科學(xué)之祖 泰勒斯
親愛的先生們,我們或許追求不同,也許你喜歡金錢,也許你喜歡女人,而我則不同,只以追求科學(xué)知識(shí)為光榮。
——泰勒斯
泰勒斯是西方思想史上第一個(gè)有名字留下來的哲學(xué)家。大約公元前624年,他降生在希臘古殖民城邦米利都(Miletus,今屬土耳其)的一個(gè)奴隸主貴族家庭。由于家庭地位的優(yōu)越,他從小就受到了良好的啟蒙教育。
早年泰勒斯曾作為一個(gè)商人,游歷過很多東方國家,積累了廣博的知識(shí)。在古巴比倫,他學(xué)會(huì)了觀測日食月食和測算海上船只距離;在埃及,他了解了土地丈量的方法和規(guī)則等;但對他影響最為深遠(yuǎn)的是在美索不達(dá)米亞平原,在這里學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)和天文學(xué)知識(shí),從此奠定了他向數(shù)學(xué)和天文學(xué)進(jìn)軍的知識(shí)基礎(chǔ)。
尋求證明是古希臘人原本就有的求索精神,而泰勒斯則把這種精神和思想移植到了幾何的研究上。他首先把埃及的地面幾何演變成平面幾何學(xué),這樣一來就把形象的地面圖形演變成了有很強(qiáng)邏輯性的理論,使之具有普遍意義。這對幾何學(xué)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用,因此他當(dāng)之無愧地成為古希臘幾何學(xué)的先驅(qū)。 在數(shù)學(xué)上引入命題證明的思想,是泰勒斯最大的成就。他把各種定理之間的內(nèi)在聯(lián)系通過邏輯證明體現(xiàn)了出來,使數(shù)學(xué)構(gòu)成一個(gè)嚴(yán)密的體系,為還處于混沌愚昧狀態(tài)的人們做出了巨大的貢獻(xiàn),并為數(shù)學(xué)的下一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。這種思想的引入標(biāo)志著人們對客觀事物從經(jīng)驗(yàn)上的認(rèn)識(shí)上升到了理論上的思考,這在數(shù)學(xué)史上是一次非比尋常的跨躍。
泰勒斯不僅是眾多基本定理的發(fā)現(xiàn)者(如:“直徑平分圓周”、“等腰三角形底角相等”等),還是將數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生活當(dāng)中的實(shí)踐者。相傳他在晴朗的天氣里來到了金字塔前,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例的數(shù)學(xué)原理,測算出了金字塔的高度。這種測量就是歷史上著名的“泰勒斯測量法”,曾在埃及得到了廣泛的運(yùn)用。
泰勒斯對天文學(xué)的癡迷和造詣完全不亞于數(shù)學(xué)。據(jù)說有一天晚上,泰勒斯走在曠野之間,沉浸在滿天星斗之中,竟忘了自己還在走路。結(jié)果掉進(jìn)一個(gè)坑里,差點(diǎn)摔死。當(dāng)別人把他救出來時(shí),他的第一句話卻是告訴那人明天會(huì)下雨!這位只顧觀看天空卻不看腳下的天文學(xué)家還對太陽的直徑進(jìn)行了計(jì)算,并且成功預(yù)測了公元前585年5月28日的日全食,從而巧妙地結(jié)束了一場持續(xù)五年之久的戰(zhàn)爭。
晚年泰勒斯的研究轉(zhuǎn)向了哲學(xué)領(lǐng)域,并成為古希臘最早的哲學(xué)學(xué)派——愛奧尼亞學(xué)派的創(chuàng)始人。他認(rèn)為世界本原是水,“水是最好的”、“水生萬物,萬物復(fù)歸于水”。有這樣的心得來源于他早年向埃及人學(xué)習(xí)觀察洪水的體會(huì)。在尼羅河每年漲退的記錄和自己的觀察中,他發(fā)現(xiàn)每次洪水退后,在留下肥沃的淤泥中蘊(yùn)藏著無數(shù)微小的胚芽和幼蟲。他把這一現(xiàn)象與神造宇宙的神話結(jié)合起來,得出了萬物由水生成的哲學(xué)思想。
大約在公元前546年,古希臘智慧的第一個(gè)人泰勒斯去世了。他死后,人們在其墓碑上所鐫刻的頌詞充分顯示了對他的敬仰:“他是一位圣賢,又是一位天文學(xué)家,在日月星辰的王國里,他頂天立地、萬古流芳?!北蛔馂椤跋ED七賢之首”、“科學(xué)之祖”的泰勒斯,一生的研究幾乎涉獵了當(dāng)時(shí)人類的全部思想和活動(dòng)領(lǐng)域,有這樣的頌詞也是當(dāng)之無愧的。
“萬物皆數(shù)”的創(chuàng)立者 畢達(dá)哥拉斯
畢達(dá)哥拉斯是科學(xué)思維的萌芽同幻想間的一種聯(lián)系。
——列寧
“勾三股四弦五”,是現(xiàn)在的我們耳熟能詳?shù)摹肮垂啥ɡ怼敝械囊粋€(gè)特例,它早在西漢的數(shù)學(xué)著作《周髀算經(jīng)》中就已經(jīng)出現(xiàn)。遺憾的是,我們的祖先沒能從特例中發(fā)現(xiàn)這一定理的普遍意義,而拱手將這一定理的發(fā)現(xiàn)權(quán)及冠名權(quán)讓給了古希臘著名的數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯。他第一個(gè)用演繹法證明了直角三角形斜邊平方等于兩直角邊平方之和,因而這條定理在西方以他的名字命名,被稱為“畢達(dá)哥拉斯定理”。
大約在公元前572年,畢達(dá)哥拉斯出生于愛琴海中的薩摩斯島。自幼聰明好學(xué),曾在名師門下學(xué)習(xí)幾何學(xué)、自然科學(xué)和哲學(xué),后來因?qū)|方的向往,游歷了巴比倫、印度和埃及,吸收了阿拉伯文明和印度文明,大約在公元前530年才返回希臘,創(chuàng)建了自己的學(xué)派。此后他一邊從事教育,一邊從事數(shù)學(xué)研究。
“勾股定理”是畢達(dá)哥拉斯一個(gè)最具代表的數(shù)學(xué)成就,關(guān)于這一定理的發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)有趣的故事。
相傳,畢達(dá)哥拉斯應(yīng)邀參加一次豪華宴會(huì),不知道什么原因,大餐遲遲不上桌。善于觀察和理解的畢達(dá)哥拉斯沒有注意到這些,而是被腳下排列規(guī)則、美麗的方形石磚所深深吸引。他并不是欣賞它們的美麗,而是思考它們和“數(shù)”之間的關(guān)系。于是,在大庭廣眾之下,他蹲在地板上,拿了畫筆在選定的一塊石磚上以它的對角線蕪畫一個(gè)正方形,結(jié)果驚奇地發(fā)現(xiàn)這個(gè)正方形面積恰好等于兩塊磚的面積和。開始他以為這只是巧合,但當(dāng)他把兩塊石磚拼成的矩形之對角線作另一個(gè)正方形時(shí),這個(gè)正方形之面積相當(dāng)于5塊石磚的面積。這也就是說它等于以兩股蕪作正方形面積之和。
畢達(dá)哥拉斯被這一驚奇的發(fā)現(xiàn)驚呆了,他明白這絕不是一種巧合?;氐郊液螅肿髁诉M(jìn)一步演算,最終證明了“勾股定理”。據(jù)說,他為了慶祝這一偉大的發(fā)現(xiàn),特宰殺了一百頭牛,在學(xué)院里大擺宴席狂歡。
對數(shù)的研究,畢達(dá)哥拉斯達(dá)到了癡迷的程度,且把它神秘化。他認(rèn)為數(shù)是眾神之母,是普遍的源頭,并把它上升到了美學(xué)高度,讓人們站在審美的角度來理解“數(shù)”,理解“和諧”和“美”。
除將“數(shù)的和諧”用在美學(xué)上外,畢達(dá)格拉斯還將這種思想引向了音樂。他發(fā)現(xiàn):豎琴每一條弦的長度如果呈一定的比例,這些琴弦發(fā)出的聲音就會(huì)很清晰。琴弦的長度可以用數(shù)字表示(這也就是我們所知的五線譜的最早來歷了),所以畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為,美麗的音色背后存在著“數(shù)字”,因此他為音樂創(chuàng)造出了數(shù)學(xué)性的規(guī)則,故而也被稱為“音樂鼻祖”。
球形是最完美的幾何體,畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為大地也應(yīng)該是球形。在此基礎(chǔ)上,他提出了太陽、月亮和行星作均勻圓周運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),這一觀點(diǎn)直到17世紀(jì)初德國天文學(xué)家開普勒的出現(xiàn)才被打破。此外,他還認(rèn)為10是最完美的數(shù),推斷天上發(fā)光運(yùn)動(dòng)天體也必然是10個(gè)。
畢達(dá)哥拉斯的哲學(xué)是和數(shù)學(xué)分不開的,他把自己在數(shù)學(xué)上的思想引到了哲學(xué)上,總結(jié)出一句話就是“萬物皆數(shù)”,“數(shù)是萬物的本質(zhì)”。在對宇宙本源的認(rèn)識(shí)上,他把數(shù)理解為是自然界的形式和形象,是一切事物的總根源。有了數(shù),才有幾何學(xué)上的點(diǎn),有了點(diǎn)才有線、面和立體,有了立體才有火、氣、水、土這四種元素,從而構(gòu)成了世間萬物。這些觀點(diǎn)雖然帶有很強(qiáng)的主觀色彩,但是對后來美學(xué)的發(fā)展卻起著深遠(yuǎn)的影響。
在歷史上,關(guān)于畢達(dá)哥拉斯的傳說幾乎是一堆難分難解的真理與荒誕的混合,羅素甚至形容他為:“一種愛因斯坦與艾地夫人的混合?!贝送猓⒌挠凶诮躺实漠呥_(dá)哥拉斯學(xué)派,持續(xù)繁榮了兩個(gè)世紀(jì)之久。他的思想主要是通過這一學(xué)派得以繼承和傳播。
大約公元前497年,畢達(dá)哥拉斯在林敦(今意大利南部塔蘭托)去世,但他在科學(xué)上所作出的貢獻(xiàn)是永遠(yuǎn)不可磨滅的,他把對數(shù)學(xué)的理解發(fā)展到哲學(xué)上的意義,一直影響到今天,特別是“數(shù)的和諧”思想至今仍是現(xiàn)在美學(xué)的最高最求。
幾何學(xué)之父 歐幾里德
一個(gè)人當(dāng)他最初接觸歐幾里得幾何學(xué)時(shí),如果不曾為它的明晰性和可靠性所感動(dòng),那么他不會(huì)成為一個(gè)科學(xué)家。
——愛因斯坦
很難想象:我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的普通幾何學(xué)體系,是由古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里德在公元前300年創(chuàng)立的。從那時(shí)到現(xiàn)在,在
2000多年的漫長歷史長河里,他編寫的《幾何原本》一直都被看作是學(xué)習(xí)幾何的標(biāo)準(zhǔn)課本。
歐幾里德大約公元前330年出生于希臘麥加拉,卒于公元前275年。早年,他在雅典柏拉圖學(xué)院求學(xué),對數(shù)學(xué)、天文以及柏拉圖的學(xué)說都十分精通,并成為了當(dāng)時(shí)著名的學(xué)者。大約在他30歲時(shí),受托勒密王的邀請來到亞歷山大,并在那里定居下來。
亞歷山大是當(dāng)時(shí)希臘的政治文化中心,吸引了大批的學(xué)者到此游學(xué)。歐幾里得利用這一優(yōu)勢結(jié)識(shí)了很多淵博的學(xué)者,他們互相交流研究的成果和思想。這使得歐幾里得的思想也隨之開闊起來,為他編寫《幾何原本》積累了豐富的材料。 古希臘哲學(xué)家對數(shù)學(xué)研究有著十分悠久的歷史。歐幾里德以前曾出版過一些幾何學(xué)著作,但都是討論某一方面的問題,內(nèi)容也不夠系統(tǒng)。在古希臘先前數(shù)學(xué)家成果的基礎(chǔ)上,歐幾里得的《幾何原本》大約在公元前300年問世了,這一著作建立起來的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)體系標(biāo)志著幾何學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科。同時(shí),這部著作也是歐幾里德對公元前7世紀(jì)以來希臘幾何成果的繼承與創(chuàng)新,這對數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展以及對西方人的整個(gè)思維方法都產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。
最初用希臘文寫成的《幾何原本》自產(chǎn)生之后,就作為教科書而廣泛流傳,至今已有兩千多年。據(jù)說現(xiàn)在達(dá)到了一千多個(gè)版本。這本書對后世產(chǎn)生了無法估量的影響,許多科學(xué)家都竭力效仿歐幾里德,試圖把自己所有的結(jié)論都合乎邏輯地從少矢個(gè)原始條件下推導(dǎo)出來。其中最為突出的就是艾薩克·牛頓,他的偉大著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》就是用《幾何原本》相類似的形式寫成的。
除《幾何原本》之外,歐幾里德還著有《數(shù)據(jù)》、《圖形分割》、《論數(shù)學(xué)的偽結(jié)論》、《光學(xué)》、《反射光學(xué)之書》等著作,其中《光學(xué)》中對入射角和反射角進(jìn)行了研究,并得出兩者相等的結(jié)論,即最初的光的反射定律。
作為一位治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)者和溫良敦厚的教右,歐幾里德反對任何人在做學(xué)問時(shí)投機(jī)取巧和追求名利。盡管歐幾里德在幾何學(xué)的簡化上做了很多努力,但作為他學(xué)生的托勒密王還是不能理解。于是,托勒密王向歐幾里德討教:是否有一條學(xué)習(xí)幾何的捷徑?
歐幾里德回答道:“在幾何學(xué)里,大家只能走一條路,沒有專為國王鋪設(shè)的大道?!边@句話已成為千古傳誦的學(xué)習(xí)箴言。
力學(xué)之父 阿基米德
給我一個(gè)支點(diǎn),我可以撬起地球。
——阿基米德
在科學(xué)發(fā)展史上,除了牛頓和愛因斯坦,阿基米德是另一位為人類進(jìn)步和科學(xué)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)的人。即使是牛頓和愛因斯坦這樣的科學(xué)巨匠,他們身上的光輝也沾染了阿基米德身上的靈感與智慧。他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想化身”。文藝復(fù)興時(shí),達(dá)·芬奇和伽利略等人都拿他來當(dāng)做自己學(xué)習(xí)的楷模。
阿基米德誕生于富有傳奇色彩的西西里島的敘拉古(今意大利錫拉庫薩)。身為貴族的阿基米德在11歲時(shí),借助與王室的關(guān)系,只身前往亞歷山大城學(xué)習(xí)。
亞歷山大位于尼羅河口,是當(dāng)時(shí)著名的經(jīng)濟(jì)文化中心,雄偉的博物館和圖書館吸引了各地的人才會(huì)聚與此。阿基米德在這個(gè)被世人譽(yù)為“智慧之都”的地方學(xué)習(xí)和生活了許多年,并且和游學(xué)到這里的人建立了深厚的友誼。在和這些學(xué)者朋友的交往中,他對數(shù)學(xué)、力學(xué)和天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在學(xué)習(xí)天文學(xué)時(shí),他發(fā)明了用水利推動(dòng)的星球儀,并從星球儀斗轉(zhuǎn)星移的變幻中悟到了地球的形狀和運(yùn)動(dòng)的方式。當(dāng)他的這些成果再次被哥白尼提及的時(shí)候,時(shí)間已經(jīng)過去了
1800年……
公元前240年,帶著一身博學(xué)回到敘古拉城的阿基米德,把為解決用尼羅河水灌溉土地而特意發(fā)明的圓筒狀的螺旋揚(yáng)水器帶回了王國。這為人們的生活生產(chǎn)解決了許多問題,后人稱它為“阿基米德螺旋”。不久,他被希羅王聘請為顧問。
關(guān)于阿基米德的故事很多,比如,他在洗澡的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了浮力定律,高興得光著身子跑出了家門;與希羅王辯論,尋求一個(gè)支點(diǎn)要把地球撬起等等,這些只是他科學(xué)成就的很小一部分。在他用希臘文寫成的數(shù)學(xué)著作里,他的科研方法是先設(shè)立若干定義和假設(shè),然后再依次證明,其體例頗有歐幾里德《幾何原本》之風(fēng)。其作品《論球和圓柱》、《圓的度量》、《拋物線求積》、《論螺線》等,既繼承和發(fā)揚(yáng)了古希臘研究抽象數(shù)學(xué)的科學(xué)方法,又使數(shù)學(xué)的研究和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來,這在科學(xué)發(fā)展史上的意義是重大的,對后世的影響是極為深遠(yuǎn)的。故而,他被高斯評價(jià)為:“有史以來最偉大的數(shù)學(xué)家”。
阿基米德也是一位力學(xué)家,有“力學(xué)之父”之稱。除聞名于世的浮力定律外,在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,他還系統(tǒng)地研究了物體的重心和杠桿原理,提出了精確地確定物體重心的方法,嚴(yán)格的證明了杠桿原理,為靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在研究機(jī)械的過程中,杠桿原理為他提供了很大的幫助,為此他制造出許多省力輕便的機(jī)械。
阿基米德不僅有著突出的科學(xué)成就,還有著一顆極強(qiáng)的愛國之心。傳說羅馬軍隊(duì)入侵?jǐn)⒗艜r(shí),已過古稀之年的阿基阿米德指導(dǎo)同胞們制造了投石機(jī)、鐵爪式起重機(jī)等很多非常有效的攻防武器,打得侵略軍落花流水。另一個(gè)難以置信的傳說是,他指導(dǎo)敘拉古人民利用凹面鏡的聚焦反射陽光,將羅馬軍隊(duì)的木制戰(zhàn)艦上的帆焚燒。羅馬士兵被這“天降神兵”嚇得膽戰(zhàn)心驚,一見到有繩索或木頭從城里扔出,他們就驚呼“阿基米德來了”,隨之抱頭鼠竄。
公元前212年,圍城三年的羅馬人在趁敘拉古城防務(wù)稍有松懈的情況下,大舉進(jìn)攻敘拉古,不久城門被攻破。此時(shí)的阿基米德還沉浸在一道深?yuàn)W的數(shù)學(xué)題之中。一個(gè)羅馬士兵闖入,用雙腳踐踏了他在地上所畫的幾何圖形。滿懷憤怒的阿基米德起身與之爭論,不料殘暴無知的士兵舉刀一揮,一位璀璨的科學(xué)巨星就此隕落了。
對于阿基米德被殺,羅馬將軍馬塞勒斯甚委痛,并為之奧悔不已。除嚴(yán)肅處理這個(gè)士兵外,還親自將阿基米德的遺體厚葬,并在其墓碑上刻著一個(gè)圓柱內(nèi)切球的圖形,以紀(jì)念他在科學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)。這也是阿基米德生前曾流露過的愿望。
明代“醫(yī)圣” 李時(shí)珍
百病必先治其本,后治其標(biāo)。
——李時(shí)珍
《本草綱目》被世界醫(yī)學(xué)界譽(yù)為中國醫(yī)藥的寶書、“東方醫(yī)藥巨典”,這部書是李時(shí)珍傾注了自己半生的精力,翻遍了所有的藥典,走遍了全國山山水水,冒著生命危險(xiǎn)親嘗百草,歷時(shí)近三十年才完成的醫(yī)藥巨著。它不僅為后人留下了無盡的寶貴財(cái)富,還留下了一種為科學(xué)舍生忘死的獻(xiàn)身精神。
李時(shí)珍,字東璧,號瀕湖,罕蘄(今罕省蘄春縣)州人,生于明武宗正德十三年(公元
1518年),卒于神宗萬歷二十一年(公元
1593年)。出身于世醫(yī)之家的李時(shí)珍,祖父和父親都是當(dāng)?shù)氐拿t(yī)。但那個(gè)年代民間醫(yī)生的地位很低,李家常受官紳的欺侮。所以他的父親讓其讀書應(yīng)考,希望他能進(jìn)入官場以光耀門楣,出人頭地。李時(shí)珍按照父親的意愿,刻苦攻讀,14歲便中了秀才,但在接下來的三次考試中均名落孫山。李時(shí)珍厭倦了空洞乏味的八股文,便放棄了科舉做官的打算,專心學(xué)醫(yī)。
自幼喜歡讀書的李時(shí)珍博學(xué)多才,放棄科舉后,他更是把全部精力都放在醫(yī)書上。據(jù)說他居家十年不曾出門,幾乎讀遍了所有的醫(yī)書,認(rèn)真研讀并且還以醫(yī)生自居。日積月累,他的醫(yī)術(shù)大有進(jìn)步,名聲遠(yuǎn)揚(yáng)。許多王公大臣聽說后,也請他來為自己的家人看病。
當(dāng)時(shí)封藩在蘄州的富順王朱厚焜,特請李時(shí)珍到王府為自己的兒子診病。富順王的兒子愛吃燈花、生米、泥土,李時(shí)珍根據(jù)上述癥狀,診其為蟲病,于是用殺蟲藥物治好了這種怪病。
不久,此事傳到封藩在武昌的楚王耳中,楚王又把李時(shí)珍請去當(dāng)侍醫(yī)。一天,楚王的兒子突然昏厥不省人事,李時(shí)珍根據(jù)中醫(yī)理論,大膽施藥,從死亡邊緣救回了世子的性命。楚王霧示感謝,特招聘李時(shí)珍為楚王府“奉祠正”(掌祭祀禮節(jié)的官),并且兼管王府的“良醫(yī)所”。在此期間,他曾治愈許多疾病,楚王多次欲重金酬謝,但都被李時(shí)珍婉言拒絕。
在長期地閱讀和臨床實(shí)踐中,李時(shí)珍發(fā)現(xiàn)古代的本草書籍中對藥品的記述不但繁雜而且還有很多的錯(cuò)誤,甚至許多毒性藥品,竟被認(rèn)為是可以“久服延年”的藥品。于是,他決心重新編纂一部內(nèi)容豐富且更為可靠的本草書籍來糾正現(xiàn)存醫(yī)藥典籍的錯(cuò)誤。
大約在38歲時(shí),李時(shí)珍被舉薦進(jìn)了太醫(yī)院作了太醫(yī)院院判。當(dāng)時(shí)的太醫(yī)院被一些庸醫(yī)弄得烏煙瘴氣。李時(shí)珍在此只任職了一年,便辭職回鄉(xiāng)。進(jìn)入太醫(yī)院,對他影響最大的不是這個(gè)官職,而是太醫(yī)院皇家珍藏的藥典醫(yī)書。在那里,他讀了大量的皇家藥典,醫(yī)藥知識(shí)得到了突飛猛進(jìn)的增長。
一本藥典的編撰在古代是一個(gè)浩大的工程,為了做好編寫的準(zhǔn)備工作,李時(shí)珍閱讀了大量參考書,家里的醫(yī)書早就讀完了,他就利用行醫(yī)的機(jī)會(huì),四處借書,據(jù)說還向楚王府和太醫(yī)院借過書。雖然翻閱了很多書,但他發(fā)現(xiàn)古書中存在的一些問題和錯(cuò)誤依然不能解決。這使得李時(shí)珍陷入了困境。
后來,在父親的引導(dǎo)下,李時(shí)珍意識(shí)到亦寫這部書,不僅要“讀萬卷書”,還要 “行萬里路”。于是,他開始采取 “搜羅百氏” 和“采訪四方”的戰(zhàn)略,深入群山溝壑,遍訪名醫(yī)宿儒,搜尋民間藥方,收集藥物標(biāo)本。
就這樣,李時(shí)珍經(jīng)過長期的實(shí)地調(diào)查,并參考大量的醫(yī)藥書籍解決了許多疑難問題,終于在他61歲的時(shí)候完成了這部醫(yī)藥名著《本草綱目》。全書共52卷 近200萬字,收錄植物藥物
1094種,礦物、動(dòng)物及其他藥798種,新增李氏藥物374種,收錄藥方
10000多個(gè),并附有大量的繪圖,這在我國醫(yī)藥史上是空前的。
《本草綱目》是我國古代最偉大的醫(yī)藥巨著之一,它全面系統(tǒng)地總結(jié)了明朝中期以前藥物學(xué)的成就,不僅把我國醫(yī)藥科學(xué)提高到了一個(gè)新的水平,而且對植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、化學(xué)以及礦物學(xué)的發(fā)展也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。這部書出版之后,很快就傳到國外,先后被譯成日、法、德、英等十幾種文字傳遍世界各地。
除對醫(yī)藥研究外,李時(shí)珍對診斷學(xué)、針灸學(xué)、中醫(yī)理論都做了深入的研究,也流下了大量的著作,如《瀕湖脈學(xué)》、《奇經(jīng)八脈考》以及《五臟圖論》等,這些都是我國中醫(yī)學(xué)的瑰寶。此外,李時(shí)珍對歷史、文學(xué)上也有很深的造詣,并著有《唐律》和《詩話》等作品。
李時(shí)珍以畢生的精力為人類留下了寶貴的財(cái)富。他不僅對中醫(yī)藥學(xué)具有極大貢獻(xiàn),而且也推動(dòng)著自然科學(xué)的發(fā)展。
1593年,李時(shí)珍逝世后被安葬在罕省蘄春縣蘄州鎮(zhèn)竹林湖村。時(shí)至今日,當(dāng)?shù)氐闹嗅t(yī)每年清明都要到他的墓地祭拜,甚至還有人把墳頭上的青草帶回家以消病滅災(zāi)。
日心說的創(chuàng)立者 哥白尼
承認(rèn)地球?qū)τ谟钪娴倪\(yùn)動(dòng),終究是一件不可避免的事,因?yàn)檫@比認(rèn)定無數(shù)天體(其中許多都比地球更為光輝而龐大)把地球當(dāng)作中心的說法,要合情合理得多。
——哥白尼
16世紀(jì)以前,人們普遍接受托勒密的“地心說”, 認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的,其他的星體都圍著地球這一宇宙中心作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。“地心說”很好地迎合了《圣經(jīng)》中關(guān)于天堂、人間和地獄的說法,這與《圣經(jīng)》宣揚(yáng)的“神創(chuàng)論”不謀而合。因而教會(huì)借題發(fā)揮,賦予它神圣的光環(huán),從而使“地心說”就演變成了不可撼動(dòng)的“神圣經(jīng)典”。16世紀(jì)初,波蘭天文學(xué)家哥白尼出現(xiàn)了,他用太陽置換了地球在托勒密學(xué)說的地位。這無疑是刺穿“地心說”和教會(huì)權(quán)威的一把利劍,為現(xiàn)代天文學(xué)的到來打開了一扇天窗。
1473年2月19日,哥白尼出生于波蘭維斯杜拉河畔的托倫市的一個(gè)富裕家庭。雖然他是四個(gè)孩子中最小的一個(gè),但父親的去世,家庭的變故,使哥白尼從小沒有受到更多的關(guān)愛和呵護(hù)。好在做主教的舅舅盧卡斯心眼好,哥白尼才算有了一個(gè)完整的童年,且獲得了學(xué)習(xí)知識(shí)的機(jī)會(huì)。
在舅舅的資助下,哥白尼18歲時(shí)進(jìn)入克拉科夫大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。在學(xué)校,他受到人文主義者、數(shù)學(xué)教授布魯楚斯基的熏陶,對天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
1496年,哥白尼來到文藝復(fù)興的策源地意大利。在這里,他遇見了對自己一生產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的天文學(xué)家福雷朗西斯。在他的諄諄教誨下,哥白尼對天文學(xué)由興趣愛好轉(zhuǎn)向了觀測和研究,并抱定獻(xiàn)身天文研究的志愿。
受舅父的推薦,哥白尼于
1497年被選為弗龍堡大教堂僧正。四年后,他從意大利回國,正式宣誓加入神父團(tuán)體,寫請假再次去意大利,在帕多瓦大學(xué)學(xué)習(xí)法律與醫(yī)學(xué)。
1503年,哥白尼在費(fèi)拉拉大學(xué)獲得教會(huì)法博士學(xué)位。
一次偶然機(jī)會(huì),哥白尼看到了古希臘人阿利斯塔克關(guān)于地球繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的學(xué)說。是真的還是假的?這在他心里打下了一個(gè)大大的問號。為了弄清楚這個(gè)學(xué)說的真?zhèn)?,他開始系統(tǒng)分析托勒密體系中的行星運(yùn)動(dòng)。結(jié)果他驚奇的發(fā)現(xiàn)每個(gè)行星都有三種共同的周期運(yùn)動(dòng),即:一日一周、一年一周和相當(dāng)于歲差的周期運(yùn)動(dòng)。哥白尼把這三種共同的周期運(yùn)動(dòng)放到地球上研究,從而消除了不必要的復(fù)雜性。在此基礎(chǔ)上,哥白尼的思想中產(chǎn)生了一個(gè)新的宇宙體系,即太陽居于宇宙的中心靜止不動(dòng),包括地球在內(nèi)的行星都繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的日心體系。
1506年,哥白尼從意大利回到波蘭。舅舅去世后,作為僧正的哥白尼在弗龍堡定居,并在護(hù)衛(wèi)大教堂的城墻上選了一座箭樓做宿舍。他把城墻上的平臺(tái)作天文臺(tái),以用來進(jìn)行天文觀測,這個(gè)地方后來被稱為“哥白尼吮。自17世紀(jì)以來,人們把它作為天文學(xué)的圣地保存下來。在這里,哥白尼寫成了“太陽中心學(xué)說”的提綱,并在
1516年寫成了著名的《天體運(yùn)行論》。
《天體運(yùn)行論》一書詳細(xì)系統(tǒng)地介紹了“日心說”,把統(tǒng)率整個(gè)宇宙的支配力量賦予了太陽,徹底明確地,并且從物理學(xué)的角度對日心地動(dòng)說可能遭到的責(zé)難給予了答復(fù),從而徹底批判了托勒密的“地心說”。但迫于教會(huì)的壓力,哥白尼遲遲不敢出版這本書。直到
1541年,他才下定最后決心,沖破一切阻力將他的著作付印。
1543年5月24日,當(dāng)這部巨著印好并送到久病的哥白尼床前時(shí),他用無力的手痙攣地抓住書本,一小時(shí)后便與世長辭了。
《天體運(yùn)行論》出版之后受到教會(huì)的強(qiáng)烈譴責(zé),教皇并下令將他的著作列入**。但這部書所產(chǎn)生的影響是禁止不住的。在接下的半個(gè)多世紀(jì)中,經(jīng)過伽利略、布魯諾、開普勒等人的繼承、傳播和發(fā)展,哥白尼的“日心說”引起的科學(xué)革命迅速席卷了整個(gè)歐洲。在這種強(qiáng)大歷史潮流下,教會(huì)殘酷黑暗的思想禁錮,已變得力不從心。
1816年,被禁止了3個(gè)世紀(jì)的“日心說”終于得到教會(huì)的承認(rèn),取得最終的勝利 。
哥白尼的偉大成就,不僅改變了那個(gè)時(shí)代人類對宇宙的認(rèn)識(shí),而且根本動(dòng)搖了歐洲中世紀(jì)宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ), 更重要的是,它鋪平了通向近代天文學(xué)的道路,開創(chuàng)了整個(gè)自然科學(xué)向前邁進(jìn)的新時(shí)代。正如恩格斯評價(jià)說:“從此自然科學(xué)便開始從神學(xué)中解放出來,獲得了新生,并開始大踏步前進(jìn)?!?br> 科學(xué)解剖學(xué)的奠基人 維薩里
我在這里并不是無端挑剔蓋侖的缺點(diǎn)。相反地,我肯定了蓋侖是一位偉大的解剖學(xué)家,他解剖過很多動(dòng)物。限于條件,就是沒有解剖過人體,以致造成很多錯(cuò)誤,在一門簡單的解剖學(xué)課程中,我能指出他二百種錯(cuò)誤。
——維薩里
作為近代人體解剖學(xué)創(chuàng)始人的維薩里是科學(xué)革命時(shí)期兩大代表人物之一,與哥白尼齊名。
1514年12月31日,安德烈·維薩里生于比利時(shí)布魯塞爾的一個(gè)醫(yī)學(xué)世家,曾祖、祖父、父親都是宮廷御醫(yī)。他從小受家庭環(huán)境的耳濡目染,閱讀了很多有關(guān)醫(yī)學(xué)方面的著作,并立志要做一名偉大的醫(yī)生。
青年時(shí)期的維薩里曾求學(xué)于蒙彼利埃和巴黎大學(xué),精通古羅馬醫(yī)學(xué)家蓋侖的著作。當(dāng)時(shí)巴黎大學(xué)的解剖課是操縱在不懂醫(yī)學(xué)的庸人手里的,他對如此的教學(xué)方法和這些人隨隨便便、亂割亂砍的解剖術(shù)非常不滿,于是他經(jīng)常外出尋覓尸體。因而,郊外無主墳地的殘骨,絞刑架下罪犯的遺尸都成了他搜尋的目標(biāo)。就這樣,他不顧嚴(yán)寒酷暑和腐爛尸體的惡臭,冒著把被抓、被殺的危險(xiǎn),只是為了尋求真理。
對于所搜尋到的每一塊骨頭,他都如獲至寶。精心包好帶回學(xué)校后,又在微弱的燭光下偷偷地徹夜觀察研究,直到弄明白為止。
維薩里在解剖學(xué)上的治學(xué)方法觸犯了舊的傳統(tǒng)觀念、沖擊了校方的陳規(guī)戒律而被開除學(xué)籍。后來,他在威尼斯共和國帕都瓦大學(xué)任教,并于
1537年12月6日獲得博士學(xué)位。
功夫不負(fù)有心人,根據(jù)他所積累的豐富經(jīng)驗(yàn),歷經(jīng)五年,維薩里于
1543年發(fā)表了劃時(shí)代的巨著《人體的結(jié)構(gòu)》。在這部書中,他首次正確地描述了靜脈和人類心臟的解剖,改正了蓋侖關(guān)于肝、膽管、子宮和頜骨等解剖上的錯(cuò)誤二百余處,給予了人們一個(gè)全新的人體解剖知識(shí)。從此后,解剖學(xué)才得以更加深入的發(fā)展,近代醫(yī)學(xué)也在這個(gè)基礎(chǔ)上逐步形成。
維薩里這本書的發(fā)表引起了當(dāng)時(shí)的解剖學(xué)家和醫(yī)生們的震驚,同時(shí)也引起了教會(huì)和以蓋侖的后繼者們?yōu)榇淼氖嘏f派攻擊。
在教會(huì)的迫害下,維薩里在《人體的結(jié)構(gòu)》一書出版的第二年,憤然離開帕都瓦前往西班牙,并擔(dān)任了國王查理第五的御醫(yī),從此中斷了對解剖學(xué)的研究。
但維薩里依然沒能躲過教會(huì)的魔爪。
1644年,宗教裁判所以他用活人做解剖為由,判處他死刑。原因是他為一名西班牙貴族做尸體解剖剖開尸體胸膛時(shí),監(jiān)視官認(rèn)定“死者”的心臟還在跳動(dòng),也就是說“死者”還沒有真正的死去。維薩里百口難辯,幸因國王庇護(hù),才免于死罪,改判往耶路撒冷朝圣。在返回途中,因航船遇險(xiǎn),不幸身亡,終年50歲。 代數(shù)符號之父 韋達(dá)
沒有不能解決的問題。
——韋達(dá)
韋達(dá)是法國16世紀(jì)最具有影響的數(shù)學(xué)家之一,
1540年出生在法國的普瓦圖。年輕時(shí)他做過律師,當(dāng)過議會(huì)的議員,還在西班牙的戰(zhàn)爭中為政府破譯過敵軍的密碼。
《應(yīng)用于三角形的數(shù)學(xué)定律》是韋達(dá)最早的數(shù)學(xué)專著之一,也是西歐第一部系統(tǒng)論述6種三角形函數(shù)解平面和球面三角形方法的著作之一。
在三角學(xué)的研究中,他還專門寫了一篇討論有關(guān)正弦、余弦、正切的一般公式的論文“截角術(shù)”。在這篇論文中,他首次把代輸換應(yīng)用到三角學(xué)中。這就是現(xiàn)代數(shù)學(xué)上的三角函數(shù)。三角函數(shù)的出現(xiàn)是幾何問題在代數(shù)上找到了表達(dá)的方式,這在數(shù)學(xué)史上具有劃時(shí)代的意義。這些成績中不論哪一項(xiàng)都可以使韋達(dá)在數(shù)學(xué)史上留下光輝的一頁。但他最重要的貢獻(xiàn)是系統(tǒng)地引入代數(shù)符號,極大地推進(jìn)了代數(shù)學(xué)的發(fā)展。
在韋達(dá)生活的年代,現(xiàn)存的數(shù)學(xué)符號和研究方法已不能滿足進(jìn)一步深入研究的需要,數(shù)學(xué)的研究陷入了困境,迫切需要新鮮血液注入。為了方便自己的研究和計(jì)算,他創(chuàng)設(shè)了大量的代數(shù)符號,大多用字母來代替未知數(shù)。在此研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行已知數(shù)、未知拾其乘冪的量運(yùn)算,并系統(tǒng)闡述和改良了三、四次方程的解法,帶來了代數(shù)學(xué)理論研究的重大進(jìn)步。因他在數(shù)學(xué)符號方面的突出成就而被稱為現(xiàn)代“代數(shù)符號之父”。
我們通常所說的一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,即韋達(dá)定理就是在他討論方程根的各種有理變換時(shí)發(fā)現(xiàn)的,這個(gè)定理的發(fā)現(xiàn)為方程計(jì)算找到了一個(gè)最便捷、最準(zhǔn)確的方法。
1603年12月13日韋達(dá)在巴黎逝世,但他創(chuàng)立的數(shù)學(xué)符號和發(fā)現(xiàn)的韋達(dá)定理永遠(yuǎn)留在了世間。 近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的奠基者 伽利略
真理不在蒙滿灰塵的權(quán)威著作中,而是在宇宙、自然界這部偉大的無字書中。
—— 伽利略
伽利略·伽利雷是意大利文藝復(fù)興后期偉大的科學(xué)家,也是近代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的開拓者,被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。作為一位維護(hù)真理而進(jìn)行不屈不撓的戰(zhàn)士,恩格斯曾贊美他是“不管有何障礙,都能不顧一切而打破舊說、創(chuàng)立新說的巨人之一”。
1564年2月15日,伽利略降生在意大利西部海岸的比薩城,其父親是一位音樂家。雖然家族此時(shí)已沒落了,但仍然可以說是出身名門。伽利略從父親身上遺傳了一頭火紅的頭發(fā)以及獨(dú)立和孤傲的性格。
10歲時(shí),伽利略被送到瓦洛姆布洛薩修道院,接受古典教育。從小喜歡機(jī)械和數(shù)學(xué)的他卻很快適應(yīng)了這種清凈的生活,這也一度讓父母擔(dān)憂他成為終生僧侶。于是,在他14歲時(shí),父親將他接回了家。17歲時(shí),雖遵父命入比薩大學(xué)學(xué)醫(yī),但孤傲的伽利略不顧教授們反對,獨(dú)自鉆研古籍、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。后來,家庭出現(xiàn)變故,無力負(fù)擔(dān)學(xué)費(fèi),伽利略沒有拿到畢業(yè)證書就離開了比薩大學(xué)。離開學(xué)校的他并沒有放棄對科學(xué)的執(zhí)著和追求。在此期間,他攻讀了許多科學(xué)著作,并做了大量的實(shí)驗(yàn),也發(fā)表了很多有影響力的論文,據(jù)說還發(fā)明了軍用指南針。
伽利略的論文和發(fā)明受到了科學(xué)界的關(guān)注,因而他從21歲就開始在大學(xué)教授數(shù)學(xué)課程。
1589年,年僅25歲的他因發(fā)表了一篇關(guān)于固體重心的論文,在科學(xué)界引起了廣泛關(guān)注。雖然沒有拿到畢業(yè)證,但比薩大學(xué)仍視伽利略為自己的驕傲。于是,比薩大學(xué)將他聘為數(shù)學(xué)教授。但在第二年,他就離開了比薩大學(xué)。這是因?yàn)橘だ栽诒人_斜塔實(shí)驗(yàn)時(shí)做了一個(gè)著名的試驗(yàn)——“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”,發(fā)現(xiàn)了“自由落體原理”,這個(gè)結(jié)果嚴(yán)重違背了教會(huì)宣揚(yáng)的思想。
離咳薩大學(xué),他來到威尼斯的帕多瓦大學(xué)任教。這段比較穩(wěn)定的生活,是伽利略從事科學(xué)研究的黃金時(shí)期。在這期間,伽利略對大量的物理學(xué)問題進(jìn)行了潛心研究,比如在力的合成方面,他提出了“合力定律”;在研究斜面運(yùn)動(dòng)和拋射運(yùn)動(dòng)時(shí),他發(fā)現(xiàn)了“慣性定律”,為牛頓的第一、第二定律奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)他還在熱學(xué)和液體力學(xué)上做了深入的研究,并發(fā)明了溫度計(jì)。
1609年夏天,伽利略在前往威尼斯的途中聽說:一個(gè)荷蘭商人重疊兩塊鏡片可以看清遠(yuǎn)處的景物,受此啟發(fā),那位商人制作了一架“觀遠(yuǎn)鏡”。伽利略聽到這個(gè)消息興奮不已,回去之后馬上著手研究。在弄清原理之后,立即動(dòng)手制作了一個(gè)能放大10倍的儀器,并給它起了一個(gè)好聽的名字“望遠(yuǎn)鏡”。
望遠(yuǎn)鏡被發(fā)明的消息傳出之后,立即風(fēng)靡了整個(gè)歐洲,但伽利略更為關(guān)注的是它的科學(xué)意義。在夜里,他用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察充滿無限奧秘的天空。當(dāng)群星閃爍的夜空、凹凸不平的月面,4顆衛(wèi)星環(huán)繞的木星等奇觀映入他的眼簾時(shí),他仿佛明白了這項(xiàng)發(fā)明的真正意義。
1610年,伽利略把先前的著作和發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了總結(jié)整理后以通俗形式發(fā)表,取名為《星空信使》。在這本書中雖然沒有指明“日心說”的觀點(diǎn),但在一定程度上支持了哥白尼的日心說。這部書一經(jīng)發(fā)行,便在歐洲引起了轟動(dòng),這也為他帶來了崇高的聲櫻此后他回到了佛羅倫薩,被聘為“宮廷哲學(xué)家”和“宮廷首席數(shù)學(xué)家”。但好景不長,
1613年他在《論太陽黑子》一文中宣揚(yáng)了哥白尼的日心說,再次觸怒了羅馬教廷,并逐漸失去了自由。從
1616年起,伽利略開始受到羅馬宗教裁判所長達(dá)二十多年的殘酷迫害。
1632年1月,伽利略在佛羅倫薩出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼的兩大世界體系的對話》。在這部書中,伽利略以雄辯家的文采和個(gè)人的魅力幫助確立了哥白尼日心說的地位。同年秋天,伽利略就遭到教會(huì)嚴(yán)刑審訊,被迫在悔過書上簽字,隨后被終身軟禁。
在被監(jiān)禁中,伽利略也從來沒有放棄對真理、對科學(xué)的探索,也許這就是他的性格。
1636年,伽利略偷偷地完成了《關(guān)于兩種新科學(xué)的對話》,并于
1638年在荷蘭出版。這部偉大著作論述了各種形式運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,從根本上否定了亞里士多德的運(yùn)動(dòng)學(xué)說。
1637年,伽利略的雙目完全失明,接著他唯一的親人——小女兒瑪俐亞先他而去。在背負(fù)失明之苦和喪女之痛下,伽利略仍舊沒有失去探求真理的勇氣。
1642年1月8日,78歲的伽利略離開了人間。但他畢生所捍衛(wèi)的真理和科學(xué)成就流傳了下來,成為后世進(jìn)一步探求真理的基石。惠更斯在伽利略研究的基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了單擺的周期公式和向心加速度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。而牛頓在系統(tǒng)地總結(jié)了伽利略、惠更斯等人的研究成果后,攀上了科學(xué)的巔峰。愛因斯坦曾這樣評價(jià):“伽利略的發(fā)現(xiàn),以及他所用的科學(xué)推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正的開端!”
天空立法者 開普勒
我從這個(gè)發(fā)現(xiàn)所得到的極度喜悅是無法用語言來表達(dá)的。我不怕任何麻煩,我不辭辛勞、日以繼夜地進(jìn)行計(jì)算,直到我能夠看到是否我的假設(shè)符合哥白尼的軌道,或者是否我的喜悅要落空。
——開普勒
對人類來說宇宙是無窮的,是神秘的,雖然現(xiàn)代的科技如此發(fā)達(dá),但了解到的宇宙奧秘還是微乎其微的,就像愛因斯坦所言:“只有兩種東西是無限的,那就是宇宙和人類的愚蠢,而對前者我還不能確定?!?br>
宇宙是否無限,我們至今不得而知,但天體運(yùn)動(dòng)其實(shí)也遵循某種規(guī)律,它們的發(fā)現(xiàn)可說石破天驚,從此激起人類探索宇宙的熱情。最早發(fā)現(xiàn)天體運(yùn)行規(guī)律的就是德國天文學(xué)家開普勒,他也因此博得“天空立法者”的美櫻
1571年,開普勒出生在德國的威爾德斯達(dá)特鎮(zhèn)。12歲時(shí),對神學(xué)沒有任何興趣的開普勒被送到修道院學(xué)習(xí)。17歲時(shí)進(jìn)入杜賓根大學(xué)。在杜賓根大學(xué)學(xué)習(xí)期間,受天文學(xué)教授麥斯特林的影響,接受了哥白尼的日心說,并像伽利略一樣,成為這一學(xué)說的熱烈擁護(hù)者。
開普勒的一生充滿了不幸,他幼年體弱多病,有一只半殘的手,視力也很衰弱;中年時(shí),他的妻子死了,兒子也染上重病,這一切遭遇使他終身貧困交加,不得不靠教書及占星算命維持生活,但是頑強(qiáng)的開普勒并沒有被慘痛的命運(yùn)壓倒,他以驚人的毅力為人類做出了巨大的貢獻(xiàn)。
開普勒很早就注意到距離太陽近的行星走得快,而距離較遠(yuǎn)的行星走得慢些,由此,他想到行星的運(yùn)行與太陽的距離有某種關(guān)系。憑著豐富的想象力和過人的數(shù)學(xué)才能,開普勒嘗試著解釋這些現(xiàn)象,并寫了一本書———《神秘的宇宙》。
當(dāng)開普勒把這本書寄給丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫后,盡管第谷對開普勒的解釋不贊同,但他還是一眼就看出開普勒是一個(gè)很有前途的天文學(xué)家,于是邀他前來自己所在的布拉格天文臺(tái)工作。開普勒與第谷一見如故,大有相見恨晚之感。但遺憾的是第二年第谷就去世了。不久圣羅馬皇帝魯?shù)婪蚓臀伍_普勒為皇家數(shù)學(xué)家,成為第谷事業(yè)的繼承人。
視力不是很好的開普勒,在觀測的時(shí)候遇到了很多的困難,但還是在
1604年9月30日發(fā)現(xiàn)了在蛇夫座附近出現(xiàn)一顆新星。這顆新星后來被稱為“開普勒新星”。3年后,他還發(fā)現(xiàn)了聞名世界的哈雷彗星。
開普勒是一個(gè)善于分析材料的人,他一生的工作,大部分時(shí)間都是在分析第谷遺留下來的觀測資料。他在研究火星公轉(zhuǎn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn),各種計(jì)算方法算出來的結(jié)果都與第谷的觀測資料不相吻合。經(jīng)過仔細(xì)分析,他提出一個(gè)大膽的設(shè)想:火星可能不是人們認(rèn)為的勻速圓周運(yùn)動(dòng),而是橢圓形的,太陽處于橢圓形中的一個(gè)焦點(diǎn)位置。這就是后來的行星運(yùn)動(dòng)第一定律。
發(fā)現(xiàn)了火星的運(yùn)行軌道是橢圓后,他又把目光轉(zhuǎn)移到了火星的運(yùn)行速度上。起初,開普勒認(rèn)為火星運(yùn)行以相同的速率運(yùn)行,可不久發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題:計(jì)算結(jié)果得出的火星位置與老師第谷觀察的數(shù)據(jù)有8分弧度的差距。8分的弧度相當(dāng)于火星
0.02秒瞬間轉(zhuǎn)過的角度。開普勒沒有放過這一微小的出入,經(jīng)過反復(fù)核算,8分弧度的差距依然存在。開普勒深信,老師第谷是一位對工作一絲不茍的人,他的觀察數(shù)據(jù)應(yīng)該經(jīng)得起考驗(yàn),如果與實(shí)際有出入,在反復(fù)的比較中,老師不可能沒發(fā)現(xiàn)。由此,他想到在不同點(diǎn)的速率可能不同,最終得出開普勒第二定律:行星與太陽的邊線在相等時(shí)間里掃過的面積相等。
1612年,羅馬皇帝魯?shù)婪蚨辣黄韧宋?,開普勒也失去了保護(hù)人,因此他不得不離開布拉格,前往奧地利林茨。但這并沒有影響他對行星運(yùn)動(dòng)的研究,他乘勝追擊,此后不久便發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的第三條定律:“行星公轉(zhuǎn)周期的平方杖于軌道半長軸的立方?!辈⒂?a title="1619" href="1619" style="text-decoration: none; color: rgb(0, 87, 175);">
1619年發(fā)表在《宇宙和諧論》中。
行星運(yùn)動(dòng)三大定律的發(fā)現(xiàn)是人類第一次為天體運(yùn)動(dòng)立法,標(biāo)志著人類對天文的研究邁出了歷史性突破,它的發(fā)現(xiàn)不僅為經(jīng)典天文學(xué)奠定了基石,也為數(shù)十年后牛頓萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。
除天文學(xué)外,開普勒對光學(xué)也作了長期的研究,并取得了豐碩的成果,
1604年發(fā)表《對威蒂略的補(bǔ)充——天文光學(xué)說明》以及
1611年出版《光學(xué)》等都是此領(lǐng)域的經(jīng)典之作。在光學(xué)的研究中,開普勒發(fā)現(xiàn)陽光穿過大氣的時(shí)候也會(huì)發(fā)生折射,總結(jié)出了近似折射定律的折射規(guī)律,并且正確地解釋月全食時(shí)月亮出現(xiàn)紅色現(xiàn)象的原因——由于一部分太陽光被地球大氣折射后投射到月亮上形成的。此外,開普勒還把伽利略望遠(yuǎn)鏡中的凹透鏡目鏡改換成小凸透鏡,從而大大改進(jìn)了望遠(yuǎn)鏡的觀測效果。
1630年,開普勒在巴伐利亞州雷根斯堡市去世。在數(shù)十年的戰(zhàn)爭中,他的墳?zāi)乖缫驯粴墶5撬靶行沁\(yùn)動(dòng)定律”是一座比任何石碑都更為久佇長存的紀(jì)念碑。
血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)者 哈維
無論是教解剖學(xué)或?qū)W解剖學(xué)的,都應(yīng)當(dāng)以實(shí)驗(yàn)為依據(jù),而不應(yīng)當(dāng)以書籍為依據(jù);都應(yīng)當(dāng)以自然為老師,而不應(yīng)當(dāng)以哲學(xué)為老師。
——哈維
血液循環(huán)在今天人的眼里早已不是什么奧秘。但在17世紀(jì)20年代以前,這還是充滿神秘的未知領(lǐng)域。古希臘哲學(xué)家亞里士多德曾錯(cuò)誤地指出人體內(nèi)(血管內(nèi))充滿著空氣。古羅馬神醫(yī)蓋侖否定他的觀點(diǎn),認(rèn)為血液是從肝臟一點(diǎn)一點(diǎn)地滲進(jìn)血管,并因?yàn)槟撤N壓力,而不斷地輸送到全身。他的理論獲得后世的公認(rèn),成為之后千余年人們信奉的“圣經(jīng)”。
文藝復(fù)興時(shí)期,比利時(shí)解剖學(xué)家維薩里和西班牙醫(yī)生塞爾維特經(jīng)夠懈努力,才推翻了蓋侖的錯(cuò)誤理論,然而他們卻在教會(huì)的迫害下,雙雙付出了生命的代價(jià),沒能對血液到底在身體內(nèi)部如何運(yùn)行作出合理的解釋。歷史的重任落在英國醫(yī)生哈維肩上,他知難而上,敢于向權(quán)威挑戰(zhàn),以無可辯駁的事實(shí)證明血液循環(huán)和心臟功能,這使得他成為與哥白尼、伽利略、牛頓等人齊名的科學(xué)革命時(shí)期的巨匠。
威廉·哈維
1578年出生在英國??怂雇ㄦ?zhèn)。15歲時(shí)進(jìn)入劍橋大學(xué)凱厄斯學(xué)院學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。
1602年,獲得當(dāng)時(shí)歐洲最著名的高等學(xué)府——意大利帕多瓦大學(xué)的醫(yī)學(xué)證書,此后不久,他又在英國劍橋大學(xué)獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。 自
1603年起,哈維開始在倫敦行醫(yī)。在他的職業(yè)生涯中,與皇室建立了密切的關(guān)系,曾先后做過國王詹姆斯一世和查理一世的御醫(yī)。同時(shí)也開始了對人體血液的秘密研究。
在系統(tǒng)地分析了前人的研究情況后,哈維首先通過一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算來論證血液循環(huán)的概念。他估計(jì)心臟每次跳動(dòng)的排血量大約是兩盎司,心臟每分鐘跳動(dòng)72次,用簡單的乘法運(yùn)算得出:每小時(shí)大約有540磅血液從心臟排入主動(dòng)脈。但是540磅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一個(gè)正常人的整個(gè)體重,這時(shí)的哈維明顯地認(rèn)識(shí)到了等量的血液往復(fù)不停地通過心臟。提出這一假說后,他花費(fèi)了九年時(shí)間來做實(shí)驗(yàn)和仔細(xì)觀察。
1628年,他劃時(shí)代著作《心血運(yùn)動(dòng)論》的出版,標(biāo)志著近代生理學(xué)的誕生。在此書中,哈維提供了大量的證據(jù),從各個(gè)方面證明了心臟是一個(gè)可以泵出血液的肌肉實(shí)體,血液以循環(huán)的方式在血管系統(tǒng)中不斷流動(dòng)。此外,哈維還徹底否定了心臟的心室之間可以透過血液,指出右心室的血液通過肺循環(huán)流到左心室,并證實(shí)了心臟瓣膜和靜脈瓣的作用。
這一部只有72頁和兩幅插圖的書出版后,遭到了以教會(huì)為首的敵對派的猛烈攻擊。所幸的是,英王查爾斯一世對他的學(xué)說很感興趣,并任命他為御醫(yī),哈維最終才得以頤養(yǎng)天年。
一生中寫過大量的科學(xué)論著的哈維,但僅有《心血運(yùn)動(dòng)論》和《論動(dòng)物的生殖》兩書及幾封為《心血運(yùn)動(dòng)論》辯護(hù)的公開信發(fā)表。其中,
1651年發(fā)表的《論動(dòng)物的生殖》記述了多種鳥類與哺乳動(dòng)物胚胎的生長發(fā)育,提出“一切生命皆來自卵”的假設(shè),標(biāo)志著當(dāng)代胚胎學(xué)研究的真正開始。
哈維工作標(biāo)志著新的生命科學(xué)的開始,是發(fā)端于16世紀(jì)的科學(xué)革命的一個(gè)重要組成部分。
1649年,英國國內(nèi)戰(zhàn)爭結(jié)束后,查理一世被絞死,哈維因?yàn)橐恢敝矣诓槔硪皇蓝唤惯M(jìn)入倫敦城。
1657年,79歲的哈維死在倫敦郊外他的弟弟家中。
近代科學(xué)始祖 笛卡爾
“數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是笛卡兒的變數(shù)。有了變數(shù),運(yùn)動(dòng)進(jìn)入了數(shù)學(xué),有了變數(shù),辨證法進(jìn)入了數(shù)學(xué),有了變數(shù),微分和積分也就立刻成嗚要了。”笛卡爾的這些成就,為后來牛頓、萊布尼茲發(fā)現(xiàn)微積分,為一大批數(shù)學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)摳了道路。
——恩格斯
“笛卡爾,歐洲文藝復(fù)興以來,第一個(gè)為人類爭取并保證理性權(quán)利的人”。這是在法國首都巴黎圣日耳曼的圣心堂笛卡爾的墓碑上所鐫刻的一句話,它詮釋了笛卡爾一生的成就:他不僅是一名偉大的數(shù)學(xué)家,解析幾何的創(chuàng)始人;同時(shí)也是一位出色的哲學(xué)家,他提出了“我思故我在”的格言。他把他的哲學(xué)思想融會(huì)到數(shù)學(xué)體系中, 從而成為了17世紀(jì)歐洲哲學(xué)界和科學(xué)界最有影響的巨匠之一。
笛卡爾
1596年3月31日出生于法國土倫的一個(gè)律師之家。一歲的時(shí)候母親就去世了,8歲的時(shí)候他進(jìn)入了一所耶穌會(huì)學(xué)校。在接受這8年的傳統(tǒng)教育時(shí),他發(fā)現(xiàn)教科書中的某些論證,很微妙且模棱兩可,有時(shí)候甚至出現(xiàn)前后矛盾的理論。于是他決定不再死鉆書本學(xué)問,而要向“世界這本大書討教”,從此開始了他探索真理的征程。
1617年,當(dāng)?shù)芽栯S軍服役駐扎在荷蘭時(shí),成功的解決了一張公開張貼的荷蘭語的數(shù)學(xué)問題,使他在數(shù)學(xué)界獲得了很高的聲譽(yù),同時(shí)也激發(fā)了他繼續(xù)探索真理的勇氣。此后就開始了他長達(dá)二十多年的研究生涯。
解析幾何的創(chuàng)立是笛卡爾的突出成就,然而它的創(chuàng)立并非是一朝一夕的事情。在笛卡爾之前幾何學(xué)的思維方式還占據(jù)著主導(dǎo)的地位,幾何學(xué)和代數(shù)學(xué)分別屬于兩個(gè)不同的研究領(lǐng)域。笛卡爾分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)后認(rèn)為,希臘人的幾何學(xué)過于依賴于圖形,束縛了人的想象力,而代數(shù)學(xué)則完全從屬于法則和公式,不能成為一種促進(jìn)智力的科學(xué),所以必須把它們的優(yōu)缺點(diǎn)互相結(jié)合起來才能建立一種“真正的數(shù)學(xué)”。
在從軍時(shí),他經(jīng)常思考著代數(shù)與幾何的優(yōu)缺點(diǎn)和交叉點(diǎn)這一問題。有一次他躺在床上看到一只蒼蠅而突發(fā)奇想到空間的坐標(biāo)定位方面的問題,又聯(lián)系到幾何能不能也用坐標(biāo)定位的方式表示出來呢?這一突發(fā)的聯(lián)想為他以后創(chuàng)立坐標(biāo)系打開了思想閥門。但是由于當(dāng)時(shí)條件的限制,他對此問題的研究就暫時(shí)擱置了起來。
當(dāng)生活得到穩(wěn)定之后,他又開始了對這個(gè)問題的深入研究,終于創(chuàng)立了直角坐標(biāo)系,并在
1637年發(fā)表的《幾何學(xué)》中進(jìn)行了詳細(xì)的論述。坐標(biāo)系的創(chuàng)立是數(shù)學(xué)發(fā)展上的關(guān)節(jié)點(diǎn),有了坐標(biāo)系就可以用坐標(biāo)的形式來描述空間上的點(diǎn),這樣一來直觀的點(diǎn)就變成數(shù)字。依照這種思想他創(chuàng)立了我們現(xiàn)在稱之為的“解析幾何學(xué)”。
解析幾何的創(chuàng)立表明了幾何問題不僅可以歸結(jié)成為代數(shù)形式,而且可以通過代輸換來實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)并證明幾何性質(zhì)。代矢何的交叉融合改變了自古希臘以來代數(shù)和幾何分離的趨向,從而把相互對立著的“數(shù)”與“形”統(tǒng)一了起來,幾何曲線與代數(shù)方程相結(jié)合,使常量數(shù)學(xué)進(jìn)入了變量數(shù)學(xué)時(shí)期,開拓了變量數(shù)學(xué)的廣闊領(lǐng)域,為后來牛頓、萊布尼茲對微積分的發(fā)現(xiàn)摳了道路。正如恩格斯所說:“數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是笛卡爾的變數(shù)。有了變數(shù),運(yùn)動(dòng)進(jìn)入了數(shù)學(xué),有了變數(shù),辨證法進(jìn)入了數(shù)學(xué),有了變數(shù),微分和積分也就立刻成嗚要了。”
笛卡爾的這一天才創(chuàng)見,奠定了他在數(shù)學(xué)史上的地位。除此之外他在哲學(xué)方面的成就也是突出的,他強(qiáng)調(diào)科學(xué)的目的在于造福人類,使人成為自然界的主人,提出了“我思故我在”的原則和懷疑一切的“系統(tǒng)懷疑的方法”,并主張把幾何學(xué)的推理演繹方法應(yīng)用于哲學(xué)上,認(rèn)為清晰明白的概念就是真理。笛卡爾一生的成就證明了他不愧為 “近代科學(xué)的始祖”。 近代化學(xué)之父 波義耳
人之所以能效力于世界,莫過于勤在實(shí)驗(yàn)上下功夫。
—— 波義耳
“我們所學(xué)的化學(xué),絕不是醫(yī)學(xué)或神學(xué)的婢女,也不應(yīng)甘當(dāng)工藝和冶金的奴仆,化學(xué)本身作為自然科學(xué)的一個(gè)獨(dú)立部分,實(shí)為探索宇宙奧秘的一個(gè)方面?!边@是英國化學(xué)家波義耳的名作《懷疑派化學(xué)家》中的一段話。
正是由于波義耳這部著作的出版,才使化學(xué)擺脫了冶金或醫(yī)藥學(xué)的從屬地位,標(biāo)志著近代化學(xué)的開端,同時(shí)使化學(xué)成為了一門專門探索自然界本質(zhì)的獨(dú)立科學(xué)。正如后世評論家所言,如果把伽利略的《對話》作為經(jīng)典物理學(xué)的開始,那么波義耳的《懷疑派化學(xué)家》可以作為近代化學(xué)的開始。
羅伯特·波義耳于
1627年1月25日生于愛爾蘭西南部的利茲莫城的一個(gè)貴族家庭,父親是愛爾蘭首府科克群的伯爵和首屈一指的富翁。羅伯特是家中14個(gè)兒女中最小的一個(gè),從小體弱多病,喜歡安靜,酷愛讀書,但是說話有點(diǎn)口吃。因此父親對他疼愛有加,并專門為他請來最好的家庭教師。
1641年,在家庭教師的陪同下,波義耳和哥哥一起游歷歐洲。在此其間,他接觸到了伽利略的經(jīng)典名著《關(guān)于兩大世界體系的對話》,深受啟發(fā),為他將來發(fā)表的名著《懷疑派化學(xué)家》奠定了基礎(chǔ)。
提出科學(xué)元素的概念,是波義耳在化學(xué)方面的突出成就。他對“元素”這一概念,進(jìn)行了重新界定,否定了四元素說和三要素說,使化學(xué)第一次明確了自己的研究對象。
“元素”這一概念最早有古希臘哲學(xué)家柏拉圖提出,后經(jīng)他的學(xué)生亞里士多德進(jìn)一步明確形成了四要素說,即萬物之源是由火、水、氣、土四種元素組成的。在過去的兩千年里,這一學(xué)說曾被許多人奉為真理。后來的醫(yī)藥化學(xué)家們又提出了硫、汞、鹽的三要素理論,也曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)。
通過了一系列實(shí)驗(yàn),波義耳發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的元素非真正的元素,并以不含這些“元素”的黃金為例,也不能從黃金中分解出硫、汞、鹽等任何一種元素。相反的是,這些傳統(tǒng)元素中的鹽卻可被分解?;谶@些發(fā)現(xiàn),波義耳認(rèn)為元素是那些不能用化學(xué)方法再分解的簡單物質(zhì)。他還進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到作為萬物之源的元素,既不是如亞里士多德所言的只有“四種”,也不是醫(yī)學(xué)化學(xué)家所說的三種,而有許多種。用現(xiàn)代的觀點(diǎn)看,波義耳的元素概念實(shí)質(zhì)上與單質(zhì)差不多?,F(xiàn)代元素的科學(xué)定義是具有相同核電荷數(shù)同一類原子的統(tǒng)稱。這種科學(xué)認(rèn)識(shí)已是波義耳之后三百多年的事了。
波義耳尤其重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想,并反復(fù)強(qiáng)調(diào):“化學(xué),為了完成其光榮而又莊嚴(yán)的使命,必須拋棄古代傳統(tǒng)的思辨方法,而像物理學(xué)那樣,立足于嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上?!彼堰@些新觀點(diǎn)帶進(jìn)了化學(xué)界,為化學(xué)的健康發(fā)展掃平了道路。
除此之外,波義耳還有幾項(xiàng)不能磨滅的化學(xué)成就。例如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的酸堿指示劑就是因?yàn)樗募?xì)心觀察而發(fā)現(xiàn)的。在波義耳的一次緊張的實(shí)驗(yàn)中,放在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的紫羅蘭,被濺上了濃鹽酸,波義耳趕緊把冒煙的紫羅蘭用水沖了一下,后發(fā)現(xiàn)了深紫色的紫羅蘭變成了紅色。
這一奇怪的現(xiàn)象促使他進(jìn)行了許多花木與酸堿相互作用的實(shí)驗(yàn)。由此他發(fā)現(xiàn)了大部分花草受酸或堿作用都能改變顏色,其中從石蕊中提取的紫色浸液最明顯,它遇酸變成紅色,遇堿變變成藍(lán)色。利用這一特點(diǎn),波義耳制成了實(shí)驗(yàn)中常用的酸堿試紙——石蕊試紙。
波義耳的晚年是在病榻中度過的。雖然如此,他依然執(zhí)著于他的實(shí)驗(yàn),并在制取磷元素和研究磷、磷化物方面做出了突出成就,形成了當(dāng)時(shí)關(guān)于磷元素性質(zhì)的最早介紹。波義耳于
1691年12月31日病逝。他一生以做實(shí)驗(yàn)或撰寫論文,為最大的樂趣。
光的波動(dòng)說的提出者 惠更斯
惠更斯善于把科學(xué)實(shí)踐和理論研究結(jié)合起來,透徹地解決問題。
惠更斯是17世紀(jì)荷蘭著名的物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家,是介于伽利略和牛頓之間一位重要的物理學(xué)先驅(qū)。他一生致力于科學(xué)事業(yè)的研究,可說為科學(xué)而生,在力學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)等自然科學(xué)的諸多領(lǐng)域內(nèi)都作出了突出的貢獻(xiàn),成為近代自然科學(xué)的一位重要開拓者,在整個(gè)科技發(fā)展史上有著舉足輕重的地位。
1629年的4月14日,克里斯蒂安·惠更斯誕生在荷蘭海牙的一個(gè)比較富裕的大戶人家,在親人們的環(huán)繞下過著衣食無憂的生活。但他并不貪圖安逸,而是經(jīng)常跟著父親潛心研究學(xué)問,13歲時(shí)就自制出了一臺(tái)車床,16歲的時(shí)候就進(jìn)入了大學(xué)學(xué)習(xí)法律和數(shù)學(xué),并以優(yōu)異的成績獲得了博士學(xué)位,不僅結(jié)識(shí)了當(dāng)時(shí)的著名學(xué)者牛頓,還于
1663年成為英國皇家學(xué)會(huì)的第一個(gè)外國學(xué)員。
惠更斯的成就是多方面的。早年的他對數(shù)學(xué)有著極大的興趣,22歲時(shí)就發(fā)表了關(guān)于橢圓弧及雙曲線、圓周長的計(jì)算等方面的著作,并且對各種平面曲線也進(jìn)行了深入的研究,展示了他的數(shù)學(xué)天賦。
光的波動(dòng)說是惠更斯的主要成就。他在巴黎時(shí)就長期從事這方面的研究,在當(dāng)時(shí)曾經(jīng)發(fā)生了一場關(guān)于光的本性問題的討論,這一論爭推動(dòng)了光學(xué)事業(yè)的發(fā)展。
1678年,惠更斯在法國科學(xué)院的一次公開演講中推翻了牛頓的光的微粒說,并在
1690年出版的《光論》一書中正式提出了光的波動(dòng)說,建立了著名的惠更斯原理,促進(jìn)了光學(xué)研究的發(fā)展。
《光論》里面所涉及到的最重要的光學(xué)理論就是光波理論。他認(rèn)為從波源發(fā)射出的子波中的每一點(diǎn)都可以作為子波的波源,每個(gè)子**源波面的包洛面就是下一個(gè)新的波面。在此原理基礎(chǔ)上,他發(fā)現(xiàn)了光的衍射、光的折射定律和反射定律,解釋了光在光密介質(zhì)中傳播速度減小的原因,同時(shí)還畫出了光進(jìn)入冰洲石所產(chǎn)生的雙折射現(xiàn)象圖像,使人們對光的理解擺脫了只在視覺上的認(rèn)識(shí),推進(jìn)了光學(xué)的發(fā)展。
惠更斯光的波動(dòng)說,雖然預(yù)料了光的衍射現(xiàn)象的存在,也就是說它可以確定光波的傳播方向,卻不能確定沿不同方向傳播振動(dòng)的振幅,所以惠更斯原理只能說是人類對光學(xué)的一個(gè)近似的認(rèn)識(shí),直到后來菲涅耳對惠更斯的光學(xué)理論作出了發(fā)展和補(bǔ)充,創(chuàng)立了“惠更斯——菲涅耳原理”,才較好地解釋了衍射現(xiàn)象,完成了光的波動(dòng)說的全部理論。
在力學(xué)方面,惠更斯在伽利略研究的基礎(chǔ)上對“碰撞”問題進(jìn)行了研究,并在
1669年提出解決了碰撞問題的一個(gè)法則——“活力”守恒原理,這一法則是動(dòng)量守恒定律的雛形。在研究單擺的過程中他還提出了“離心力”的命題,這也就是后來的“離心力定律”,從而把幾何學(xué)帶進(jìn)了力學(xué)研究的領(lǐng)域。在天文學(xué)方面,他因和其弟共同改造的望遠(yuǎn)鏡而發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)六和土星光環(huán),分辨了獵戶座星云所包含的恒星。
惠更斯的一生執(zhí)著于科學(xué)研究,終生未婚,
1695年7月8日在海牙逝世。
經(jīng)典力學(xué)體系的建立者 牛頓
我不知道在別人看來,我是什么樣的人;但在我自己看來,我不過就像是一個(gè)在海濱玩耍的小孩,為不時(shí)發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜,而對于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋,卻全然沒有發(fā)現(xiàn)。
——牛頓
牛頓是西方科學(xué)史上最具影響力的科學(xué)家。當(dāng)他來到這個(gè)世界時(shí),物理界還處于混沌無知的狀態(tài),而當(dāng)他離開這個(gè)世界的時(shí)候,由于他的貢獻(xiàn),我們才知道世界受非常精確的數(shù)學(xué)規(guī)律所支配。當(dāng)他還在世時(shí),就被認(rèn)為是超凡智慧的科學(xué)英雄,歷時(shí)三百多年而從未改變。進(jìn)入20世紀(jì),科學(xué)家們開始向最微小的粒子——原子進(jìn)軍時(shí),牛頓定律的有效性才開始被質(zhì)疑。
1642年的圣誕節(jié),艾薩克·牛頓出生在英格蘭林肯郡小鎮(zhèn)沃爾索浦的一個(gè)農(nóng)家庭里。牛頓是個(gè)早產(chǎn)兒,出生時(shí)非常瘦小,“甚至可以放進(jìn)1夸脫(美國的重量單位,約
0.946升)的水壺里”。天生羸弱的牛頓讓家人一度為他擔(dān)憂,誰也不會(huì)料到這個(gè)孩子長大后非常健康,且活到了與中國古代孟子一樣的高齡,84歲。牛頓是一個(gè)遺腹子,父親在他出生三個(gè)月前就去世了,當(dāng)他長到18個(gè)月的時(shí)候,母親改嫁給了一個(gè)富有的牧師,并搬到威瑟姆附近居住,把還不到兩歲的牛頓交給了外婆撫養(yǎng)。
自幼遭母遺棄的牛頓性格極為孤僻,據(jù)說他小時(shí)候曾揚(yáng)言要燒死繼父和母親,把他們的房子燒得一干二凈。長大之后的牛頓性格敏感內(nèi)向,沉默寡言,且易怒易躁,是一個(gè)難以相處的人。
12歲時(shí),牛頓進(jìn)了離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟姆中學(xué)讀書。少時(shí)的他并不像多數(shù)科學(xué)家小時(shí)候那樣有超常的天賦,而是顯得資質(zhì)平平,毫不顯眼。后來發(fā)生了一件事,成為了他生命的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。有一天,一個(gè)極為蔑視牛頓的同學(xué)用拳頭向他推挑釁,年少的牛頓一時(shí)惱怒,奮起反抗,把強(qiáng)大的對手打得落花流水,狼狽不堪。此后,牛頓暗下決心,要在學(xué)習(xí)上壓倒那個(gè)自命不凡的家伙。從此他把全部精力都用在了學(xué)習(xí)上,成績更是節(jié)節(jié)攀升。就在他找到學(xué)習(xí)樂趣的時(shí)候,牛頓對科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。據(jù)說他還自己動(dòng)手,制作了木鐘和能在空中飛行的燈。
19歲時(shí),牛頓在老師的推薦下,以減費(fèi)生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院。從步入大學(xué)的第一天,牛頓就把功課擱置在了一旁,而是埋頭于自己的研究。結(jié)果功課盡為荒廢,考試時(shí)幾乎沒有一門及格。這使得他的老師惱怒不已,但此時(shí)的牛頓已獨(dú)自摸索到了科學(xué)的最前沿。就連剛剛傳入英國的法國科學(xué)家笛卡爾的革新性數(shù)學(xué)和科學(xué)理論,牛頓對此也早已了然于心,甚至已經(jīng)開始了更深層的開拓。
1665年夏天,一場空前的鼠疫席卷了倫敦,牛頓被迫離校返鄉(xiāng),在家整整修養(yǎng)了兩年。這段短暫的時(shí)光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月。在此期間,牛頓以旺盛的精力從事科學(xué)研究。他劃時(shí)代的成就:萬有引力與三大運(yùn)動(dòng)定律、微積分、光學(xué)分析的思想都是在這時(shí)開始孕育成形的。可以說此時(shí)的牛頓已經(jīng)開始著手描繪他一生重大科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。
1667年復(fù)活節(jié)后不久,牛頓返回到劍橋大學(xué),翌年3月16日獲得碩士學(xué)位。
1669年10月,年僅 26歲的牛頓晉升為數(shù)學(xué)教授,并擔(dān)任盧卡斯講座的教授。盡管牛頓擁有前無古人的科研成果,但他從不張揚(yáng)。只有在受到其他科學(xué)家的挑戰(zhàn),或是先于他發(fā)表類似理論時(shí),他才會(huì)將自己的理論學(xué)說公布與眾。
低調(diào)的科研態(tài)度是牛頓的高貴之處,但有時(shí)也會(huì)給他帶來麻煩。在他延遲出版微積分論著的三十年間,德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨也發(fā)表了自己的獨(dú)立研究。于是,關(guān)于誰是微積分的創(chuàng)建者的爭論在數(shù)學(xué)界掀起了一場軒然大波,為此兩人鬧得不可開交,最終皇家科學(xué)院只得出面調(diào)停。
1684年,牛頓在萬有引力定律和三大運(yùn)動(dòng)定律發(fā)表之后,類似的事件再次發(fā)生。這次爭論的對手羅伯特·胡克,他宣稱自己早已提出平方反比定律,并解決了天體的運(yùn)動(dòng)問題。他所說的也確屬事實(shí),但限于自身數(shù)學(xué)水平的局限,無法說明其中機(jī)理,最終還是失去競爭機(jī)會(huì)。
在這些爭論中,牛頓終于吸取了教訓(xùn)。
1686年,他總結(jié)了自己在力學(xué)上的研究成果寫成了著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書,這在科學(xué)發(fā)展史上具有劃時(shí)代意義。翌年這部著作出版以后,牛頓成了家喻戶曉的科學(xué)巨星,眾多年輕的科研者云集到他的周圍,其中有一位來自瑞士的年輕女士法蒂奧·德·迪勒。據(jù)說牛頓愛上了這位才華橫溢的法蒂奧,以至于三年后她離開倫敦回國后,牛頓很長時(shí)間都處在心煩意亂之中,無法集中精力工作。
牛頓不但是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者,還是近代光學(xué)的奠基人。他發(fā)現(xiàn)了光的色散現(xiàn)象,改進(jìn)了天文望遠(yuǎn)鏡。新改良的“牛頓式”望遠(yuǎn)鏡不僅在性能上提高了識(shí),還有效地避免了色散問題。
晚年的牛頓面對無法解釋的問題陷入了迷茫,從而開始致力于對神學(xué)的研究,最終把難以解釋的天體運(yùn)動(dòng),歸咎于 “神的第一推動(dòng)力”,此后,牛頓再也沒有新的成果問世。
1727年3月20日,艾薩克·牛頓逝世,他的遺體被安放在英國倫敦威斯敏斯特大教堂,人們像安葬一位深受國民愛戴的國王一樣為他舉行了隆重的葬禮,以紀(jì)念他在科學(xué)上作出的偉大貢獻(xiàn)。
微積分的奠基人之一 萊布尼茨
空間和物質(zhì)的區(qū)別就像時(shí)間和運(yùn)動(dòng)的區(qū)別一樣,可是這些雖有區(qū)別,卻是不可分離的。
——萊布尼茨對空間和物質(zhì)的看法
戈特弗里德·威廉·萊布尼茨是歷史上少見的通才,被譽(yù)為17世紀(jì)的亞里士多德。和牛頓一樣,他也是微積分的獨(dú)立發(fā)明者之一。但絕大多數(shù)人認(rèn)為,萊布尼茨最大的貢獻(xiàn)不是發(fā)明微積分,而是微積分中使用的數(shù)學(xué)符號。相比有“歷史上最偉大的符號學(xué)者之一”之稱的萊布尼茲來說,牛頓的符號系統(tǒng)太差了,以至現(xiàn)在我們使用的微積分通用符號大都是萊布尼茨創(chuàng)立的。
1646年7月1日,萊布尼茨出生于德國東部萊比錫的一個(gè)書香之家,從小受到了良好的教育。在大學(xué)期間廣泛閱讀了培根、開普勒、伽利略等人的著作,并對他們的著述進(jìn)行了深入的思考和評價(jià)。在聽了教授講授的歐幾里得的《幾何原本》的課程后,萊布尼茨對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
在前人工作的基礎(chǔ)上,萊布尼茨從幾何問題出發(fā),運(yùn)用分析學(xué)方法引進(jìn)微積分概念,將兩個(gè)貌似毫不相關(guān)的問題(一個(gè)是切線問題,一個(gè)是求積問題)聯(lián)系在了一起,從中找到了運(yùn)算的法則,解決了初等數(shù)學(xué)難以解決的問題。
萊布尼茨把這一研究結(jié)果寫成了論文《一種求極大極小的奇妙類型的計(jì)算》,并在
1684年10月發(fā)表。這就是最早的微積分研究文獻(xiàn),它雖然只有短短的六頁,卻足以彰顯它劃時(shí)代的意義。
在微積分的創(chuàng)立過程中牛頓的研究時(shí)間早于萊比尼茨,因此有人認(rèn)為他有剽竊之嫌。為此,萊布尼次在
1713年發(fā)表了《微積分的歷史和起源》一文,總結(jié)了自己創(chuàng)立微積分學(xué)的思路,說明了自己成就的獨(dú)立性。不勾便如此,關(guān)于微積分創(chuàng)立的優(yōu)先權(quán),在數(shù)學(xué)史上還是掀起了一場激烈的爭論。
萊布尼茨在數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn)不僅局限在微積分上,他的研究及成果滲透到高等數(shù)學(xué)的許多領(lǐng)域。他的一系列重要數(shù)學(xué)理論的提出,為后來的數(shù)學(xué)理論奠定了基礎(chǔ)。
作為一個(gè)舉世罕見的科學(xué)天才,萊布尼茨一生在多個(gè)領(lǐng)域都取得了豐碩成果,對豐富人類的科學(xué)知識(shí)寶庫做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。由于膽結(jié)石引起的腹絞痛,
1716年11月14日,萊布尼茨孤寂地離開了人世,終年70歲。
把天電引到地上的科學(xué)家 富蘭克林
誠實(shí)和勤勉,應(yīng)該成為你永久的伴侶。
——富蘭克林
1752年6月的一天,黑云壓頂,電閃雷鳴,大雨馬上就要到來。富蘭克林和他的兒子卻把一只風(fēng)箏放上了高空。此時(shí),剛好一道閃電擊中風(fēng)箏,富蘭克林的手中掠過了一種恐怖的麻木感。此時(shí),他意識(shí)到自己把上帝之“火”引到了人間。于是,他抑制不住內(nèi)心的激動(dòng),大聲向兒子呼喊:“威廉,我被電擊了!”
富蘭克林在雷雨中把從風(fēng)箏線上得到的電引入了萊頓瓶中,回去以后他用雷電進(jìn)行了各種各樣的電學(xué)實(shí)驗(yàn),得出了雷電與人工摩擦產(chǎn)生的電具有完全相同的性質(zhì),從此打破了學(xué)術(shù)界比較流行的雷電是“氣體爆炸”的觀點(diǎn)。
這個(gè)結(jié)論傳出之后,引起了巨大的轟動(dòng),富蘭克林在世界科學(xué)界的名聲大振。
富蘭克林
1706年1月17日出生于北美洲的波士頓。他的父親原是英國漆匠,當(dāng)時(shí)以制造蠟燭和肥皂為業(yè),生有10個(gè)孩子,富蘭克林排行第八。富蘭克林8歲入學(xué)讀書,雖然學(xué)習(xí)成績優(yōu)異,但由于他家中孩子太多,父親的收入無法負(fù)擔(dān)他讀書的費(fèi)用。所以,他到10歲時(shí)就離開了學(xué)校,回家?guī)透赣H做蠟燭。12歲就開始在印刷所當(dāng)學(xué)徒。
在當(dāng)學(xué)徒的幾年,他在做工之余堅(jiān)持自學(xué)了數(shù)學(xué)和4門外語并借助印刷廠的圖書室閱讀了各種各樣的書籍。有時(shí)看得入迷,竟忘記了回家。這足見他學(xué)習(xí)意志的堅(jiān)定。而對科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀察,他更是如癡如狂,尤其可貴的是他心思縝密,這對他在科學(xué)研究上有巨大的幫助。在電學(xué)上,他不僅解答了“電為何物”的問題,他將不同狀態(tài)下的電稱為“正電”和“負(fù)電”,并提出了電學(xué)中的“一流論”。在大氣電學(xué)方面,他通過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)揭示了雷電現(xiàn)象的本質(zhì),被譽(yù)為“第二個(gè)普羅米修斯”。他在電學(xué)上所做的成績是具有劃時(shí)代意義的。他也因此成為蜚聲世界的一流的科學(xué)家。
不僅如此,富蘭克林還依據(jù)自己的“風(fēng)箏試驗(yàn)”發(fā)明了避雷針,并在其熱學(xué)研究的基礎(chǔ)上制造了新式火爐,自動(dòng)烤肉機(jī)等。他的這些發(fā)明創(chuàng)造,給人們的生活、生產(chǎn)帶來了極大的方便。因而,他被美國的哈佛大學(xué),英國的牛津大學(xué)、圣安德魯大學(xué)等大學(xué)授予碩士學(xué)位或博士學(xué)位。富蘭克林在科學(xué)上的成就很多,不只是在電學(xué)上,他在光學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、數(shù)學(xué)、植物學(xué)、海洋學(xué)等方面也有研究,而且他還是一個(gè)理論與實(shí)踐結(jié)合十分完美的人。
富蘭克林不僅是一位偉大的科學(xué)家,還是一位接觸社會(huì)的活動(dòng)家。在美國獨(dú)立戰(zhàn)爭爆發(fā)后,參加了第二屆大陸會(huì)議并參加起草了《獨(dú)立宣言》。
1787年,他猾參加了制定美國憲法的工作,并組織了反對奴役黑人的運(yùn)動(dòng)。
1790年4月17日,富蘭克林在費(fèi)城與世長辭,在他出殯的那一天,為他送葬的人多達(dá)兩萬,這充分表明了美國人民對他的痛悼之情。美國國會(huì)決定為他服喪一個(gè)月,法國國民議會(huì)也決議為他哀悼,他不僅屬于美國,也屬于全世界。
就這樣,富蘭克林走完了他人生路上的84個(gè)春秋,靜靜的躺在教堂院子里的墓穴中。后人在他的碑文中這樣寫到:“從蒼天處取得閃電,從暴君處取得民權(quán)。”這兩句碑文概括了他一生中的兩件最輝煌的事業(yè)。
數(shù)學(xué)史上四杰之一 歐拉
研究歐拉的著作永遠(yuǎn)是了解數(shù)學(xué)的最好方法。
——德國數(shù)學(xué)家高斯
科學(xué)家大多都很多產(chǎn),一生寫下幾十部書不算稀奇的事,但是能寫出886本書的恐怕就只有瑞士數(shù)學(xué)家歐拉了。他從19歲開始發(fā)表論文,直到76歲,利用半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間為后人留下了浩如煙海的書籍和論文,這在科學(xué)史上是極為少見的。
歐拉于
1707年4月15日出生於瑞士的巴塞爾一位牧師的家庭,父親是一個(gè)數(shù)學(xué)家。從小受家庭環(huán)境的影響,他對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。歐拉天生聰慧,13歲時(shí)便就讀巴塞爾大學(xué),15歲獲得學(xué)士學(xué)位,次年獲碩士學(xué)位。
離開學(xué)校后的歐拉在瑞士沒有找到合適的工作。
1727年,他應(yīng)邀到俄羅斯圣彼得堡做著名教授丹尼爾的助手。
1731年,他領(lǐng)導(dǎo)理論物理和實(shí)驗(yàn)物理教研室的工作。兩年后,年僅26歲的歐拉接替丹尼爾,成嗡得堡科學(xué)院數(shù)學(xué)部的領(lǐng)導(dǎo)人。
在彼得堡科學(xué)院期間,歐拉勤奮地工作,取得了很多研究成果。
1735年,歐拉使用自己發(fā)明的新方法,僅花了三天時(shí)間就計(jì)算出了一顆彗星的軌跡。長時(shí)間的持續(xù)工作使他在這一年右眼失明,但這并沒有降低他對科學(xué)研究的熱情。
1736年,歐拉出版了《力學(xué),或解析地?cái)⑹鲞\(yùn)動(dòng)的理論》,提出質(zhì)點(diǎn)或粒子的概念,同時(shí),他還創(chuàng)立了分析力學(xué)、剛體力學(xué),豐富和發(fā)展了牛頓的經(jīng)典力學(xué)。
18世紀(jì)中期,在研究物理問題過程中,歐拉寫成了《方程的積分法研究》,創(chuàng)立了微分方程這門學(xué)科,并在此基礎(chǔ)上對函數(shù)用三角級薯示的方法和解微分方程的級數(shù)法等等進(jìn)行了深入地研究。
1766年他在出版的《關(guān)于曲面上曲線的研究》中,建立了曲面理論,給出了空間曲線曲率半徑的解析表達(dá)式。這篇著作在微分幾何發(fā)展中占有重要地位,是微分幾何發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。
長期而繁重的科學(xué)研究,使他的左眼也慢慢失去了光明,但他仍然沒有放棄科學(xué)研究。
1768年,他在圣彼得堡出版了《積分學(xué)原理》第一卷。兩年后第三卷出版,并且口述完成了《代數(shù)學(xué)完整引論》,這部書在數(shù)學(xué)界引起了一番浪潮,幾乎成為整個(gè)歐洲人學(xué)習(xí)的教科書。
在天文學(xué)上,歐拉對月球運(yùn)動(dòng)及攝動(dòng)問題進(jìn)行了研究。創(chuàng)立了月球繞地球運(yùn)動(dòng)地精確理論,解決了連牛頓都沒有解決月球運(yùn)動(dòng)的疑難問題。為了提高天文觀測的效果,他還對天文望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡進(jìn)行了研究。
歐拉是科學(xué)歷史上著作最多的數(shù)學(xué)家,除了寫大量的研究性論文外,他還寫了大量數(shù)學(xué)方面的課本,如《微分學(xué)原理》、《積分學(xué)原理》、《無窮小分析引論》等都成為數(shù)學(xué)史上的經(jīng)典著作,其中《無窮小分析引論》為他贏得了“分析學(xué)的化身”的美櫻
歐拉是18世紀(jì)最杰出的數(shù)學(xué)家,他不僅為數(shù)學(xué)的發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻(xiàn),還把數(shù)學(xué)的理論和方法推廣到了物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)學(xué)界把他和阿基米德、牛頓和高斯并稱為數(shù)學(xué)史上的“四杰”。
1783年9月18日歐拉在俄國圣彼得堡突然疾病發(fā)作離開了人世,終年76歲。 雙名制命名法的創(chuàng)建者 林奈
人類對其生活的世界負(fù)有責(zé)任,人類是整個(gè)世界平等的一部分,而不是主宰世界。
——林奈
由于十六、十七世紀(jì)的地理大發(fā)現(xiàn),海外航行和貿(mào)易迅速發(fā)展,動(dòng)植物標(biāo)本的采集和積累不斷增加,許多航海歸來的生物學(xué)家和博物學(xué)家?guī)Щ厥澜绺鞯氐膭?dòng)植物,并用自己的喜好為之命名,由此便造成了一物多名,或異物同名的混亂現(xiàn)象。
這種混亂現(xiàn)象對生物學(xué)的發(fā)展非常不利,所以迫切需要發(fā)展分類工作,建立科學(xué)的命名方法。林奈的《自然系統(tǒng)》一書,就擔(dān)當(dāng)起了這個(gè)任務(wù),他也因此被稱為分類學(xué)之父。
卡爾·馮·林奈于
1707年5月23日生于瑞典斯馬蘭德,生活在中國李時(shí)珍之后一百多年,是一位自然學(xué)者。他們兩個(gè)人雖然都是醫(yī)生和植物學(xué)家,但是遭遇卻完全不同。李時(shí)珍生活在科學(xué)人才備受壓抑的封建社會(huì)的末期,他花費(fèi)幾十年心血寫的《本草綱目》,生前竟得不到出版。而林奈生活在科學(xué)人才備受鼓勵(lì)的資產(chǎn)階級發(fā)展時(shí)期,有人幫助他學(xué)習(xí),資助他考察,請他當(dāng)大學(xué)教授,并多次遇到“伯樂”,相比之下他可稱得上是時(shí)代的幸運(yùn)兒。
在中國先哲們的心目中,人是獨(dú)立于自然萬物之外的。而古希臘哲學(xué)家柏拉圖認(rèn)為,人只是自然萬物中的一個(gè)品種,是一種身上**的兩足動(dòng)物。柏拉圖的學(xué)生亞里士多德在其《動(dòng)物學(xué)》一書中第一次把人劃進(jìn)了動(dòng)物界中。盡管亞里士多德還對動(dòng)物做了屬和種的進(jìn)一步分類,但他記載的種類太少,還算不上真正意義上的科學(xué)分類。
林奈在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了繼承和創(chuàng)新,首次采用了“雙名命名制”,即二名法,把過去紊亂的植物名稱,歸于統(tǒng)一,創(chuàng)立人為分類法,并廣被采用。直至十九世紀(jì)才為自然分類法所取代。這種分類方法使已知的各種生物可以排成一個(gè)有規(guī)則的系統(tǒng),結(jié)束了過去生物學(xué)在分類命名上的混亂現(xiàn)象。
在
1735年出版的《自然系統(tǒng)》一書中,林奈把自然界存在的植物、動(dòng)物、礦物三大類,分為綱、目、屬、種,實(shí)現(xiàn)了分類范疇的統(tǒng)一。他以種為分類的最小單位,根據(jù)花的數(shù)量、形狀和位置,再分成屬。根據(jù)各屬子實(shí)體的主要特征劃分為綱,并把容易概括的屬列為綱以下的目。這就形成林奈聞名于世的性系,其中綱主要取決于雄蕊數(shù),目根據(jù)雌蕊數(shù)。對動(dòng)物界的分類,林奈沒有提出任何共同適用的原則。但是,他把鯨歸入四足類共采用哺乳類的名稱。他還把人和四足動(dòng)物同樣列人哺乳動(dòng)物綱,并把人和猿猴一起列人了靈長目。
林奈對生物學(xué)的貢獻(xiàn)是劃時(shí)代的,對于我們?nèi)祟愓J(rèn)識(shí)自身在自然萬物中的位置具有決定性的意義??梢院敛豢鋸埖卣f,是林奈給人做出了科學(xué)的定位。自此,世界上的每一個(gè)民族或人類個(gè)體都可以通過界、綱、目、屬、種、亞種逐級找到自己在自然界的位置。從生物屬性上說,人不再是獨(dú)立于自然萬物之外的幽靈,也不是什么天神的特殊造物,她僅僅是生命長鏈上的一個(gè)活環(huán),是生物之樹上的枝條,如果沒有其他物種的支撐,人類這個(gè)枝條也將枯萎,無法在天地間獨(dú)存。恩格斯評價(jià)說,植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)由于林耐而達(dá)到了一種近似的完成。
林奈是一位博學(xué)大家,他除了在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)等方面作出了很大貢獻(xiàn)以外,也為其它學(xué)科做出了很大貢獻(xiàn)。
1739年,他和其他學(xué)者一起創(chuàng)建了瑞典皇家科學(xué)院,旨在代表瑞典經(jīng)濟(jì)界的利益促進(jìn)科學(xué)研究。他還編寫了一部有關(guān)瑞典民俗、重點(diǎn)介紹瑞典民間舞蹈的書籍,為民俗學(xué)研究也做出了貢獻(xiàn)。
1778年1月10日,經(jīng)歷一系列中風(fēng)之后,林奈在瑞典烏普薩拉去世。
電學(xué)定量研究的開拓者 庫侖
偉大的發(fā)現(xiàn)在于平時(shí)細(xì)致入微的觀察。
查利·奧古斯丁·庫侖是18世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家之一,
1736年6月14 日生于法國昂古萊姆。
1761年畢業(yè)于皇家軍事工程學(xué)校后,作為軍事工程師服役多年。
1782年,當(dāng)選為法國科學(xué)院院士。
庫侖興趣廣泛,在結(jié)構(gòu)力學(xué)、梁的斷裂、材料力學(xué)、扭力、摩擦理論等方面都作出過貢獻(xiàn),他發(fā)現(xiàn)的庫侖定律是電學(xué)發(fā)展史上第一個(gè)定量規(guī)律,也是一座重要的里程碑,它使電學(xué)的研究從定性進(jìn)入到定量階段。
1773年法國科學(xué)院懸賞征求改進(jìn)船用指南針的方案,庫侖在研究靜磁力中,提出了改良的方法。他仔細(xì)研究了指南針中磁針支架在軸■里的狀況:用細(xì)頭發(fā)絲或絲線懸掛磁針,敏銳的觀察力使他注意到溫度對磁體性質(zhì)的影響。接著他又發(fā)現(xiàn)了絲線扭轉(zhuǎn)時(shí)的扭力和針轉(zhuǎn)過的角度成比關(guān)系,從中受到了很大的啟發(fā),發(fā)明了扭秤。
扭秤的作用就是能以極高的精度測出非常小的力,這一發(fā)明為他的下一步實(shí)驗(yàn)提供了必備的試驗(yàn)儀器。
1785年,庫侖用自己發(fā)明的扭秤建立了靜電學(xué)中著名的庫侖定律,即:空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力與這兩個(gè)電荷所帶電量的乘積成杖,作用力的方向沿著這兩個(gè)點(diǎn)電荷的聯(lián)線,同號電荷相斥,異號電荷相吸。
在發(fā)現(xiàn)庫侖定律之后的四年里,他在電荷間的作用力方面也作了深入的研究,并借助皇家科學(xué)院精密的儀器做了大量的試驗(yàn),發(fā)表了很多相關(guān)的論文。
1789年法國大革命爆發(fā),庫侖隱居在實(shí)驗(yàn)室里堅(jiān)持著自己的研究。就在這一年,他的一部重要著作《電氣與磁性》問世,在這部著作里,他把有關(guān)兩種形式的電的理論發(fā)展到磁學(xué)方面,在此基礎(chǔ)上他歸納出了類似于庫侖定律的兩個(gè)磁極相互作用的定律。
庫侖一系列研究成果的問世大大縮短了電學(xué)與磁學(xué)之間距離,并找到了電和磁的計(jì)量方法,將牛頓的力學(xué)原理擴(kuò)展到電學(xué)與磁學(xué)中,為電磁學(xué)的發(fā)展、電磁場理論的建立開拓了道路。在他的這些發(fā)現(xiàn)過程中扭秤起著不可代替的作用。
庫侖不僅在力學(xué)和電學(xué)方面做出了重大貢獻(xiàn),他還是一位著名的工程師,在工程方面也作出過重要的貢獻(xiàn),他曾設(shè)計(jì)了一種水下作業(yè)法。這種作業(yè)法與現(xiàn)代的沉箱類似,在當(dāng)時(shí)的工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。這些重大成果的發(fā)現(xiàn),推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展,也使他足以成為十八世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家之一。
1806年8月23日,庫侖因病在巴黎逝世,終年70歲。后人為了紀(jì)念他,把電量的單位以庫侖的名字命名。
恒星天文學(xué)之父 威廉·赫歇爾
只要有陽光照耀,紫羅蘭總會(huì)開放的。
——英國諺語
威廉·赫歇爾于
1738年11月15日出生于德國的漢諾威,他有五個(gè)兄弟姐妹,排行第三。他的父親是軍樂隊(duì)一名吹雙簧的樂師,在他4歲的時(shí)候就教他拉小提琴,稍大一點(diǎn)就開始教他吹雙簧。他的父親不僅教給孩子們樂理知識(shí),還給他們指點(diǎn)星空講解天文知識(shí),在家庭環(huán)境的耳濡目染下,幼時(shí)的威廉就喜歡上了宇宙,并走向了天文探索這條道路。
1756年,英法“七年戰(zhàn)爭”爆發(fā)。赫歇爾為躲避戰(zhàn)爭,過上了流浪的生活。在異鄉(xiāng),衣食無著的威廉只得演奏樂器和教授音樂為生。但這并不能阻止他對無限宇宙的向往,沒有條件他就自己創(chuàng)造條跡開始他先借用別人的小望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測,在觀測的過程中,隨著他對視野要求的不斷增大,穿透星空的**也同時(shí)在膨脹,小小的望遠(yuǎn)鏡已不能滿足他的觀測要求。
1762年,戰(zhàn)爭結(jié)束了,他的生活也就穩(wěn)定了下來,開始研制大型望遠(yuǎn)鏡。
1774年3月,赫歇爾在妹妹卡洛琳的幫助下,終于制作出了第一架大型反射望遠(yuǎn)鏡,口徑為
12.7厘米,焦距達(dá)1.7米。這架望遠(yuǎn)鏡為了減少光的損失,省去了牛頓式平面副鏡,改造后的望遠(yuǎn)鏡被稱作“赫歇爾式望遠(yuǎn)鏡”,他就是用這種望遠(yuǎn)鏡取得了舉世矚目的成就。
赫歇爾在
1781年,用2.1米左右望遠(yuǎn)鏡觀測到了天王星,并最終確認(rèn)它是土星之外的大行星。這是天文學(xué)家用望遠(yuǎn)鏡探測到的太陽系中的第一顆新行星,從此他聲名大振。同年,土星的兩顆衛(wèi)星和天王星的兩顆衛(wèi)星又先后被他發(fā)現(xiàn)。
制造望遠(yuǎn)鏡的一代宗師威廉·赫歇爾,他用畢生的精力來進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡的制作,共磨制了四百多塊反射鏡面。在制作望遠(yuǎn)鏡上最值得稱道的是他制作了一架大型的金屬反射望遠(yuǎn)鏡口徑達(dá)
1.22米,長達(dá)12米,這是威廉研制的望遠(yuǎn)鏡之最,也是當(dāng)時(shí)世界之最。威廉除了有這些重大發(fā)現(xiàn)之外,還在銀河系的結(jié)構(gòu)研究上做出了巨大的貢獻(xiàn),并首次確定了銀河系的形狀、大小以及星星的數(shù)量,還找到了太陽空間運(yùn)動(dòng)的向點(diǎn),為近代天文學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),被后人譽(yù)為“恒星天文學(xué)之父”。
威廉的一生都陶醉在這有著無限奧妙的星空中,不知老之將至,他50歲才成婚,娶的是一位曾大力資助他研制大型望遠(yuǎn)鏡的富家寡婦。至于他的妹妹卡洛琳,對天文更是一往情深,終身未嫁。
氧氣和氯氣的發(fā)現(xiàn)者 舍勒
了解和解釋新的現(xiàn)象,使我忘卻了一切的一切,因?yàn)?,假使能達(dá)到最后目的,那么這種考察是何等愉快啊!而這種愉快,可以從心里涌現(xiàn)。
——舍勒
卡爾·威爾海姆·舍勒
1742年12月19日出生于瑞典南部的斯特拉爾松,是18世紀(jì)中期到后期的著名的化學(xué)家,氧氣的發(fā)現(xiàn)人之一。他一生竭盡全力于化學(xué), 認(rèn)為化學(xué)是一種值得為之獻(xiàn)身的學(xué)問,是他一生奮斗的目標(biāo)。
由于家境貧寒,舍勒只勉強(qiáng)讀完了小學(xué)。為了生計(jì),14歲的他不得已來到了哥德堡一個(gè)藥劑師包煦那里當(dāng)學(xué)徒。藥店的老藥劑師馬丁·鮑西是一位好學(xué)的長者,實(shí)驗(yàn)技術(shù)精湛。在他言傳身教下,舍勒的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)步極為迅速。在工作之余,舍勒讀了當(dāng)時(shí)流行的制藥化學(xué)著作,還學(xué)習(xí)了煉金術(shù)和燃素理論的有關(guān)著作,并且自己動(dòng)手,制造了許多實(shí)驗(yàn)儀器,利用晚上的時(shí)間做各種各樣的實(shí)驗(yàn)。
舍勒一生最大的貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)氧氣并測定了空氣的成分。
1773年,他分別用兩種方法制得了氧氣。第一種方法是將硝酸鉀、硝酸鎂、硝酸汞等硝酸鹽加熱得到氧氣;第二種方法是將黑錳礦和硫酸鹽共熱得到氧氣,并為氧氣取名為“火空氣”。
在實(shí)驗(yàn)中,舍勒證明出空氣中也存在“火空氣”,且占空氣總體積的五分之一。此外,他還用硫磺燃燒除去空氣中的氧氣,得到氮?dú)?,并稱之為“濁氣”,占空氣體積五分之四。十分可惜的是舍勒始終墨守陳陋的燃素說,因此,對自己偉大的發(fā)現(xiàn),作了錯(cuò)誤的解釋。
舍勒除了發(fā)現(xiàn)了氧、氮等以外,還發(fā)現(xiàn)了氯氣、砷酸、鋁酸、鎢酸、亞硝酸,他研究過從骨骼中提取磷的辦法,還合成過氰化物,發(fā)現(xiàn)了砷酸銅的染色作用。后來很長一段時(shí)間里,人們把砷酸銅作為一種綠色染料,并把它稱為“舍勒綠”。
除此之外,舍勒還是近代有機(jī)化學(xué)的奠基人之一。
1768年,他證明植物中含有酒石酸,但這個(gè)成果因?yàn)槿鸬淇茖W(xué)院的忽視,一直到
1770 年才發(fā)表。舍勒還從檸檬中制取出檸檬酸的結(jié)晶,從腎結(jié)石中制取出尿酸,從蘋果中發(fā)現(xiàn)了蘋果酸,從酸牛奶中發(fā)現(xiàn)了乳酸,還提純過酸。統(tǒng)計(jì)表明,舍勒一共研究過21種水果和漿果的化學(xué)成分,探索過蛋白質(zhì)、蛋黃、各種動(dòng)物血的化學(xué)成分。當(dāng)時(shí)的有機(jī)化學(xué)還很幼稚,缺乏系統(tǒng)的理論支持,在這種情況下,舍勒能發(fā)現(xiàn)十幾種有機(jī)酸,實(shí)在難能可貴。
舍勒一生成就頗豐。據(jù)統(tǒng)計(jì),他發(fā)現(xiàn)的新物質(zhì)達(dá)30多種,這在當(dāng)時(shí)是絕無僅有的。
由于舍勒經(jīng)常處在貧窮之中,大量的實(shí)驗(yàn)工作又是用簡陋的儀器在寒冷的試驗(yàn)室中進(jìn)行的,且多是在夜里進(jìn)行的,這大大損害了他的健康,使他在
1786年5月21日過早地病故,年僅44歲。
化學(xué)革命家 拉瓦錫
必須用天平進(jìn)行精確測定來確定真理。
——拉瓦錫
拉瓦錫是法國著名的化學(xué)家,近代化學(xué)的重要奠基人之一。憑著天才的思想,敏捷的思維,加上執(zhí)著勤奮的精神,他把處于混亂狀態(tài)的化學(xué)發(fā)明、發(fā)現(xiàn),整理得有條不紊,為現(xiàn)代化學(xué)的形成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1743年安圖瓦·羅朗·拉瓦錫出生于巴黎,他的父親是一位頗有名氣的律師,并且希望拉瓦錫也能從事律師這一行業(yè)。如父親所愿,年僅20歲的拉瓦錫就取得了法律學(xué)士學(xué)位,并且獲律師從業(yè)證書。但他并沒有馬上去當(dāng)律師,而是研究他所喜愛的植物學(xué)。由于經(jīng)常上山采集標(biāo)本,他又對氣象學(xué)產(chǎn)生了興趣。在地質(zhì)學(xué)家葛太德的建議下,拉瓦錫拜巴黎著名的化學(xué)教授魯伊勒為師。從此,拉瓦錫就和化學(xué)結(jié)下了不解之緣。
在老師的指導(dǎo)下,拉瓦錫的進(jìn)步神速。
1768年,他在《巴黎科學(xué)院院報(bào)》上發(fā)表了關(guān)于對石膏研究的成果,并指出石膏是硫酸和石灰形成的化合物,加熱時(shí)會(huì)放出水蒸氣。在用天平仔細(xì)稱量不同溫度下石膏失去水蒸氣的質(zhì)量中,他總結(jié)出質(zhì)量守恒定律,并成為他進(jìn)行思維、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的基礎(chǔ)。為了表明質(zhì)量守恒的思想,他開始用等號而不用箭頭來表示物質(zhì)的變化過程,這正是現(xiàn)代化學(xué)方程式的雛形。