反驳牛顿却被骂“疯子”,破译埃及文成果被剽窃,这位百科全书式科学家到底经历了什么

  • 日期:2017-08-28 09:12
  • 来源: 超级数学建模
  • 浏览:
  • 字体:[ ]

 

我仰慕牛顿

但并不盲从


前两天,超模君在后台看到一位模友的留言:


 

托马斯·杨(Thomas Young,下文简称杨),一个被誉为“世界上最后一个什么都知道的人,不信你看


杨一生涉足的领域有医学光波学声波学流体动力学数学力学光学声学语言学动物学……不仅是个工科全才,他还热爱美术、几乎会演奏当时全部的乐器、会制作天文器材、会骑马耍杂技走钢丝还研究了保险经济的问题、破译了几千年以来无人认识的古埃及文字

贴心的超模君已经把重点加粗了……总之什么都会


 

 

今天超模君就给大家讲讲这位牛逼哄哄的百科全书式科学家


托马斯·杨


1773年6月13日,杨出生在英国萨默塞特郡一个富裕的贵格会教徒家庭,家里有10个孩子,杨排行老大。


 

 有钱人的家庭一般都注重教育,所以杨从小就受到良好教育。像超模君之前介绍过的许多小神童一样,杨从小就天赋异禀:

2岁学会阅读,对书籍表现出强烈的兴趣;


4岁能将英国诗人的佳作和拉丁文诗歌背得滚瓜烂熟;


不到6岁已经把圣经从头到尾看过两遍,还学会用拉丁文造句;


9岁掌握车工工艺,能自己动手制作一些物理仪器;几年后他学会微积分和制作显微镜与望远镜


14岁之前,他已经掌握10多门语言,包括希腊语、意大利语、法语等等,不仅能够熟练阅读,还能用这些语言做读书笔记;之后,他又把学习扩大到了东方语言:希伯来语、波斯语、阿拉伯语等。


从小就广泛阅读各种书籍,无所不好还能一目数行。在中学时期,就已经读完了牛顿的《自然哲学的数学原理》、拉瓦锡的《化学纲要》以及其他一些科学著作,才智超群。


19岁时,受到叔叔(医学博士)的影响,杨决定去伦敦学医。


 

由于小时候制作过显微镜和望远镜,杨对光学设备非常熟悉。读过牛顿的著作《光学》后,作为医学生的杨将目光放在了人体的光学设备——眼睛


 

杨在研究自己的眼睛(超模君:小心点啊喂!)


杨陷入了深思:光学设备是通过改变镜组间距来实现对焦的。人类的眼睛拥有很强的对焦能力,但眼球那么小,似乎并没有空间实现仪器那样的对焦,那它是如何对焦的呢?


1974年,杨通过解剖牛的眼睛,发现了晶状体附近的肌肉结构,进一步的研究发现了眼睛的调节机理——肌肉收缩能改变晶状体的曲率。这一发现引起世人的关注,21岁的杨入选了英国皇家学会会员。


皇家学会是英国最知名的科学机构

 

1795年,杨来到德国的哥廷根大学继续学医。由于学习能力极强,一年后便取得了博士学位。之后杨又去到剑桥的伊曼纽尔学院继续学习,因为才智出众博学多识,同学们都称他为“奇人杨”。虽然上过不少名校,但杨还是把自学当作最主要的学习手段。


作为一个医学生,杨似乎并不打算当一名专职医生,反而在追寻自己其他兴趣的道路上越走越远。杨热爱物理学,在学医之余,他也花了许多时间研究物理。


叔叔离世后,给杨留下了一笔不小的遗产(包括房屋、书籍、艺术收藏和1万英镑现款),经济独立的杨更无后顾之忧,毫无顾虑地追求自己的兴趣,把他所有的才智都发挥在热爱的地方。


 

1800年起,杨在伦敦行医的同时也在做科学研究。自从发现眼睛对焦原理之后,杨怀着满腔热血一头扎进光学研究中。


牛顿曾在其《光学》的论著中提出:光是由微粒组成的。

牛顿认为宇宙中充满均匀的介质“以太”,光粒子在移动过程中会受到以太的引力影响,但由于以太均匀分布,光粒子的总体受力平衡满足自己的第一定律,保持匀速运动。

 

光从以太进入其它介质时,在两种介质的交界处,当光粒子非常接近例如玻璃这样的介质时,玻璃较大的引力会让光粒子运动方向发生改变,这也是为什么从空气到玻璃,光的折射角总是小于入射角。


 

杨从小喜欢捣鼓乐器,他通过对声震动的深入研究,几乎学会了演奏当时的所有乐器。于是杨想:光会不会和声音一样,也是一种波呢?如果是,那么光的不同颜色可能就对应着声音的不同频率


一次,杨观察到水中的两个波纹会发生互相影响,在对声波进行实验后也能发现声波也有互相叠加复合的效果。


 

水波重叠


渐渐地,杨开始对科学泰斗牛顿的理论产生了质疑。可是,以牛顿为首的光粒子派已经统治学界百年,期间也有人发现粒子说无法解释所有光学现象,但却没有人敢质疑这位巨人的论断。于是,杨开始着手设计实验来证明自己的观点。


 

 

经过反复试验,杨成功做出了著名的杨氏双缝干涉实验,为光的波动说奠定了基础。这个著名的实验现在已经进入中学物理课本:

让通过一个小针孔S0的一束光,再通过两个小针孔S1和S2,变成两束光。这样的两束光来自同一光源,所以它们是相干的。结果表明,在光屏上果然看见了明暗相间的干涉图样。后来,杨用狭缝代替针孔,进行了双缝实验,得到了更明亮清晰的干涉条纹。

 


在这个实验中,杨首次提出了“干涉”的概念,论证了光的波动说。后来他引入叠加原理,把惠更斯的波动理论和牛顿的色彩理论结合起来,解释了规则光栅产生的色彩现象。


二十世纪初,物理学家将杨的双缝实验结果和爱因斯坦的光量子假说结合起来,提出了光的波粒二象性,后来又被德布罗意利用量子力学引申到所有粒子上。(当然这都是后话了)


在当时,杨的实验结果给学界带来了巨大的冲击。尽管如此,这个理论却没有受到应有的重视,权威学者们否认杨的实验结果,称其是“荒唐的”、“不合逻辑的”,甚至有人笑杨是个疯子。


 

 

当然,顽强的杨并没有向权威低头,反而撰写了一篇论文《声和光的实验和探索纲要》,勇敢地反击众人。

杨在论文中写道:“尽管我仰慕牛顿的大名,但是我并不因此而认为他是万无一失的。我遗憾地看到,他也会弄错,而他的权威有时甚至可能阻碍科学的进步。”


但是在当时闭塞保守的科学氛围中,这样的言论是不妥的!这篇论文理所当然地被压制了,无处发表。据说最后印成了小册子,不过“只印出了一本”。

 

这个自牛顿以来在物理光学上最重要的研究成果,在守旧舆论中渐渐沉没,一点一点侵蚀了杨对光学研究的信心,失望的杨决定不再触碰物理。



 

虽然物理这个爱好研究不下去了,但乐观的杨很快又打起精神,投入到另一个兴趣中,转行研究古代语言学。


早在18世纪末,拿破仑远征埃及,在一个小镇上发现了著名的罗塞达碑。这块石碑经历了一段曲折的故事,后来被运到了伦敦。


存放在大英博物馆的罗塞达碑

 

罗塞达碑据说是公元前2世纪埃及为国王祭祀时所竖,上部有14行象形文字,中部有32行世俗体文字(草书),下部有54行古希腊文字。

 

 

古埃及文字是人类最早的文字系统,这是一种非常生动的象形文字,比中国的甲骨文早了近两千年。


古埃及象形文字

 

英法两方都想尽快破译石碑上的文字。法国以语言天才商博良为首,认为这种石碑上的世俗体是表意文字,另一派则认为世俗体应该是和拉丁语一样的音文字。然而十多年过去了,这两派人的研究都没什么进展。


让·弗朗索瓦·商博良(Jean-Fran?ois Champollion)


1813年,杨投身到破译工作中,他从石碑中国王名字入手,指出了这是一种表音与表意共存的文字。经过没日没夜的艰苦研究,杨破译了王室成员13位中的9个人名,根据碑文中鸟和动物的朝向,发现了象形文字符号的读法,并公诸于世。


古埃及文字母表


不幸的是,因为杨所使用的对照材料有抄写错误,导致他误以为自己破译的字母是错的。。。于是破译工作进行不下去了。。。


 

 

 

可是,商博良在读到杨已发表的成果后,茅塞顿开。结合自己对科普特语(古埃及语言的演变)的研究,破解了上部和中部的文字,大家的焦点一下子聚集在商博良上,而杨的突破性发现就这么被掩盖了。。。


可怕的是,商博良坚称自己的所有成果都是独立研究的。


(超模君:良,你这么说话小心杨一把手术刀过去)

(商博良:没事,杨不当医生很久了……)


后来,有人公开了商博良以前写给哥哥的一封信,发现信中商博良让哥哥赶紧去看杨发表的关键结果。。。最后杨在破解古埃及文字工作中的关键性作用终于得到公认。

 

除了对光学和文字学的巨大贡献之外,杨的许多研究都具有开拓性意义:

他也是第一个研究散光的医生;

他最先测量了7种光的波长

他曾从生理角度说明人的色盲现象

他吸收了牛顿的色散理论,最先建立了三原色原理:指出一切色彩都可以从红、绿、蓝这三种原色以不同的比例混合得到。这一原理已成为现代颜色理论的基础。


光的三原色

 

杨对弹性力学也很有研究,他定义了材料力学中的弹性模量概念。后人把纵向弹性模量(即正应力与线应变之比)称为杨氏模量,以表彰他的贡献。


晚年的杨已经是举世闻名的百科全书式学者,他尽可能地把自己的才智与学识留在世上:

大英百科全书撰写过40多位科学家传记以及无数条目;

在一家重要的保险公司担任统计检查官;

担任《航海天文历》的主持人,改进实用天文学、提供航海援助


1829年,托马斯·杨去世,终年56岁。临终前,杨还在编写一本埃及字典。人们在他的墓碑上刻上这样的文字——“他最先破译了数千年来无人能解读的古埃及象形文字”


“托马斯·杨是世界上最后一个什么都知道的人。”现在,你信了吧?

 

    关于我们 广告合作 版权声明意见建议 RSS订阅 TAG标签网站地图

    COPYRIGHT 2009 - 2020 自学习网

    本站部分内容摘自网络,若您的文章不愿被本站摘录,请及时通知我们。