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光的简史9:煌煌巨著《光学》出版 牛顿一举荡平波动大军 就在惠更斯积极地宣传波动学说的同时,牛顿的微粒学说也逐步地建立起来了。牛顿修改和完善了他的光学著作《光学》。 基于各类实验,在《光学》一书中,牛顿提出了两点反驳惠更斯的理由:第一,光如果是一种波,它应该同声波一样可以绕过障碍物而不会产生影子;第二,冰洲石的双折射现象,说明光在不同的边上有不同的性质,波动说无法解释其原因。 前面说到,为了避免再次引起和胡克之间的争执,直到与牛顿斗了一辈子的胡克,在落寞中走完了自己人生旅途、牛顿接任新的英国皇家学会主席后的第二年,也就是1704年,牛顿才出版了他的煌煌巨著《光学》。 在这本划时代的作品中,牛顿详尽地阐述了光的色彩叠合与分散,从粒子的角度解释了薄膜透光、牛顿环以及衍射实验中发现的种种现象。他驳斥了波动理论,质疑如果光如同声波一样,为什么无法绕开障碍物前进。他也对双折射现象进行了研究,提出了许多用波动理论无法解释的问题。 而粒子方面的基本困难,牛顿则以他的天才加以解决。他从对手波动那里吸收了许多东西,比如将波的一些有用的概念如振动、周期等引入微粒论,从而很好地解答了牛顿环的难题。在另一方面,牛顿把粒子说和他的力学体系结合在了一起,于是使得这个理论顿时呈现出无与伦比的力量。 这完全是一次摧枯拉朽般的打击。那时的牛顿,已经再不是那个可以在评议会上被人质疑的青年。那时的牛顿,已经是出版了《数学原理》的牛顿,已经是发明了微积分的牛顿。那个时候,他已经是国会议员、皇家学会会长,已经成为科学史上神话般的人物。在世界各地,人们对他的力学体系顶礼膜拜,仿佛见到了上帝的启示。 惠更斯早于1695年就去世了。随着惠更斯与胡克相继去世,波动学说一方已无人应战,这支失去了领袖的军队还没有来得及在领土上建造几座坚固一点的堡垒,就遭到了毁灭性的打击。 这一方面是因为波动理论仍然不够完善,另一方面也实在是因为对手的实力过于强大:牛顿作为光学界的泰斗,他的才华和权威是不容质疑的。第一次波粒战争就这样以波动的惨败而告终,战争的结果是微粒说牢牢占据了物理界的主流,统治光学界长达一个世纪之久。 整个18世纪,人们把牛顿的理论奉为圣典,重复他的实验,并坚信他的结论。几乎无人再向微粒学说发起挑战,也很少有人对光的本性作进一步的研究。 然而,波动军队并没有被完全消灭,惠更斯等人所做的开创性工作,使得他仍然具有顽强的生命力,默默潜伏着,以待东山再起的那天。
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