想不到,大科学家牛顿和胡克的“万有引力”之争!

栏目:娱乐资讯  时间:2020-02-29
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  艾萨克·牛顿(Isaac Newton,1643年1月4日—1727年3月31日)是一位伟大的科学家,被誉为“物理学之父”,。他的从苹果坠地而发现万有引力的故事,专心于研究而错煮手表的故事家喻户晓。他是经典力学基础的牛顿运动三定律的建立者。他发现的万有引力定律,奠定现代天文学基础。他还阐明了动量和角动量守恒原理,发明了反射式望远镜,提出了颜色理论,创立了微积分学,证明了广义二项式定理等等。几乎他的每一项成果都令人惊叹。但是后来对他的研究发现他鲜为人知的另一面。

  他和德国哲学家、数学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨关于微积分首创权的争议成为科学史的一段著名公案。他借助英国皇家学会会长身份对独立创立了微积分的莱布尼茨百般打压,认定莱布尼兹是微积分的抄袭者,拒绝使用更为合理的莱布尼兹的微积分符号,使整个18世纪英国在数学发展上大大落后于欧洲大陆。他还压制、阻挠天文学家弗拉姆斯蒂德等人的研究并且剽窃他们的成果。甚至那个他在23岁时因为看到苹果落地而发现万有引力的故事也遭到研究者质疑,认为万有引力不是牛顿一个人的独立发现,而是历史上若干人研究的积累的结果。这里就说说这其中一个对他发现万有引力做出贡献的科学家胡克。

  虽然我们不熟悉胡克(Robert Hooke, 1635年7月18日-1703年3月3日)这个名字,但我们都熟悉初中物理学到的弹性定律胡克定律。除了弹性定律之外,胡克在多个领域都有重要贡献:首次用自己制作的复合显微镜观察软木切片发现了细胞,首次观察到火星和木星的自转,发现双星,首次测量恒星的视差,发明了轮形气压计、液体比重计、风速计里程计、车辆的传动装置中使用的万向节、钟表游丝、后来用于相机的可变光圈,并且还是有名的建筑设计师,著名的格林尼治天文台他是其中设计师之一。因为他兴趣广泛、贡献重大而被某些科学史家称为“伦敦的莱奥纳多(达芬奇)”。但是在胡克死后200多年间,他几乎被人遗忘,直到20世纪他做为大科学家的地位才被确认。其主要原因是因为他得罪了牛顿。

  早在1662年,胡克已成为英国新成立不久的皇家学会的第一任实验主任,次年成为学会会员。1669年,牛顿成为剑桥大学教授,开始讲授他的光学研究。1672年年初,牛顿被选为皇家学会会员,作为见面礼,他给学会寄去一篇证明白光是不同颜色光的混合的论文,提出光是由粒子组成的,遭到了认为光是一种波的胡克的猛烈抨击。

  1675年牛顿发表的另一篇光学论文招来了胡克更猛烈的批评。胡克认为牛顿论文中的大部分内容是从他在1665年发表的《显微图谱》一书中搬来的,只是做了某些发挥。牛顿在1676年2月5日致胡克的信中,写道:“笛卡儿(的光学研究)迈出了很好的一步。你在一些方面又增添了许多,特别是对薄板颜色进行了哲学考虑。如果我看得更远一点的话,是因为我站在巨人的肩膀上。”后面这句耇的牛顿名言,常被认为是牛顿的谦虚,被许多人当成座右铭,其实牛顿对身材不高、驼背严重的胡克说出“巨人”这番话,确是别有“深意”。

  德国天文学家开普勒、法国天文学家布里阿德和英国的罗伯特胡克、克里斯托夫雷恩、埃德蒙·哈雷在引力问题的研究上都做出了重要贡献。

  早在1661年,罗伯特胡克罗伯特胡克就已觉察到引力和地球上物体的重力有同样的本质。胡克早在1674年曾经发表过一篇有关引力的论文,提出三条假设:所有天体彼此之间都存在引力;如果没有引力的作用,天体将在惯性作用下做直线运动;物体之间距离越近,则引力越强。这几乎是在定性描述万有引力定律。1679年,胡克写信代表王家学会向牛顿约稿时,进一步提到引力的大小与距离的平方成反比。

  我们从后人清理牛顿同胡克的通信中看出,直至1679年,牛顿在天体运动的问题上,还不得要领的。对于万有引力问题,剩下的唯一问题就是在与距离平方成反比的万有引力作用下天体按椭圆轨道运行的严格证明,胡克写信向牛顿提出了这个问题。直到1686年,牛顿才解决这个问,并且在哈雷的催促下写出了著名的《自然哲学的数学原理》。胡克看到这本书稿后,向牛顿提出把自己在这一方面的研究成果提一下,遭到了牛顿的断然拒绝。牛顿向负责出版这本书的哈雷写信说他不想给胡克任何荣誉,而且称在许多年前他就已经揭示了平方反比定律。

  《自然哲学的数学原理》的出版给牛顿带来了巨大的声誉,更让胡克觉得自己的贡献没有得到应有的承认。1690年2月在皇家学会的一次演讲中讽刺说:“牛顿帮了我大忙,我本人多年前首先发现并向学会展示的引力性质被他当成自己的发明印刷出版。”他后来写的未出版的备忘录又叙述他与牛顿的争执“真相”,但他的抱怨无人理睬。这个事件让他的余生充满了阴影,让他变得越来越抑郁、多疑和忌妒。

  1703年,胡克逝世。几个月后,牛顿当选皇家学会会长。在1710年,皇家学会搬家后,胡克的许多收藏和仪器都丢失了。同时丢失的还有胡克的画像,也是他唯一的一幅,它的丢失意味着后人再也无法知道胡克究竟长什么样。有人怀疑是牛顿利用职权从中作梗,故意将胡克画像销毁。到现在人们不知道胡克的画像是真是假。可叹!谁会想到在科学研究领域还有这么多的争斗?

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