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牛顿定律与乘地铁
chrujun 2009-8-19 21:15
利用牛顿力学定律,解决在地铁列车上不抓不靠任何东西,能够一直站立不倒的问题。 8月15号是星期六,我9点从涿州出发到北京开会。从军事博物馆出发乘地铁到天通苑北。由于是周末,乘地铁的人特别多。车厢里的吊环全被人抓住了。仅有的几根金属柱子周围挤满了人。 高个子直接用手抓住固定吊环的横杆。我左手提着行李,右肩背着电脑,伸手又够不着横杆。列车一动就差点倒地,惊出我一身冷汗。 身旁还站着几位女士,要是碰到了她们可麻烦了。 当列车平稳行驶期间,我苦苦思索能够在列车上自由站立不倒的方法。通过几次尝试和对牛顿力学定律的理解,找到了列车行驶期间稳定站立的方法。 首先,人要面对列车窗户站立。两腿分开约15度。以列车前进方向一侧的脚定义为前脚,另一只脚定义为后脚。按照同样方法定义前腿和后腿。 其次,分析列车加速和制动对人体重心的影响。当列车启动加速时,由于惯性和加速度,人体的重心会向后移动,人会失去平衡而向后倒下。当列车制动时,人会向前倒。 最后,想办法抵消加速度对人体重心的影响,保证人体处于平衡状态。 当列车启动加速时,身体向前倾斜,让前脚主要承受人体重量。当列车制动时,身体向后倾斜,让后脚主要承受人体重量。倾斜角度以前脚或后脚明显感受到自身重量为止。 这种做法相当于事先改变人体重心位置,列车加速度使人体向更好的平衡状态移动。 利用上述办法,列车平稳运行的时候可以在列车里正常走动。列车制动和启动的时候再改变人体姿势,抵消加速度的影响。 从地铁1号线西单站开始,但地铁5号线天通苑北站,我一直自由站立;有效防止了列车加速度对人体平衡的影响,安全到达了目的地。
个人分类: 生活点滴|4109 次阅读|3 个评论
牛顿直,爱因斯坦弯
zhulin 2009-8-6 21:44
说牛顿眼中世界的直:且看力的相互作用,粒子惯性运动,光的直线传播,时间的均匀流逝,空间的趋向无限; 说爱因斯坦眼中世界的弯:首先,时间空间是啥都不明确,就弄出个时空弯曲。这一弯曲不要紧,却把牛顿辛辛苦苦发现的引力给整没了。虽不知光子到底是啥,就事先弄出个光子具有波粒二象性,后来对光子概念艰苦思考50年也未领会其奥妙。 看来直和弯都是物理世界所需要的,但后来物理学理论越来越数学化了,越来越远离了实践,必然走向衰落,尤其在宇宙学领域,成了一批又一批自娱自乐家伙的游乐场,其实,光自得其乐也就罢了,可为了由此谋生和往脸上贴金,行骗的也就越来越多,骗术也越来越不加以掩饰,因为他们知道,越是弥天大谎,相信的人越多,传播的人也越多---
个人分类: 趣谈|1158 次阅读|1 个评论
影响人类文明的10位科学家--您知道几位?
qlms 2009-8-4 20:05
前记: 在地摊上以很低的价格买了一套中国档案出版社出版、李政主编的《与名人有约》系列丛书。 其中的一本是《影响人类文明的10位科学家》。选取的是世界近现代史上对人类文明的发展作出卓越贡献的科学家。 在看下文之前,请闭上眼睛想一下,如果由你来选择,你会选择谁? 正文: 1)尼古拉-哥白尼(1473-1543),伟大的波兰天文学家,日心说的创立人,近代天文学的奠基人,同时还是一位杰出的医生,社会活动家,数学家,经济学家和画家。主要著作《天体运行论》。 2)伽利略奥-伽利略(1564-1642),意大利文艺复兴后期的伟大的天文学家,物理学家,力学家和哲学家,近代实验物理的开拓者。主要著作《两个世界体系的对话》。 3)伊萨克-牛顿(1642-1727),英国物理学家,数学家和天文学家,经典物理理论体系的建立者。主要著作有《自然哲学的数学原理》和《光学》。 4)迈克尔-法拉第(1791-1867),19世纪电磁学领域最伟大的实验物理学家,世界公认的最伟大的自然哲学家之一。主要著作《电学实验研究》。 5)查尔斯-达尔文(1809-1882),英国生物学家,进化论的奠基人。其所提出的自然选择的进化学说对各种唯心的造神论提出根本性的挑战。主要著作《生物起源》。 6)路易斯-巴斯德(1822-1895),法国微生物学家,化学家,近代微生物学的奠基人。发明了接种疫苗技术,使人类的预期寿命提高了一倍。主要著作《关于乳酸发酵的记录》。 7)阿尔弗雷德-诺贝尔(1833-1896),瑞典著名化学家,硝化甘油炸药发明人,举世闻名的诺贝尔奖基金的创立者。一生致力于炸药的研究,在硝化甘油的研究方面取得重大成就。 8)托马斯-阿尔法-爱迪生(1847-1931),举世闻名的美国电学家和发明家。一生共要2000多项创造发明,为人类的文明和进步作出了重大贡献。 9)玛丽-斯克罗多夫斯卡-居里(1867-1934),法国(原籍波兰)杰出的物理学家,化学家,原子能时代的开创者之一,世界上第一个两次诺贝尔奖获得者。 10)阿尔伯特-爱因斯坦(1879-1955)。20世纪最伟大的自然科学家,物理学革命的棋手。以其相对论闻名于世。 再想一下,这10位科学家名副其实吗?有你喜欢的科学家没有被选择上吗? 补充说明: 1)从10位科学家的组成结构来看,其主要是近现代史上的科学家,古代的科学家没有入选。 2)第二个特点就是只有西方人,没有中国科学家入选。不知道这个是不是也和主要选择了近现代史上的科学家相关。 3)如果选择中国历史上10位对世界文明作出卓越贡献的科学家,你会选择谁呢? 欢迎讨论! 本文主要摘录于《影响人类文明的10位科学家》,李政主编,中国档案出版社出版,(2004年)。
个人分类: 生活的感悟|8607 次阅读|15 个评论
【图】真理掌握在小孩手中
gwailee 2009-7-18 12:13
真理掌握在小孩手中 李貴 2009-7-18 我们学了越来越多的知识,可是真理离我们越来越远了。 当我陪着我那还没满两周岁的小孩去散步时,我要彻底崩溃。我的一位老师如是说, 我带他走菜园的时候,开始哑口无言叔叔,人为什么要走路?。走到菜园的时候叔叔,树为什么就长那么高?叔叔,叶子为什么是绿色的?。我狂晕。没有一个问题可以回答上来的,这些都是科学的终极问题。 有一次,一个诺贝尔获奖获得者在清华讲座,他一上台就在黑板上写下: 1+1= ?台下一阵骚动,也没有人敢举手。台上的那个大师再三邀请也没人敢上台,大家都在胆战心惊。大师就是大师,把中国自称为最牛的学生们的气焰压下去了,于是开始忽悠:真理,中国的真理在哪里?你们都读到中国的最高学府了,怎么连一加一等于二都不知道?当然下面,又是一阵骚动。估计有的人很懊悔,怎么错过了这么好的上台表演或者献丑机会;估计有的人很吃惊,大师就是不一样;估计还有不少聪明的人都在想,谁知道,说出了结果你怎么整死我呢,万一你说不是等于二怎么办,我岂不是死的很惨! 要是这时候找一个光着屁股的三岁小孩跑到讲台上说,爷爷,我知道!一加一等于二!。我思摸这时候出丑的应该是那个自认为是大师的人他说回答正确的话,那就证明大师的智商太低了,出的问题连三岁小孩都会回答;他说回答错误的话,那大师也太愚蠢了,在小孩面前都出错。小孩都有通往爱因斯坦道路的潜质。小孩会说你说的不对,我们小朋友们都知道一加一等于二。云云。 真理掌握在小孩手中。 爷爷,我知道!一加一等于二! (图片引自: http://web.tonghuar.com/kids/2008/200807/41462.html ) 我们一出生,就对整个自然的万事万物充满好奇,这也许是自然进化的结果,一出生就充满思考人类与宇宙存在意义的欲望,就像爱因斯坦小时候充满追光的向往一样,或者牛顿小时候入神思考一样。 爱因斯坦和妹妹爱因斯坦小时候想追光。 思考得入神的小牛顿,超级可爱 当我们慢慢长大我们中的大多数人,对人与宇宙逐渐失去了兴趣。有人说,太阳的金子我取不到,我为什么去关心它。于是,愈来愈现实,只关心自身的东西。也许只有那些童心未泯的人还在快乐的询问十万个为什么,发现真理的欲望长久不衰。 真理需要一片静土。 请问你有多少时间可以静下心来?小孩的好奇心是因为有一片静土。当我参加工作的时候,发现浮躁开始侵入我的大脑,连一个小小的科学问题都半年未决。然而,当我有了静下心独自思考的空间和时间之后,真理还在向我招手,我用不了一天时间就把问题解决了。 看来,谁越能静下心来,谁就越有机会拥有真理。 当我思考真理与科学家的来源的时候,我想起了那些纨绔子弟和教徒,那些那时候有机会拥有静土的人们。你也许不惊讶今天很多人都在搞科学,都可以称为科学家。可是你有没有想过其实科学最初都是那些纨绔子弟们或者教徒把玩的东西想想博物馆长儿子达尔文、牧师孟德尔、爵士牛顿等等。尽管中国的老一辈科学家们都是有钱人家的儿子。 那时候,真理就掌握在纨绔子弟和教徒手里,因为曾经拥有一片静土。
个人分类: 水煮人生|12692 次阅读|5 个评论
牛顿
wdfzacw 2009-4-12 08:57
牛顿的圣人时代还有几何?
个人分类: 未分类|2271 次阅读|0 个评论
【水煮物理】(14):物理牛人的寂寞
热度 1 penrose 2009-4-8 23:56
(14):物理牛人的寂寞 面对寂寞,你就是寂寞。刀刀语录 牛顿是个物理牛人,恐怕这是人人认可的。只是可惜,牛顿并不姓牛,他姓了牛顿,名叫艾萨克。感谢第一个把Newton翻译成牛顿的人,让我一直有个错觉牛人这词难道从牛顿演变而来?胡扯几句,大家莫当真啊。(详见《 物理学家的译名 》) 做一个人难,做一个物理人是难上加难,做一个物理牛人那就比登蜀道还难。牛顿作为一个物理牛人,不止是高高站在巨人的肩膀上,因为巨人的脚站在了当时的科学之巅。当半山腰的那些物理学家们还在密林深处寻找登山捷径时,他就早已傲视群雄。这就是牛顿,山高人为峰,牛顿深邃的洞察力使他在总结前人的研究成果时总有发现和创造。要做到这一点,就得区别于常人,也就要走向孤独。所以,做一个物理牛人,第一要素就得享受寂寞。 站在巨人的肩膀上山高人为峰 牛顿是寂寞的,他总是一副默默无言的样子,总是全神贯注地做他的工作,忘了吃饭也是常事,想起吃饭的时候煎个鸡蛋也许会把手表一起给煎了。他喜欢一个人静静地工作,三大运动定律其实就是他在乡下躲瘟疫的时候研究出来的。那段时间的孤独和苦闷才造就了他的科学成就,还有一段无果而终的爱情他似乎对漂亮又聪明表妹产生了好感,却不知道如何表达这份感情,以至于表妹嫁做他人妇而他自己则做了一辈子的老处男。牛顿对他的朋友也是一副冷若冰霜或者脾气古怪。他也讲课,哪怕是面对空无一人的教室。寂寞的牛顿在他的50岁那年因抑郁和偏执而精神失常。他沉迷于炼金术,在他一生沉醉的《圣经》里寻找上帝存在的数学可能性证明。这就是真实的牛顿一个寂寞的物理牛人。 寂寞的物理牛人牛顿 寂寞并不是物理牛人的专利,可以说科学家都是寂寞的,或者更宽泛地说:科学本身就是孤独的。寂寞是一个人的寂寞,孤独是一群人的孤独。当伽利略哼着小曲做斜面实验或者用望远镜偷窥上帝秘密的时候,他是寂寞的,因为那个时代没有人懂加速度或者行星运动定律;当爱因斯坦偷偷在他专利局的神秘小抽屉里演算相对论的时候,他也是寂寞的,因为跛脚的米列娃夫人正在家里抱怨:他为啥就不多管管自己的孩子!当中国的一代物理大师黄昆先生逝世后科学界沉痛扼腕的时候,人们问的最多的一个问题是:黄昆是谁?寂寞当如科学家,在徜徉科学殿堂的之时,也把朋友撇在了门槛之外。 爱因斯坦也是寂寞的 你听,寂寞在唱歌,轻轻地、狠狠地,歌声是那么残忍,让人泪流成河阿桑带着寂寞走向了一个更寂寞的世界。科学带着寂寞走到了新世纪。却有许多自诩的科学家不甘寂寞,开始以科学之名追求名誉抑或金钱抑或地位,科学造就领导,也造就了富翁,还造就了明星。如果让牛顿来看他们,那么他们不是科学家,至少不是寂寞的科学家。科学的寂寞在于你领悟真理的那一刹那,你发现原来全世界居然只有你一个人知道这事!于是,你是寂寞的。科学的寂寞在于像牛顿那样,把科学就作为自己的一切,把寂寞留给自己。当你面对寂寞的时候,你就是寂寞。当你真正拥有科学之后,你便走进了寂寞之巅。科学的寂寞就是一种孤傲群雄的漠然。寂寞当如思想者,沉思自然之奥秘,而置这喧嚣尘世于不顾。 寂寞当如思想者 享受寂寞吧,亲爱的朋友!因为寂寞里,才能发现自然的真谛!
个人分类: 水煮物理|8317 次阅读|4 个评论
【水煮物理】(13) 不是定律的定律
热度 1 penrose 2009-3-30 22:28
之十三:不是定律的定律 (《自然哲学的数学原理》封面) 1687年,牛顿的《自然哲学的数学原理》发表。牛顿捂在自家被窝20年的运动三大定律以及万有引力定律才得以公之于众。关于万有引力的故事前面已经讲过,本文将说说所谓的三定律之定律。 先来复习一下高中物理: 牛顿第一运动定律: 一切物体在任何情况下,在不受外力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。 牛顿第二运动定律: 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。 牛顿第三运动定律: 两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。 (黑板上写道:静止物体总有保持原来状态的趋势) 牛顿第一运动定律又称为惯性定律,也即运动或静止的物体均具有惯性,如果不受外力作用,它的运动状态将不会改变。但实际上这条定律依赖于一个问题:即力是什么?在你不知道何谓力的情况下,你何以知道不受力的作用?实际上,牛顿第一定律是在有力的定义前提下给出的惯性的定义。惯性就是物体保持运动状态的特性,它只和物体的质量有关,这里又有一个问题:什么是物体的质量?牛顿定律并没有明确给出质量的定义,但我们可以看出在牛顿力学里质量是惯性的量度,即是惯性质量。这点是需要特别注意的,因为除了惯性质量外还有个引力质量,它们之间的关系问题将是牛顿力学和相对论力学的联系。这下好了,没有质量的定义也没有力的定义,惯性是啥?这可出大问题了!这还能叫做定律么?插一句话,惯性这个概念其实不是牛顿的发明,伽利略老同学早就在《两个世界的对话》中描述了惯性现象,牛顿只是借来用用。 牛顿不愧是牛顿,马上就想出了应对的招数,这就是牛顿第二定律。这是一条描述运动物体状态的定律,即给加速度大小给出一个定量的描述。实际上,这也不是一个定律,从某种角度来看更像是对力的定义。F=ma这个公式本身就引起人们的联想,若写成m=F/a则更像是对质量的定义。同样回到了上述两个问题:力是什么?质量是什么? (让我想一想,15米的高空,重力加速度为9.8m/s ^2 这意味着我将以每小时60公里的速度掉入水池中!!) 力是什么?在甲骨文里,力字象耒形,有柄有尖,用以翻地。用耒表示执耒耕作需要花费力气。可见,力是使劲使出来的。费力、省力、力气、力拔山兮气盖世都是力也!力就是使物体运动(静止)的根本原因。力从哪里来?这是个深刻的问题,有兴趣的读者可以参考《物理》杂志里黄娆译,曹则贤校的《公式F=ma中的力从哪里来?》。鄙人学识有限,在此不做深刻讨论。读者只需知道,牛顿第二定律其实只是对力是什么做了个定义而已。 质量是什么?质量是对物质的量度?实际上,牛顿三定律里说的质量指的只是惯性的量度,即惯性质量。质量大小是人为规定的!谁告诉你一千克是多少了?难道两个鸡蛋的重力等于一牛就可以了?那达芬奇会怒火冲冲地说,鸡蛋和鸡蛋还不一样哩!其实一千克就是下面这个砝码的质量。它叫国际千克原器砝码,就是一千克的标准。惯性质量多大,就和它相比是多大就可以。也就是说,通过测量某物体和千克原器在相同的作用力下加速度之比就可以确定该物体的质量大小。 (国际千克原器砝码) 但是且慢!此质量不等于彼质量。别忘了还有牛顿的另一个定律万有引力定律。那里说两个物体之间的引力和其质量成正比,和距离的平方成反比。这儿又冒出个质量!事实上,我们一般叫其为引力质量,以区别于惯性质量。其实只要你留心一下就会发现,我们用天平或者杆秤或者弹簧秤测量得到的质量就是引力质量,但我们在分析物体运动时却直接拿这个质量来用了。那么,惯性质量=引力质量?还是?牛顿力学中并没有区分它们,他也没有意识到F=ma和G=mg是两个物理实质并不相同的公式。那是因为早在牛顿之前就有了质量的概念,而牛顿第一定律其实是关于质量的定义,牛顿第二定律在此基础上给出了力的定义,至于牛顿第三定律其实是对力的一种约束条件规定。反正牛顿本人很清楚,只是让后人犯糊涂了。因为之后还有一个爱因斯坦同学,老喜欢骑在牛顿的头上欺负他,喃喃道:引力其实是时空的弯曲引起的,质量是引起时空弯曲的根本原因。显然,这里的质量指的是引力质量,并非是惯性的量度。小爱同学很生动地给了个比喻:地球以重力吸引石头而对其惯性质量毫无所知.地球的召唤力与引力质量有关,而石头所回答的运动则与惯性质量有关.可见,引力和惯性是物质不同的两种物理属性!这下确实麻烦了,其实牛顿三定律和万有引力定律物理实质是不同的,虽然它们都在同一本《自然哲学的数学原理》里出现了。 (牛顿 VS 爱因斯坦,还是 爱因斯坦 VS 牛顿?) 关键时候还得靠实验,爱德维斯、狄克、勃莱根许和佩诺前后一系列的实验证明:任何物体的惯性质量同它的引力质量严格地成正比例,只要你选取各自合适的单位(比如千克),那么两者可以在一万亿分之一的误差范围内相等。这说明,引力和惯性其实是物质同一本质的不同表现。正是如此,小爱同学也偷懒,干脆说引力质量等于惯性质量,这是他的广义相对论的基本假设之一。这下好了,两兄弟都是一个妈,别争了!在广义相对论里,质量是一个重要的概念。从牛顿力学里不区分引力和惯性,到相对论力学中认为两者等同,其实是认识上的一个飞跃,是对物质本质的深刻认识。尽管你从字面上看这有点无聊,可这就是物理学家喜欢玩的花招。 最后,我们来一睹引力质量和惯性质量的风采。引力质量大到一定程度,会把其周围的时空严重弯曲,最终形成一个奇点黑洞。即使是轻如光,你也逃不出黑洞的魔掌。如下面想象图所示。而至于惯性质量,由于现在科技发达了,对质量标准也有了新的需求。人们发现那个玻璃容器里放的国际千克原器在120年后减轻了50微克,于是有人开始着手打造新的千克原器。科学家用硅晶体造了两个直径为 93.75毫米的世界上最圆的物体,它的质量是严格的一千克。据说,这最圆的球有希望成为千克的国际新标准,我们拭目以待。 (黑洞想象图) 科学家造世界最圆球体 有望成千克新标准
个人分类: 水煮物理|9987 次阅读|10 个评论
800年剑桥之最——STOKES
jlpemail 2009-3-18 10:15
George Gabriel Stokes ( 1819mdash;1903 ,以下简称为 GGS ) 做了 54 年的 Lucasian chair 。比牛顿晚,但比牛顿任职时间长得多。 Lucasian chair 职位设置了 346 年,牛顿的老师是第一任,牛顿是第二任。单就这个职位而言,以学术成就论, GGS 比牛顿干得不差。 为什么牛顿的名气比 GGS 大许多呢? 可能有六个原因: 一、牛顿还有其他职务,比如长期担任皇家学会的负责人,强化了他的影响力。 二、牛顿的著作,论文不见得(需要考证)比 GGS 多,但其专著比较畅销。 三、这是我的推测。后来,英国的疆域发生了变迁。 GGS 的出生地如今属于爱尔兰。爱尔兰有以 GGS 命名的研究所,属于流体(动)力学方面的。 四、 GGS 为人过于低调,不愿意宣传自己。这一点和牛顿是鲜明的对照。 GGS 在 30 岁( 1849 年)时,就提出了至今仍然影响物理大地测量边值问题理论的 STOKES 理论。当时,其理论的严密性和超前性,阻碍了它的应用。而今,仍然对上述问题的求解有启发,比如当今的 GPS/ 重力边值问题等。 五、牛顿的传记多如牛毛, GGS 的传记很少见。牛顿传记中不无虚构和神化的情节,比如那个著名的苹果的故事。 六、牛顿和其他哲学家、科学家的争论,变相提高了其知名度。 牛顿( 1642----1727 )和数学家兼哲学家莱氏( 1646----1716 )关于微积分发明权的争执,很能说明问题。以牛顿的知名度和影响力,在顶级自然科学期刊上发表论文,不是难事。以论文的发表而论,莱氏是早于牛顿的。牛顿声称自己造就把论文写好了,出于谨慎(或者胆怯)才在莱氏之后发表。 (在科学探索中,既然不敢承担首先提出理论和方法的风险,就不要在这个理论得到承认后出来抢夺其发明权。这种两头都要占便宜的想法,也就是牛顿有,并且强行实现了,这点非凡人可以成就。 故此,年轻有为的莱氏是颇为委屈的,他先发明了微积分理论,却有人指责他剽窃,而且指责的人,发表论文比他晚 20 年。他比牛顿小四岁,比后者早去世 11 年。莱氏的文献发表于 1684 或者 1686 年,而牛顿呢,是 1704 和 1711 以及 1736 年。 1736 年,牛顿已经辞世 9 年,著作权当然是有的。但后人是否可以假托乃师之名炮制论文呢? 有这样的可能。 莱氏发表论文时不足四十岁,而牛顿是 60 岁才发表其论文。后者是否有因为嫉妒,而恨,而打击和排斥的心理在作怪呢。 不排除这个可能。 实际上,心虚的应该是牛顿,不应该是莱氏。) GGS 是父母的第六个孩子,他有三个哥哥和两个姐姐。 (霍金担任 Lucasian Chair (第 17 任),接近 30 年。他能把许多人根本看不进去 1/10 的专著或者高级科普书籍折腾为畅销书,是和牛顿善于推销自己的传统有共同之处的。) 在物理大地测量学出版物中, GGS 公式对于大地测量的问题,已经而且还要被运用于大地测量理论的研究中。 GGS 功不可没,不仅在物理大地测量领域。
个人分类: 科学书场|5729 次阅读|3 个评论
与甘永超先生商榷
zhulin 2009-2-26 11:51
甘 先生,读了你的一些博文,我有两个问题想与你讨论一下: 1 、你说,既然未曾怀疑过经典电磁理论在经典领域的正确性,也从来没有怀疑过量子理论在量子领域的正确性,但是,却怀疑量子理论超出量子领域而跑到经典领域来称王称霸,亦即费米所说的 光的量子理论能够包含光的经典电磁理论 !此时,必须得到强有力的实验支持。当我找寻了十多年却连一个像样的实验证据都没有找到时我才大声疾呼 光的量子理论包含光的经典电磁理论 是一个 现代地心说 ! 这个问题真有这样严重吗?类似地,科学界也一直在说:广义相对论包含牛顿引力理论,牛顿引力理论是广义相对论的特例。我认为各个理论都有自己的适用范围和应用范围,说谁包含谁,大概更是观念上的而不是应用上的,就算是广义相对论真的解决了水星近动问题,也只不过是对牛顿引力理论的小小补充罢了。同样地,也有经典理论是普朗克常数趋于零时的特例、牛顿经典理论是狭义相对论的极限情况等等说法。爱因斯坦说过,理论最好的命运是对原有理论的极限式包容。这种包容是某种情形下从逻辑上导出原有理论。 2 、波粒二象性有必要弄得那样复杂吗?什么物质波、数学几率波,大量粒子统计,实际问题就是物质本身就是粒子与场(引力场!),粒子与其引力场能分离吗?粒子具有波性和波具有粒子性,恰恰说明物质与运动不可分离、物质与空间(引力场!)不可分离。对此科学上长久的争论是否陷入了误区?爱因斯坦五十年的艰苦思考光子是什么的问题而未解,也许有重要意义,可能说明其永远无解。波粒二象性是观测结果,是物质基本的普遍的矛盾展现,物质的基本矛盾是物质运动、变化、发展的原动力。 以上说法用词有不妥当的地方,请包涵。 我对你的博文很关注,也许我的理解有误,希望你能用非常简单的叙述表明观点。
个人分类: 问题讨论|1475 次阅读|2 个评论
如何成为牛顿和爱因斯坦?
zhulin 2009-2-11 18:30
1、 有工程师的天性或做过专利审查工作,有创新精神和解决实际问题的乐趣。 2、 对哲学问题有浓厚的兴趣,希望用毕生的精力揭开自然的谜底。 3、 仅仅受到物理方面基本的训练,思想未受任何框框束缚。 4、 坚持不断地思索,健康曾受到极大的损害。 5 、 从来不自满,深感个人面对宇宙的无穷奥秘简直是一无所知。 6 、 置身于物理学变革的前沿,继承物理传统和发展新的观念。
个人分类: 问题讨论|2597 次阅读|1 个评论
引力新解(转贴)
zhulin 2009-2-9 09:42
地球具有引力的说法最先是由牛顿提出的。一个苹果落下来砸在了牛顿的头上,结果砸出了 万有引力 。但是既然牛顿指出了地球具有引力,可为什么没有解释一下地球为什么要有引力呢?这个问题牛顿当初是想过的,而且是绞尽了脑汁来想的,但却没有想出来。最后还是上帝 拯救 了牛顿。牛顿开始相信,使宇宙中的星球运转起来的力是上帝的给予。 对于地球为什么存在引力的最为详尽最为伟大的解释来自于爱因斯坦的 时空弯曲 了。但是在这里爱因斯坦却犯了和牛顿同样的毛病。爱因斯坦用 时空弯曲 解释了引力,但是却没有解释空间为什么会弯曲。爱因斯坦和牛顿一样,解释了一个旧问题却又带来了一个更加无法解释的新问题。这种 拆东墙补西墙 的处理问题的方式是不符合科学严谨性的。难怪爱因斯坦在他的晚年对于包括 时空弯曲 在内的许多理论都表示了很大的怀疑。 而历史一再表明,对伟人的崇拜会禁锢后人思想。 爱因斯坦相对论之所以成为 20 世纪初的杰出科学成果,是因为它冲破了当时经典力学中运动物体质量、时空不变的概念,把物理学的发展推到了一个全新的阶段。爱因斯坦在提出相对论的时候,他不过是专利局的一个普通职员,如果他没有一点敢于怀疑当时世界级大师理论的勇气,那么相对论就不可能诞生了。所以爱因斯坦是永远值得人们敬重的。 既然爱因斯坦的 时空弯曲 理论存在着问题,而且也不能百分之百的服众,那么对于地球引力的事实就应该去寻找一种更为严谨更为本质的解释。下面就有一种解释,这种解释不同于爱因斯坦的 时空弯曲 ,解释了旧问题又出现了新问题。这种解释相对于 时空弯曲 也简明扼要的多,容易理解的多。 以火箭为例。卫星上天往往需要火箭将其运载上去。而火箭之所以有这样大的推力完全仰仗着尾部喷射出的火焰的反作用力。假如有一个火箭正在太空里翱翔的时候,迎面碰到了一个平面,并且这个平面可以阻止火箭继续前行。那么这个火箭因为尾部喷射的火焰的反作用力,它的顶部会紧紧的抵触着这个平面。假如我们用物体把火箭尾部的火焰遮盖起来,那么我们此时便只能认为这个火箭是一个表面很 平静 的物体。但是这个 平静 的物体为什么会紧紧的抵触着平面呢?难道我们不会误解为火箭是受了平面的引力才会产生指向平面的抵触力?这时让我们再回到地球,让我们把我们自己想向成一个火箭,把地球的表面想象成一个平面,那么当我们站立在这个平面上的时候,我们的双脚便一直在紧紧的抵触着这个 平面 。难道面对这种情况,我们为什么要认为我们是受了这个平面的引力呢?难道我们不可以有勇气把我们头顶的 遮盖物 拿掉,让我们头顶喷射的 火焰 重现光明吗?我们应该有这样一种勇气。这个兀自在我们头顶 燃烧 了几亿年甚至几百亿年的 火焰 应该在我们面前亮亮相,应该让我们认识一下它的 庐山真面目 了! 这团 火焰 和一般的火焰是完全不同的。用一般的仪器无法测量到,用我们的肉眼更是无法看到。因为组成这团 火焰 的基本物质是非常细微的,它细微的程度要远远小于我们所能观测到的最小的物质 ,它们很可能是由物质粒子不断辐射出的本底引力子,使得物质粒子间出现向外的净动量流,由于本底引力子亦是构成空间的基本物质,所以引力实际上是物质粒子向空间的能量转化。
个人分类: 问题讨论|1725 次阅读|0 个评论
读《东方的智慧》有感
热度 1 lvnaiji 2009-1-28 17:42
林德宏教授与张相轮教授的合著《东方的智慧》(江苏科学技术出版社1994年版),在研究古代东方思想方面,充分显示了自己的特色。 首先,在东方诸学说中涉及面广,分析透彻。在古代东方的思想中述及道、气、太极、经络、气功、吠陀和吠檀多、瑜伽、禅宗等等,这就使读者能够不是从个别学说,而是从整体上把握古代东方的思想。不仅如此,作者还进一步概括出它们在本体论、认识论和形式上的共同特点。 在本体论上,一是有机整体性,强调包括人在内的自然界在空间和时间上的和谐一致。二是辩证的内核,强调自然界处于永恒的发展变化之中,发展变化的动力是对立面和阴阳相互斗争的结果。在认识论上,作者于东方诸学派中提炼出三点:其一是多元逻辑思维,不要求作非此即彼的选择,而可以在多个目标中进行综合思考;其二是渗透性的思维进程,认识过程不是直线推进,而是围绕沉思的对象绕圈子,是一个缓慢渗透的过程,其主要表现在相对立概念间,以及新旧概念、定义和学说的相互渗透;其三是内省的经验类比方法,可由经验的事物通过内省的途径推及不可能由经验把握的事物。这三种思维方式是对东方思维的高度概括,彼此密切相关,并与其本体论预设相一致。东方诸学说又具有形式上的共同特点即神秘主义。其外部原因是专制统治和宗教,内部原因则是其本身独特的思维方式和唯心主义倾向。 在作了上述分析后,作者客观地分析了这些学说的不足之处。在本体论上缺乏明确而有力的唯物主义自然观,其辩证内核也是混沌的不彻底的。在认识论上只能用描述式的、适用于自由浪漫的方式去表达思维成果,既不容易确证某一探索目标,也不可能彻底否定某个错误;同时往往夸大心的力量,在认识的道路上片面强调思维的作用。我们可以发现,一般而论,东方诸学说在本体论和认识论上的长处,在另一方面正是其不足之处。其本身同样既不容易确证,也不可能彻底否定。 书中还提及东方学说在实践上正反两方面的影响。东方人愿意保持和谐,保持自己文化的统一,但不宜于以叛逆者的身份出现。主张天人合一,但又强调天或梵所规定的秩序的不变性,强调人只能适应而不能改变自然界。 其次,有些论著就古代东方思想本身进行论述,没有挖掘其来源或根基。于是古代东方思想就成了无本之木,无源之水,给本来已经显得神秘的研究对象又蒙上了一件与生俱来的神秘主义外衣。本书则从地理环境、人种起源以及农耕和定居生活等方面揭示古代东方思想的渊源,实际上也就从唯物主义的立场揭示了古代东方思想的神秘表象,读来令人信服。 东方文明不同于西方以地中海为发源地的海洋文明,可以相应地称之为陆地或土地文明。在以农耕为主的定居生活中,人们成了土地的主人,也成为受制于土地的奴隶。农业定居生活是农业文明的基础,所谓龙的传人也就是农业文明的后人。正是这种农业文明形成向正负面演化的分支行为,然后再由特定的行为形成相应的观念和思维方式。诚如作者所述:生产劳动的形式和特点,对哲学思潮和科学思潮的内容和形式有重大影响。跟传统农业生产的形式和特点相适应的文明是农业文明,古代农业文明容易产生古代朴素的有机论思想;与近代工业生产的形式和特点相适应的文明是近代工业文明,近代工业文明容易产生近代的机械论思想。作者由种子和机器对两种自然观形成过程中物质条件与生产行为的基础作用作了详尽的分析。东方自然观和相应的思维方式就是这样逐步形成。这一论述途径追随历史的足迹,同时也从逻辑上把握文化由物质行为制度精神四个层次的逐层递进关系。 第三,全书用两章篇幅对起源于西方的近现代科学思想作了细微而深入的分析。这部分内容是作者之一的另一部有影响的著作《科学思想史》的提炼、深化与发展。作者以现代自组织理论考察科学史,提出科学传统与科学家群的概念。在科学由无序走向有序的过程中,科学思想由观点、理论、思潮而形成传统;反之,也正是在形成传统的过程中,科学从无序走向有序。传统在科学发展的不同阶段显示出两重性。科学家如同他们所提出的各种观点一样,也在科学传统形成的过程中占有相应的位置并形成特定的关系即科学家群。科学传统与科学家群概念在尔后的讨论中及在更广泛的领域证明都是极其重要的。作者深入分析自希腊至近代牛顿传统逐步形成的过程,着重讨论了近代科学革命期间笛卡尔派与牛顿派的争论及其实质。值此分岔和选择的关键时刻,经过争论、比较、欧洲科学选择了原子力的道路。于是随着牛顿派的胜利而确定了西方科学的机械自然观。近代后期以来,科学界逐步兴起对机械论的批判。作者对此的研究得出三方面的成果。其一,通过欧洲科学在选择机械论之后又渐渐背离机械论的过程,说明科学传统在科学发展不同时期的双重作用,以及机械论的是非功过。其二,欧洲科学在否定机械论的同时发现了东方,发现了另一个思想世界。普里高津认为,这个异乎寻常的发展带来了科学的基本概念和中国古典的自然观的更紧密的结合。其三,作者在分析中还提出有价值的观点。如在论及爱因斯坦时指出爱因斯坦是牛顿精神的真正继承者。爱因斯坦既批判了牛顿精神的局限性,又发扬了牛顿精神的最基本的东西。 这部分内容既是对科学史的深入阐释,又为研究古代东方思想提供了绝好的参照系。古代东方思想的实质、长处及缺陷,以及未来的走向等,唯有在这种比较中才能突现出来并得到揭示。 第四,本书从历史、从有关学科,以及从一些重要的概念范畴,详尽地分析了古代东方思想与自然科学的关系。在历史上,作者的主要落笔处在东方自然观与中国科学的关系,提出一系列有价值的观点。如中国古代的元气论有利于天文学、电磁学的发展而不利于力学。力学是近代科学的起点,力学得不到发展是近代科学未能在中国产生的原因之一,从而由一个方面解开了李约瑟之谜。而李约瑟现象的实质,恰恰是把目光转向现代科学传统的表现。在学科上,这种关系涉及到系统科学、环境科学、人体科学、耗散结构理论,以及思维科学;涉及到自然、社会和人这样的大系统。在概念范畴上,作者的目光投向场、混沌、互补、节奏或周期、突变,以及宇宙的和谐。在如此久远的时空跨度,如此广泛的领域,作如此深入的阐述,这不能不说是本书突出的特点。 研究古代东方思想与自然科学的关系,这一视角似乎限定了讨论的内容,然而从某种意义上说,这又是切入研究对象的最佳视角。正因为此,所以研究便更为深入,得以揭示同类著作所未触及的观点;而研究的深入又赋予本书以力量,超越自然辩证法领域。作者正是在上述分析的基础上,深化了有关文化与时空关系的讨论,进而提出柔性文化与刚性文化的观点,从而将研究辐射到远为广泛的东西方文化。 最后,全书处处充溢着作者深邃的历史感和使命感。在对全书进行总结之时,作者又把读者引向更高的层次:东方何以迎接挑战?首先要审视自身文化基因的缺陷。作者提出东方文化基因的四点缺陷,其中有两点尤为引人注目。第一,受专制主义束缚的、自足的小生产造成文化模式的单调化,人们被压抑在传统的壁圈中。这是一个文化机体衰老的象征。第二,为了适应专制主义的文化土壤,人们所做的一切都是为了证明绝对权威的正确性,从而削弱文化的内在创造活力。其次,出路何在?印度曾经有过以恢复印度古老宗教的蒙昧主义去对抗英国殖民地和西方文化的运动。其教训是沉痛的,复古没有出路。作者以凝重的思绪写道:具有深邃历史眼光和洞察力的东方人,应当科学分析地看待东西方文化在近代舞台上的碰撞问题,把沉痛的情感记忆和理智的发现分解开来。 作为涉及领域如此广泛的论著,自难面面俱到,如书中未及充分论述东方的智慧在实践领域特别是与技术的关系方面的内容。在阅毕全书后,读者自然希望作者能将西方之所以产生并选择机械论的根源也置于其文化背景之中,并从更广泛的角度比较东西方文化。
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[转载]一篇评价牛顿的搞笑文
ibnsmm 2008-12-25 15:43
3月28号是牛顿的忌日,但是知道的人很少,我们毕竟更关心沈殿霞和张国荣。其实牛顿老师在科学圈里曾经很有权势,被女王封了爵位成了贵族,官至皇家造币 局局长兼皇家学会会长。如果阿尔伯特没有辞了以色列总统的话和他有一拼。说他有权势并不仅是官大,主要是贡献大。如果17世纪就有诺贝尔奖的话,牛顿老师 至少能连续垄断4届物理学奖(分光计;力学体系的构建;反射望远镜;万有引力),同时为了表彰他在炼金方面的造诣,再奉送他一届化学奖。而且这孙子鼓捣出 了流数术,所以菲尔兹数学奖也要给他。要知道,他的这些发现基本都是在26岁以前获得的,30岁以后牛顿就开始玩票了,成天琢磨上帝和炼金,以及怎样把莱 布尼茨搞臭,捎带手的把以前的发现整理成书。所以你能想象到他在当时的欧洲是如何的一呼万应,敢跟他叫板的只有莱布尼茨和大主教贝克莱。牛老师死的时候, 全英国的名流以给他扶柩为荣,全欧洲的名流蜂拥伦敦。来自法国的傻逼文科生伏尔泰在国葬现场大受刺激,回去就写了首诗,嫉妒之情溢于言表。   牛顿老师的一生是天才的一生,战斗的一生,也是孤独的一生。一辈子没有朋友,也没有结过婚,很可能到死都是处男,关于牛顿是否处 男的问题,由于篇幅过长,我将在另一篇文中论证。当然他肯定不会孤独,因为科学的世界里乐趣无限,快感连连。出乎世俗想象的是,科学其实远比任何娘们儿都 风骚,玩科学比玩女人爽得多,得到一个成果所获得的高潮强烈而持久,不仅有快感,更有巨大的自我认同感,远胜于那几秒寒颤之后无边的空虚与落寞。所以陈景 润其实是沉溺于美色不能自拔,身体弱架不住高潮过度被爽死了。   牛顿老师茕茕孑立,形影相吊的原因是多方面的。首先他生性孤傲,自恃高才,瞅谁都是傻逼,当然不会真心跟傻逼交朋友。同时在他眼 里人是不分男女的,只有傻逼和巨傻逼两种,所以他对女色没兴趣也就可以理解了。有婚介中心给他介绍过几个名媛,拾掇拾掇都是当王妃的坯子,但一见面就受不 了牛顿的牛逼烘烘和不知所云。比如有次相亲,他把姑娘的手指头塞进了烟斗。   另一方面是外在的,不光他不愿意交朋友,也没有人真正想跟牛顿当朋友,结交他的人都是有目的的。人们对他只有敬畏和仰慕,并不真 的喜欢他。这道理其实很浅显,绝大部分人都热衷于跟比自己傻的人待着,很少有人愿意在人精的身边衬托自己的二逼。所以好多人都喜欢小动物和小孩子,就是因 为这些东西够傻。不少姑娘一见到小猫小狗小人儿都会迫不及待的搂抱,接踵而至的就是很嗲的说好可爱欧~,听得我阴毛都竖起来了。有时候可爱和憨态可掬的潜 台词就是弱智。小猴子也很好玩,喜欢的人就少多了,因为猴子机灵到能戏弄人,那些人没有驾驭猴子的自信。同理,喜欢小孩的都是喜欢他们的单纯与缺心眼,在 他们眼里,小孩跟小动物没有本质区别,也都是四条腿走路,露着屁眼随时拉撒。如果遇到一个小天才,3岁就会心算三位数乘法或者知道傻逼二字的正确写法,她 们一定会骇破了胆。所以那些喜欢养猫狗的女士们别再标榜自己有爱心了,你们其实比谁都缺德。我从不喜欢猫狗,这是因为我敬畏大自然的生灵而不忍戏弄它们; 我也不喜欢小孩,因为我把他们当作一个大写的人而不是小畜生看待。   大家不喜欢牛顿的另一个原因是他性格暴戾乖张。长年在他身边的人回忆说,牛顿在人前只笑过两回,其中一次还是嘲笑:有人问他,欧 几里得的《几何原本》那么老朽,不知道还有什么价值。牛顿闻听放声大笑。而且他人品太差,跟谁都打架。众所周知他从小就有校园暴力的记录,胖子同学不小心 踩了他的风车,他抬手就把胖子打哭了,我们的教科书居然说这是他有志气的表现。长大了不以拳脚论高下,他就雇用枪手大骂莱布尼茨,甚至不惜化名亲自去骂, 人品至此真是无以复加。莱布尼茨若不是脸皮厚早就跟纳什一样疯了,而且牛顿老师肯定会拍个片子叫《丑陋心灵》继续恶心人家。   关于牛顿的另一个谎言是他的谦虚,证据就是牛顿老师说过两段著名的话,一段是站在巨人肩膀上,另一段是海边捡石头子。这确实很有 迷惑性,我第一次听到后感动的直冒鼻涕泡。但任何话语都是有语境的,巨人肩膀那一句的语境是这样的:胡克其实早就发现了万有引力定律并推导出了正确的公 式,但由于数学不好,他只能勉强解释行星绕日的圆周运动,而且他没有认识到支配天体运行的力量其实是普遍存在的,是万有的。第谷早在100年前就发现 了行星的公转其实是椭圆运动,开普勒甚至提出了行星运动三定律。所以科学界对胡克的成果不太重视。后来数学小狂人牛顿用微积分极其圆满的解决了这个问题并 把他提出的力学三条基本定律成功推广到了星系空间,改变了自从亚里士多德以来公认的天地不一的旧观点,被科学界奉为伟大的发现。于是胡克大怒,指责牛顿剽 窃了自己的成果。牛顿尖酸刻薄的回敬道:是啊,我他妈还真是站在巨人的肩膀上呢!这本是一句反语,至少不是真的想客气一下。几百年后罗永浩说自己只是站在 巨人的肩膀上也是这意思。但后人出于塑造完人的目的,只保留了孤立的原话而去掉了语境,变成了一句彻头彻尾的谦辞。   牛顿老师人品差,不谦虚,没朋友,按现在的说法这是典型的高智商低情商,事业不会成功。但我们也发现,当智商高到一定程度的时候 是可以取代情商的。所以那些说自己情商低的所谓天才们,你们没成功只是他妈的还不够聪明而已,怨不着人家情商。要知道牛顿是个遗腹子和早产儿,出生时体重 不到5斤,没吃过DHA和RHA配方的奶粉。亲娘改嫁后跟文盲姥姥度过无聊的童年,没有任何的早期智力开发和学前启蒙,7岁上学以前脑子里空空如也,牛妈 妈对他的期望仅仅是认识点字然后回家务农。但是牛顿上中学后已经熟练掌握了拉丁语希腊语西班牙语和英语,然后被推荐进了剑桥,20出头就当了卢卡斯教席的 终身教授。   晚年的牛顿除了升官发财再无其他骄傲之处,而且官迷心窍,没退休一直干到85岁寿终。当然他并没闲着,写了150万字的神学著 作,同时一心扑在化学事业上,在家里盖了窑子,拿出年轻时搞物理的劲头玩命试验。但这次他的出发点就错了,总是希望从黄铜和煤渣中提炼出黄金。要知道化学 反应只改变分子并不能改变原子,能给原子做变性手术的只能是核反应。他违背了物质不灭的化学定律,所以虾米了。   最后,说两段悼词。一段是他的墓志铭:伊萨克牛顿爵士,安葬在这里。他以超乎常人的智力,第一个证明了行星的运动与形状;彗星轨 道与海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究,光线的各种不同的折射角,颜色所产生的种种性质。让人类欢呼,曾经存在过这样一位,伟大的人类之光。另一段是英国诗人 写的:自然和自然的规律隐藏在茫茫黑夜之中。上帝说:让牛顿降生吧。于是一片光明。   不知道为什么,一想到这里,我总是有点感动。
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【水煮物理】(12) 好“色”之徒
Penrose 2008-11-23 23:12
之十二:好色之徒 (你是好色之徒吗?) 开始之前请让我们来个小测试,如上图。请问你看到的是一个老人的在喝水还是三个裸女在洗澡?如果回答是后者,那么你通过了好色鉴定,你就是个大色狼,hoho!如果是前者(又如果你没说谎的话),那么你或许可以做物理研究了。(这个老头好像是爱因斯坦!) 以上内容权当玩笑。诸位请放心,《 水煮物理 》系列虽然属于大众科普,但还不至于走入俗套。所以,本篇要讲的,不是段誉、也不是韦小宝、更不是段誉他老爹段正淳。而依然是我们伟大的牛顿同学。 自然与自然定律隐藏在黑暗之中。上帝说:让牛顿来吧!于是,一切化为光明。Alexander Pope (牛顿经典物理之奠基人) 物理学在牛顿之前确实处于一种混乱和黑暗的时代,自从有了牛顿,一切仿佛见到了光明。牛顿在物理学上的贡献,奠定了经典物理大厦的基础。这座大厦在后来人的不断努力下,终于在十九世纪完美落成,只是大厦顶上有两朵乌云遮住了一部分阳光而已。这样一直到1905年,被另外一个叫做爱因斯坦的家伙带来了魔鬼,让物理学天空再次蒙上黑暗的乌云。此为后话。牛顿给物理学带来的第一束光明,正是他对光的实验和理解。 (光神秘而又莫测) 古往今来,光就是一种既神秘而又莫测的东西。上帝说:要有光,于是就有了光。尽管我们天天都在用光(烛光、火光、太阳光等等),可是光究竟是什么,我们从未了解过。我们曾经研究过光,比如阿基米德的凹面镜海战和伽利略的望远镜,但这都是对光简单性质研究。我们也知道,小孔成像、日食和海市蜃楼都是光的传播造成的:光的直线传播和光的折射。这些现象可以了解光有什么特性,可是,光究竟是什么?或者说光是由什么组成的?这个问题一直都是人们好奇却又难以解释的。 (南极日食和中国的海市蜃楼) 难以解释的光现象还有很多,比如彩虹。一道斑斓缤纷的桥,横跨天际,壮观而又美丽。智慧的中国人民把它想象成了鹊桥象征吉祥的彩色喜鹊搭建出了这桥跨越了天河,让相思的牛郎织女七夕相会。梦境里,彩虹就像一仙女,雍容华丽又不失婀娜雅致,现实中,雨后的彩虹给天空上了一点颜色。彩虹是色之影,更是光之翼。 (梦幻彩虹与现实彩虹色之影、光之翼) 牛顿就是光的好色之徒、彩虹上的天使。他第一次在实验室里,获得了彩虹。这便是著名的牛顿分光实验。牛顿用一个三棱镜,在黑暗的屋子里引入一道白光(太阳光),然后让它通过三棱镜,在白色的接收屏上,他得到了彩虹由红橙黄绿蓝靛紫七种颜色组成的彩色光斑。实际上,他并不是用棱镜分光的第一人,在他之前有位捷克的医生也用棱镜把光分成七色,并且他还发现若再加一个棱镜在七种某种颜色的光的后面,这种光的颜色透过第二个棱镜后将不会改变。而牛顿则尝试过把一类似棱镜放在前一棱镜后面,然后他发现彩虹消失了。原来,白色的太阳光不不是单纯的一种光,而是由多种光组成的混合光。这便是牛顿的认识。同时他还解释了为什么:因为组成不同颜色的光的微粒质量不一样,所以在通过棱镜时候分开了。尽管牛顿这个认识是错误的,并且他坚持这个错误到人生的终点,而且后人发扬了这个错误若干年,令人们惊喜的是色之奥秘终于解开了。要获得不同颜色,只要取这七种颜色中代表性的三种:红、绿、蓝就可以调出任何你所希望的颜色,这是画家的秘密。读者可能会问,那黑色是什么?实际上,黑色就是没有颜色!(白色不是没有,而是混杂颜色)所谓黑色就是物体把光都吸收掉了,没有反射到人眼中,所以是黑的。这就是黑咕隆咚、黑灯瞎火、黑洞等概念的直觉来源,没有光,就是两眼一抹黑 (棱镜分光与牛顿的实验) (三原色) 牛顿的实验是成功,他的解释也是成功,至少在当时看来是的。遗憾的是,牛顿始终跳不出他那个时代的框框,他始终认为光是由微粒组成的。也难怪,在他领衔的经典力学里,到处都是理想化的质点和小球,习惯了,谁也不想改。这个错误延续了很久,即便他后来还做了著名牛顿环实验这是个典型的光波动性表现。后来在惠更斯等人的思考下,光的另一个特性波动性被提出,并为托马斯.杨的双缝干涉实验所证实,物理史上最长久的一次争论之一便由此开始。直到天才的爱因斯坦,用光的粒子概念和光的波动理论完美地融合形成了光子说,由此引发了量子力学描述微观世界运动的新理论。物理学大厦上风云变幻最为激烈的年代在十九世纪初开始了。关于这个问题,非常复杂,我们将会在后续的章节陆续提到并逐步解释。在这里,我只想告诉大家别被课本上的那些绕口令绕晕了:光既是粒子也是波、既不是粒子也不是波、可能是粒子也可能是波你只要记住,那些话除了唬人就一无是处就行。因为这些话都是错误的!要知道正确答案,请关注《 水煮物理 》 (牛顿环实验原理和结果) 最后,让我们提及牛顿在光学上的另一个贡献:他也发明了新型望远镜牛顿望远镜。伽利略、开普勒等人的望远镜存在一个致命的问题,就是如果把望远镜对着远处黯淡的星体的时候,将无法分辨,因为光线实在太少了。除非你增大望远镜的直径,然而,组成望眼镜的凸透镜和凹透镜都是玻璃,要打磨如此精确的又如此大的玻璃块是非常之困难的。这就使得普通望远镜大大局限于某些亮一些的天体观测。而聪明的牛顿则综合阿基米德和伽利略的智慧,他用一个凹面镜放在望远镜里面用来聚远处的光,然后再反射到望远镜上的透镜上,这样即使在光线很微弱的情况下看到的图像也非常清晰了。现代天文望远镜甚至都还基于牛顿望远镜的原理,让我们看到宇宙更深更古老处的秘密。(注:望远镜看到的光线其实来自过去!因为光传播到这里需要一定的时间。) (牛顿的反射式望远镜) 牛顿的好色揭开了光的面纱、颜色的奥秘,也正是源于自古以来人们对光的好奇心。好奇心,就是物理学家研究的最原初动力!好奇心推动着人类认识和认知的进步,也推动着人类社会的进步。所以,无论何时,都不要轻易丢弃你的好奇心,好奇害死猫的情形除外。
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【水煮物理】(12):好“色”之徒
luohuiqian 2008-11-23 23:07
之十二:好色之徒 (你是好色之徒吗?) 开始之前请让我们来个小测试,如上图。请问你看到的是一个老人的在喝水还是三个裸女在洗澡?如果回答是后者,那么你通过了好色鉴定,你就是个大色狼,hoho!如果是前者(又如果你没说谎的话),那么你或许可以做物理研究了。(这个老头好像是爱因斯坦!) 以上内容权当玩笑。诸位请放心,《 水煮物理 》系列虽然属于大众科普,但还不至于走入俗套。所以,本篇要讲的,不是段誉、也不是韦小宝、更不是段誉他老爹段正淳。而依然是我们伟大的牛顿同学。 自然与自然定律隐藏在黑暗之中。上帝说:让牛顿来吧!于是,一切化为光明。Alexander Pope (牛顿经典物理之奠基人) 物理学在牛顿之前确实处于一种混乱和黑暗的时代,自从有了牛顿,一切仿佛见到了光明。牛顿在物理学上的贡献,奠定了经典物理大厦的基础。这座大厦在后来人的不断努力下,终于在十九世纪完美落成,只是大厦顶上有两朵乌云遮住了一部分阳光而已。这样一直到1905年,被另外一个叫做爱因斯坦的家伙带来了魔鬼,让物理学天空再次蒙上黑暗的乌云。此为后话。牛顿给物理学带来的第一束光明,正是他对光的实验和理解。 (光神秘而又莫测) 古往今来,光就是一种既神秘而又莫测的东西。上帝说:要有光,于是就有了光。尽管我们天天都在用光(烛光、火光、太阳光等等),可是光究竟是什么,我们从未了解过。我们曾经研究过光,比如阿基米德的凹面镜海战和伽利略的望远镜,但这都是对光简单性质研究。我们也知道,小孔成像、日食和海市蜃楼都是光的传播造成的:光的直线传播和光的折射。这些现象可以了解光有什么特性,可是,光究竟是什么?或者说光是由什么组成的?这个问题一直都是人们好奇却又难以解释的。 (南极日食和中国的海市蜃楼) 难以解释的光现象还有很多,比如彩虹。一道斑斓缤纷的桥,横跨天际,壮观而又美丽。智慧的中国人民把它想象成了鹊桥象征吉祥的彩色喜鹊搭建出了这桥跨越了天河,让相思的牛郎织女七夕相会。梦境里,彩虹就像一仙女,雍容华丽又不失婀娜雅致,现实中,雨后的彩虹给天空上了一点颜色。彩虹是色之影,更是光之翼。 (梦幻彩虹与现实彩虹色之影、光之翼) 牛顿就是光的好色之徒、彩虹上的天使。他第一次在实验室里,获得了彩虹。这便是著名的牛顿分光实验。牛顿用一个三棱镜,在黑暗的屋子里引入一道白光(太阳光),然后让它通过三棱镜,在白色的接收屏上,他得到了彩虹由红橙黄绿蓝靛紫七种颜色组成的彩色光斑。实际上,他并不是用棱镜分光的第一人,在他之前有位捷克的医生也用棱镜把光分成七色,并且他还发现若再加一个棱镜在七种某种颜色的光的后面,这种光的颜色透过第二个棱镜后将不会改变。而牛顿则尝试过把一类似棱镜放在前一棱镜后面,然后他发现彩虹消失了。原来,白色的太阳光不不是单纯的一种光,而是由多种光组成的混合光。这便是牛顿的认识。同时他还解释了为什么:因为组成不同颜色的光的微粒质量不一样,所以在通过棱镜时候分开了。尽管牛顿这个认识是错误的,并且他坚持这个错误到人生的终点,而且后人发扬了这个错误若干年,令人们惊喜的是色之奥秘终于解开了。要获得不同颜色,只要取这七种颜色中代表性的三种:红、绿、蓝就可以调出任何你所希望的颜色,这是画家的秘密。读者可能会问,那黑色是什么?实际上,黑色就是没有颜色!(白色不是没有,而是混杂颜色)所谓黑色就是物体把光都吸收掉了,没有反射到人眼中,所以是黑的。这就是黑咕隆咚、黑灯瞎火、黑洞等概念的直觉来源,没有光,就是两眼一抹黑 (棱镜分光与牛顿的实验) (三原色) 牛顿的实验是成功,他的解释也是成功,至少在当时看来是的。遗憾的是,牛顿始终跳不出他那个时代的框框,他始终认为光是由微粒组成的。也难怪,在他领衔的经典力学里,到处都是理想化的质点和小球,习惯了,谁也不想改。这个错误延续了很久,即便他后来还做了著名牛顿环实验这是个典型的光波动性表现。后来在惠更斯等人的思考下,光的另一个特性波动性被提出,并为托马斯.杨的双缝干涉实验所证实,物理史上最长久的一次争论之一便由此开始。直到天才的爱因斯坦,用光的粒子概念和光的波动理论完美地融合形成了光子说,由此引发了量子力学描述微观世界运动的新理论。物理学大厦上风云变幻最为激烈的年代在十九世纪初开始了。关于这个问题,非常复杂,我们将会在后续的章节陆续提到并逐步解释。在这里,我只想告诉大家别被课本上的那些绕口令绕晕了:光既是粒子也是波、既不是粒子也不是波、可能是粒子也可能是波你只要记住,那些话除了唬人就一无是处就行。因为这些话都是错误的!要知道正确答案,请关注《 水煮物理 》 (牛顿环实验原理和结果) (光是波动的双缝干涉实验) 最后,让我们提及牛顿在光学上的另一个贡献:他也发明了新型望远镜牛顿望远镜。伽利略、开普勒等人的望远镜存在一个致命的问题,就是如果把望远镜对着远处黯淡的星体的时候,将无法分辨,因为光线实在太少了。除非你增大望远镜的直径,然而,组成望眼镜的凸透镜和凹透镜都是玻璃,要打磨如此精确的又如此大的玻璃块是非常之困难的。这就使得普通望远镜大大局限于某些亮一些的天体观测。而聪明的牛顿则综合阿基米德和伽利略的智慧,他用一个凹面镜放在望远镜里面用来聚远处的光,然后再反射到望远镜上的透镜上,这样即使在光线很微弱的情况下看到的图像也非常清晰了。现代天文望远镜甚至都还基于牛顿望远镜的原理,让我们看到宇宙更深更古老处的秘密。(注:望远镜看到的光线其实来自过去!因为光传播到这里需要一定的时间。) (牛顿的反射式望远镜) 牛顿的好色揭开了光的面纱、颜色的奥秘,也正是源于自古以来人们对光的好奇心。好奇心,就是物理学家研究的最原初动力!好奇心推动着人类认识和认知的进步,也推动着人类社会的进步。所以,无论何时,都不要轻易丢弃你的好奇心,好奇害死猫的情形除外。 之零:物理当然很有趣 之一:物理是谁他妈生的? 之二:物理的第一次 之三:有关吃饭问题 之四:裸奔之行为艺术 之五:偷窥上帝的秘密 之六:扒掉皇帝的新衣 之七:数典不能忘祖 之八:蒙娜丽莎的智慧 之九:空即是色 之十:仰望星空的人 (11):苹果往事 更多相关博文请访问 【 若水阁 】(参赛博客) , 欢迎 投票 支持我的博客! http://www.penrosent.cn/
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【水煮物理】(11):苹果往事
penrose 2008-11-21 23:57
之十一:苹果往事 (万幸!砸中牛顿的是苹果而不是椰子) 秋天到了,海南岛的苹果熟了。于是,有一天,吧嗒掉了下来,砸到了我的头顶上不知读者您看到这句话是有没有感到怪异?如果有,恭喜您,您应该去学生物或者地理;如果没有,那也恭喜您,您适合去学物理。海南岛的苹果熟了这句话其实是我同学的名言,那是在一堂中学教学教法课上,她在试图讲解赤道上的万有引力、重力和科里奥利力之间的关系问题时而情不自禁援引出了这么一段。没想到被评分老师来了顿臭骂:海南岛哪来的苹果?这么教出来的孩子你放心我也不放心啊!当然,这位同学的动机还是不错的,至少她告诉了我们:地球表面物体受到的重力并不等于地球对它的万有引力,而应该等于万有引力减去科里奥利力(维持跟地球一起自转的向心力)。可是,300多年前的牛顿认识不到这一点。因为万有引力也好,重力也罢,甚至力这个基本概念,在那时还没影儿呢!这一切的起源,还要从那个苹果的往事说起。 牛顿是幸运的,他没住在海南岛,要不砸中他的是椰子,不是苹果。要不就脑袋开花到亚里士多德那里报道去了。牛顿同样是幸运的,因为苹果落地没有意外(如下图),要不也是命归黄泉回老家了。牛顿也挺遗憾的,如果威廉泰尔(英格兰民族英雄,以射苹果一事闻名)没被通缉的话,牛顿应该能更早地发现万有引力定律。 (苹果落地的意外与遗憾) 牛顿也是聪明好学的,好学的同义词是死脑筋、一根筋。因为千万只苹果落地了,砸到人脑袋的也不在少数,砸到一根筋的脑袋也同样少不了。可是,只有牛顿一个人问了个why?为什么苹果要落地?为什么它不飞上天?苹果呀苹果,你可曾告诉我?就这样,牛顿左思右想,终于领悟到:苹果要落地,因为地球不让它跑到天上去。也即:地球对苹果存在某种吸引作用。这便是万有引力的雏形。然后牛顿把这个想法推广到了星球为什么围绕太阳转这个问题。然后发现了万有引力定律!这是一个很美丽的故事,似乎合理的天衣无缝。可我要告诉您的是:牛顿同学纯粹在忽悠人! (千万只,苹果落了下来,可唯有你,问了why) (苹果呀苹果,你可曾告诉我,你为什么要落地?) (我要把苹果抛到天上去,因为天上有云彩,它会喜欢我的苹果的。) 实际上,苹果落地是重力作用。请各位翻一下中学课本,重力的定义是:由于地球吸引而造成的相互作用力。前面说过,重力不等于万有引力,因为地球本身在自转,万有引力还要分担一部分力来维持自转,否则你就被地球甩出十万八千里外了。所以,由苹果落地想到重力,那是很自然的,重力和质量成正比,那也是自然的。但是由重力想到天体之间的相互吸引力则有点不自然,人家火星也没成天往地球或者太阳上跑啊?凭啥说它也受到和地球表面物体所受的同样的力?实际上,如果没有伽利略和开普勒等人的先驱工作结论,牛顿则无法推导出万有引力定律:任何两个物体之间存在相互吸引作用,作用强度和两个物体的质量成正比,和它们之间的距离的平方成反比。具体推导过程很简单,还劳烦您去看看课本。再次提醒一下大家,力这个概念的严格定义,是由牛顿本人创造的,这点在后面的《水煮物理》会涉及到。说牛顿是编造苹果落地的故事可能证据不多,不过我相信牛顿也只是在某次开会时候调侃了这么一下,没想到就被人传颂几百年了。还好人家牛顿一向是自我感觉良好的人,这点故事加上他什么煎手表之类的故事能让人们津津乐道就是他最大的满足。正如那位梦见蛇咬住自己尾巴而想出苯环结构的化学家一样,科学有时候也需要一点点润滑剂,要不只有公式就实在太枯燥了! 插一个小故事:说是某船长从冰岛装了几万吨大豆想要卖到南美洲去,可是经过赤道附近的时候发现无端少了几吨。找了全体船员来问,也没查出个究竟。等到了目的地才发现,丢失的大豆又自动回来了。这个故事就是海南岛的苹果熟了(最好说是椰子)典型案例重力加速度在赤道最小、两极最大。我也一直怀疑这故事是中学老师编造来糊弄咱学识浅薄的学生的,因为即使重力加速度不同,大豆的称量出来的重量实际上还依赖于所用的秤,至于为什么,聪明的读者您肯定能想到。故事终究只是故事,牛顿的苹果砸在了俺头上看似圆滑却难免有编造的劣迹,后来他说其实被苹果砸中是必然的,正如发现万有引力是必然的一样,这句话才比较靠谱。 (被苹果砸是必然的牛顿如是说) 让我们去剑桥大学三一学院看看牛顿在下面睡午觉的苹果树。不用说,挺不起眼的,这小破树下面乘凉都困难,何况睡午觉。大概牛顿喜欢这颗小矮树吧,赋予点特殊意义也无可厚非。虽然说不到苹果树下坐坐哪来万有引力定律呢?可对于咱中国人民来说,某大学里即使有这样的苹果树,等上面有了苹果,也等不到秋天熟了,也早没了(桃李不言、下自成蹊)。所以,即便明知道牛顿是编的故事,咱也得感叹,这苹果往事,还是西方搞得好! (传说中的牛顿苹果树 ) (不在苹果树下坐坐哪来万有引力定律?【图中字有误】) 有趣的是,历史上拿苹果说事的,牛顿不是第一个。且不说亚当夏娃偷吃的禁果,老早老早以前,在希腊神话里就有金苹果的故事。三位天上最为PP的神仙MM还要争究竟谁最漂亮,胜者获得那个金苹果。不幸的是,这场金苹果之争引起了最后的特洛伊战争,历史上说也是两个男人争一个女人的故事,和咱赤壁之战不相上下。艾,还不如让三位肥佬来抢这个金苹果呢! (持金苹果的女神卢浮宫艺术展) (金苹果到底给谁呢?) 现代的苹果,我们阿甘兄弟投资的水果公司,他们的商标实际上就是按照牛顿的苹果故事来的。起初苹果公司的商标非常复杂还有刻字,后来逐步变成现在的样子:被微软虫子咬了一口的烂苹果。若看看苹果病毒的模样,就能得到更为深刻一些的印象了。 (苹果公司商标的变迁) (苹果病毒) 当牛顿的苹果掉进了艺术殿堂,它又获得了许多新鲜的面孔。诸位不妨欣赏一下,权当一笑。 (牛顿的艺术苹果) (纪念牛顿的苹果邮票) (左:伽利略也喜欢扔苹果。右:伊拉克人民不要飞弹要苹果。) (我也要个大苹果) 最后让咱们用画家给小朋友们画的苹果结束这个专题吧。 一颗苹果掉下来,不知此树是谁栽? 总是瓜熟蒂必落,还好被我捡起来!
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【水煮物理】(11):苹果往事
luohuiqian 2008-11-21 23:55
之十一:苹果往事 (万幸!砸中牛顿的是苹果而不是椰子) 秋天到了,海南岛的苹果熟了。于是,有一天,吧嗒掉了下来,砸到了我的头顶上不知读者您看到这句话是有没有感到怪异?如果有,恭喜您,您应该去学生物或者地理;如果没有,那也恭喜您,您适合去学物理。海南岛的苹果熟了这句话其实是我同学的名言,那是在一堂中学教学教法课上,她在试图讲解赤道上的万有引力、重力和科里奥利力之间的关系问题时而情不自禁援引出了这么一段。没想到被评分老师来了顿臭骂:海南岛哪来的苹果?这么教出来的孩子你放心我也不放心啊!当然,这位同学的动机还是不错的,至少她告诉了我们:地球表面物体受到的重力并不等于地球对它的万有引力,而应该等于万有引力减去科里奥利力(维持跟地球一起自转的向心力)。可是,300多年前的牛顿认识不到这一点。因为万有引力也好,重力也罢,甚至力这个基本概念,在那时还没影儿呢!这一切的起源,还要从那个苹果的往事说起。 牛顿是幸运的,他没住在海南岛,要不砸中他的是椰子,不是苹果。要不就脑袋开花到亚里士多德那里报道去了。牛顿同样是幸运的,因为苹果落地没有意外(如下图),要不也是命归黄泉回老家了。牛顿也挺遗憾的,如果威廉泰尔(英格兰民族英雄,以射苹果一事闻名)没被通缉的话,牛顿应该能更早地发现万有引力定律。 (苹果落地的意外与遗憾) 牛顿也是聪明好学的,好学的同义词是死脑筋、一根筋。因为千万只苹果落地了,砸到人脑袋的也不在少数,砸到一根筋的脑袋也同样少不了。可是,只有牛顿一个人问了个why?为什么苹果要落地?为什么它不飞上天?苹果呀苹果,你可曾告诉我?就这样,牛顿左思右想,终于领悟到:苹果要落地,因为地球不让它跑到天上去。也即:地球对苹果存在某种吸引作用。这便是万有引力的雏形。然后牛顿把这个想法推广到了星球为什么围绕太阳转这个问题。然后发现了万有引力定律!这是一个很美丽的故事,似乎合理的天衣无缝。可我要告诉您的是:牛顿同学纯粹在忽悠人! (千万只,苹果落了下来,可唯有你,问了why) (苹果呀苹果,你可曾告诉我,你为什么要落地?) (我要把苹果抛到天上去,因为天上有云彩,它会喜欢我的苹果的。) 实际上,苹果落地是重力作用。请各位翻一下中学课本,重力的定义是:由于地球吸引而造成的相互作用力。前面说过,重力不等于万有引力,因为地球本身在自转,万有引力还要分担一部分力来维持自转,否则你就被地球甩出十万八千里外了。所以,由苹果落地想到重力,那是很自然的,重力和质量成正比,那也是自然的。但是由重力想到天体之间的相互吸引力则有点不自然,人家火星也没成天往地球或者太阳上跑啊?凭啥说它也受到和地球表面物体所受的同样的力?实际上,如果没有伽利略和开普勒等人的先驱工作结论,牛顿则无法推导出万有引力定律:任何两个物体之间存在相互吸引作用,作用强度和两个物体的质量成正比,和它们之间的距离的平方成反比。具体推导过程很简单,还劳烦您去看看课本。再次提醒一下大家,力这个概念的严格定义,是由牛顿本人创造的,这点在后面的《水煮物理》会涉及到。说牛顿是编造苹果落地的故事可能证据不多,不过我相信牛顿也只是在某次开会时候调侃了这么一下,没想到就被人传颂几百年了。还好人家牛顿一向是自我感觉良好的人,这点故事加上他什么煎手表之类的故事能让人们津津乐道就是他最大的满足。正如那位梦见蛇咬住自己尾巴而想出苯环结构的化学家一样,科学有时候也需要一点点润滑剂,要不只有公式就实在太枯燥了! 插一个小故事:说是某船长从冰岛装了几万吨大豆想要卖到南美洲去,可是经过赤道附近的时候发现无端少了几吨。找了全体船员来问,也没查出个究竟。等到了目的地才发现,丢失的大豆又自动回来了。这个故事就是海南岛的苹果熟了(最好说是椰子)典型案例重力加速度在赤道最小、两极最大。我也一直怀疑这故事是中学老师编造来糊弄咱学识浅薄的学生的,因为即使重力加速度不同,大豆的称量出来的重量实际上还依赖于所用的秤,至于为什么,聪明的读者您肯定能想到。故事终究只是故事,牛顿的苹果砸在了俺头上看似圆滑却难免有编造的劣迹,后来他说其实被苹果砸中是必然的,正如发现万有引力是必然的一样,这句话才比较靠谱。 (被苹果砸是必然的牛顿如是说) 让我们去剑桥大学三一学院看看牛顿在下面睡午觉的苹果树。不用说,挺不起眼的,这小破树下面乘凉都困难,何况睡午觉。大概牛顿喜欢这颗小矮树吧,赋予点特殊意义也无可厚非。虽然说不到苹果树下坐坐哪来万有引力定律呢?可对于咱中国人民来说,某大学里即使有这样的苹果树,等上面有了苹果,也等不到秋天熟了,也早没了(桃李不言、下自成蹊)。所以,即便明知道牛顿是编的故事,咱也得感叹,这苹果往事,还是西方搞得好! (传说中的牛顿苹果树 ) (不在苹果树下坐坐哪来万有引力定律?【图中字有误】) 有趣的是,历史上拿苹果说事的,牛顿不是第一个。且不说亚当夏娃偷吃的禁果,老早老早以前,在希腊神话里就有金苹果的故事。三位天上最为PP的神仙MM还要争究竟谁最漂亮,胜者获得那个金苹果。不幸的是,这场金苹果之争引起了最后的特洛伊战争,历史上说也是两个男人争一个女人的故事,和咱赤壁之战不相上下。艾,还不如让三位肥佬来抢这个金苹果呢! (持金苹果的女神卢浮宫艺术展) (金苹果到底给谁呢?) 现代的苹果,我们阿甘兄弟投资的水果公司,他们的商标实际上就是按照牛顿的苹果故事来的。起初苹果公司的商标非常复杂还有刻字,后来逐步变成现在的样子:被微软虫子咬了一口的烂苹果。若看看苹果病毒的模样,就能得到更为深刻一些的印象了。 (苹果公司商标的变迁) (苹果病毒) 当牛顿的苹果掉进了艺术殿堂,它又获得了许多新鲜的面孔。诸位不妨欣赏一下,权当一笑。 (牛顿的艺术苹果) (纪念牛顿的苹果邮票) (左:伽利略也喜欢扔苹果。右:伊拉克人民不要飞弹要苹果。) (我也要个大苹果) 最后让咱们用画家给小朋友们画的苹果结束这个专题吧。 一颗苹果掉下来,不知此树是谁栽? 总是瓜熟蒂必落,还好被我捡起来! 更多相关博文请访问 【 若水阁 】(参赛科学博客) , 欢迎 投票 支持我的博客! http://www.penrosent.cn/ 之零:物理当然很有趣 之一:物理是谁他妈生的? 之二:物理的第一次 之三:有关吃饭问题 之四:裸奔之行为艺术 之五:偷窥上帝的秘密 之六:扒掉皇帝的新衣 之七:数典不能忘祖 之八:蒙娜丽莎的智慧 之九:空即是色 之十:仰望星空的人
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伟大的牛顿让可怜的莱布尼茨心碎
shareworld 2008-10-30 22:00
大名鼎鼎的牛顿,伟大的牛顿,他取得的成就灿烂辉煌。在力学方面,他不仅发现了三大定律,构筑起力学的大厦,而且推导出万有引力公式,对宇宙的运行给出了美丽的解释。在光学方面,他将白色光成功地分解成了赤橙黄绿青蓝紫,提出了光具有粒子特性,还制造了第一台反射望远镜。在数学方面,他以流数的形式发明了微积分。而且,随着你的学历升高,你将会接触到更多以牛顿命名的公式和定理。伟大的牛顿!他用那伟大的天才,生动地证明了这样一句话:天才是几千年宇宙的精华。 然而牛顿是人,而不是神。伟大的牛顿曾经干过不少龌龊的事,和莱布尼茨关于微积分发明权的争论,就是其中之一。 关于这件事情,霍金在他的《时间简史》一书中说得很清楚: 他(牛顿)和德国哲学家高特夫瑞德莱布尼兹之间发生了更严重的争吵。莱布尼兹和牛顿各自独立地发展了叫做微积分的数学分支,它是大部分近代物理的基础。 虽然现在我们知道,牛顿发现微积分要比莱布尼兹早若干年,可是他很晚才出版他的著作。随着关于谁是第一个发现者的严重争吵的发生,科学家们激烈地为双方作 辩护。然而值得注意的是,大多数为牛顿辩护的文章均出自牛顿本人之手,只不过仅仅用朋友的名义出版而已!当争论日趋激烈时,莱布尼兹犯了向皇家学会起诉来 解决这一争端的错误。牛顿作为其主席,指定了一个清一色的由牛顿的朋友组成的公正的委员会来审查此案。更有甚者后来牛顿自己写了一个委员会报告,并让 皇家学会将其出版,正式地谴责莱布尼兹剽窃。牛顿还不满意,他又在皇家学会自己的杂志上写了一篇匿名的、关于该报告的回顾。 牛顿和莱布尼茨的争论,在他那个年代,一直闹得很凶,一度阻碍了科学的发展。   后来由于牛顿的导演和亲自出马、匿名运作,形成势不两立的两派。以英国为一派包括英国著名数学家泰勒和麦克劳林都认为莱布尼兹是抄袭者。另一派是欧洲大陆的 数学家,包括著名数学家约翰伯努利等为一派认为牛顿是抄袭者。争论双方停止学了术交流,不仅影响了数学的正常发展,也波及整个自然科学领域,以致发展到 英德两国之间的政治摩擦。自尊心很强的英国民族抱住牛顿的概念和记号不放,拒绝使用更为合理的莱布尼兹的微积分符号和技巧,致使整个18世纪英国在数学发 展上大大落后于欧洲大陆,这场由牛顿导演捍卫牛顿的战斗,使英国人吃了大亏。莱布尼兹生命中的最后7年,是在别人带给他和牛顿关于微积分发明权的争论中痛 苦地度过的。据报道,莱布尼兹死后牛顿为能使莱布尼兹心碎而幸灾乐祸 (Following Leibniz's death, Newton reported that he had taken great satisfaction in breaking Leibniz's heart.)。 有点失望,不是吗?牛顿这么伟大的科学家,竟然会干出这样龌龊的事情来。不要这样,我们不是说过了吗?牛顿是人,不是神。牛顿作为一个人所表现出来的私欲和贪婪,以及最后那洋洋得意的小人心理,不要过分奇怪。牛顿已经死了,他化作了天上的星星,但是我们应该从他的事情中学会清醒,科学家的道德水平,并不能和他的学问水平成正比。 抛开远的例子不说,就拿现在的博客比赛来讲吧,只要你留心看看,总能发现一些为人所不齿的事情发生。刚刚开赛的时候,不就有两名作弊的选手被清退吗?在今后的时间里,难保不再发生类似的事情。我们只能把希望寄托在组委会身上,希望能够得到一个公平公正的环境。 希望在科学的领域,少一些欺诈和权术,多一些公平和正义。 左面是莱布尼茨,右面是牛顿 上一篇: 由哥伦布再坚持三天想到的 下一篇: 张老师,你还这样讲语文课吗?
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为歌颂牛顿的诗续貂
jlpemail 2007-6-13 09:08
英国诗人A.Pope(1688--1744)写的诗,被刻录在了牛顿的墓志铭上: 自然和自然规律隐藏在黑夜之中, 上帝说牛顿降生吧, 一切就有了光明; 还有两种译文:起初,自然和自然法则在黑夜中隐藏:神说,要有 牛顿 于是,一切就都被光芒照亮。 自然和自然规则在黑夜中躲藏,主说,让人类有 牛顿 !于是一切被光照亮。 而原文是:Nature and Nature's laws lay hid in night; God said, Let Newton be! and all was light. (原文的Nature and Nature's 是压了头韵的,这用中文表达出来需要感谢自然。可是;后文的翻译需要推敲。) 有人续之以如下: 但是,光明并不长久,魔鬼又出现了, 上帝咆哮说:呵!让爱因斯坦降生吧, 就恢复到如今这个样子。 但是,爱因斯坦也留下了遗憾,比如 统一场的问题,于是,有人再次续貂: 爱因斯坦,已经老去容颜, 幸好,霍金已经接上了班 于是,在黑洞的边缘 泄露出希望的光线。 实际上,科学需要感谢魔鬼们,在不断解决魔鬼问题之后, 科学的新理论才不断地创立、更新并且完善。
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GMT+8, 2024-4-25 08:42

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