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艾萨克·牛顿:发展光学



    艾萨克·牛顿:发展光学

    实验结果:进一步了解了色彩与光的性质

    时间:1665~1666年

    在成为那个举世闻名的艾萨克·牛顿(杰出的科学家,运动定律、微积分和万有引力定律的发明者)之前,平凡的牛顿曾有过一段十分空闲、无所事事的时光。当时他本在剑桥大学就读,但为了躲避在他的大学城剑桥爆发的毁灭性瘟疫,牛顿躲在英国乡下他儿时的家中。他在当地的一个集市上买到一个棱镜,用剑桥克莱尔学院研究员帕特里夏·法拉的话来说,那是“孩子们的玩具”。

    阳光穿过棱镜后,射出来的光会形成一道彩虹、或者说一道光谱。在牛顿的时代,主流思想认为,光通过的媒介是什么颜色,光就会呈现什么颜色,就像阳光穿过彩色玻璃一样。但牛顿本人并不信服这个说法。于是他开展了一系列棱镜实验,结果证明,颜色是光本身固有的属性。这一革命性的观点开创了“光学”的新领域,奠定了现代科学技术的基础。

    牛顿巧妙地设计了一项精巧的实验:他在窗板王开一个洞,让一束阳光通过两个棱镜。光透过第一块棱镜后,被分解成了不同的颜色。牛顿特意挡住其中的一部分颜色,不让它们到达第二块棱镜。他通过这一方法发现,不同的颜色通过棱镜折射或弯曲的方式是不同的。然后,他从被第一块棱镜分解的光线中挑出一种颜色,让这种颜色单独通过第三个棱镜;而这束光从第二块棱镜射出后,颜色并没有发生变化,证明棱镜对光线的颜色没有影响,介质本身对光线颜色不会产生影响。相反,颜色应当是光线本身具有的某种性质。

    由于牛顿的实验是特别设置、在家完成的,加上他在1672年发表的一篇开创性的论文中的描述不够完整、详尽,他同时代的其他人最初很难复制出他的实验结果。法拉说:“这是一个在技术上非常困难的实验。但一旦你亲眼看过了,就会觉得非常有说服力。”

    在成名的过程中,牛顿确实表现出了实验的天赋,偶尔还会深入研究“自我主体”。有一次,他盯着太阳看得太久,眼睛都快瞎了。还有一次,他在眼皮下插了一根又长又粗的针,压在眼球的后部,以判断它对视力的影响。尽管牛顿在他的职业生涯中有很多失误——对神秘学的涉猎,对圣经命理学的涉猎——但他的巨大成就保证了他长久的名望。

摘自《奥秘》2020.3

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