩只不过是暂时被扭曲的光。
上帝创造的井然有序有系统的机械宇宙正是罗马教廷需要的东西,可以用来重申只有天主教会真正了解宇宙运作原理的说法,不过教会的胜利很短暂。在海峡另一边的英国新教徒,对笛卡尔和罗马教廷狂妄自大宣称拥有全世界的智慧感到激愤。
而牛顿这样的人,反对笛卡尔和他的看法。牛顿从天主教会手中把光线的知识抢回来,但是他自己也承认,他对光线着魔程度已经到了快把自己逼疯的地步。牛顿在1660年初以年轻学子身份来到剑桥,他真正有创意的科学,哲学和宗教思想都是在那里形成的。光线对牛顿来说意义重大,他几乎把光视为神圣的科学。
1664年才21岁的牛顿就开始研究光和视觉。牛顿当时的名声跟现在一样是一个极端孤僻的人,他的朋友很少,充满强烈敌意,而且精力过人。他最初思考光和色彩是极端的自我省思所促成的,他好像把注意力转移到内心,转移到自己的心灵里,他会连续凝视太阳几小时,然后把自己关在黑暗的房间里,然后只凭意志力企图把太阳影像画出来。
然后它的自我实验变得更戏剧化,他想知道我们看到的影像是否因为有压力而有所不同,我们思考或是做梦时看到的影响是否不同?因此他把一根木针放在眼球和眼眶骨之间用力压。
牛顿发现那样做的时候,在眼睛焦点上方会出现一些彩色的圆圈,而这些彩色圆圈的顺序正好跟彩虹颜色的顺序相同。
牛顿对那些现象的细微末节很专心很注意,即使有伤害自己眼睛的危险,他很想知道能不能把出现在自己眼睛,自己脑海里的光学现象呈现在外部世界里,让其他人也能够看到。
牛顿认为用三棱镜,凹凸镜和镜子就可以办到,他只有一个目标,他想让全世界看到笛卡尔关于光和色彩的机械论完全是一派胡言。牛顿发现用三棱镜就能把白光变成彩色,同时牛顿在窗帘上开了一个很小的洞,让一束光照到对面的墙上,然后用三棱镜拦截太阳光束,他很仔细地调整三棱镜的位置,让阳光进入三棱镜的角度与离开的角度完全相同。
最后经过好几个星期的努力之后,牛顿终于有了突破,他做的是制造出一道人工彩虹,而他为阳光的彩色影响发明了“光谱”的定义!
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