牛頓-胡克之爭
今天一般人知道胡克(1635-1703)這個名字,是因為在初中物理學(xué)到的胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力和彈簧的長度變化成正比。其實胡克在多個領(lǐng)域都做出了杰出貢獻(xiàn):首次用顯微鏡看到并命名細(xì)胞,首次觀察到火星和木星的自轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)雙星,首次測量恒星的視差,發(fā)明了輪形氣壓計、液體比重計、風(fēng)速計里程計、現(xiàn)在還在車輛的傳動裝置中使用的萬向節(jié)、鐘表的游絲、后來用于相機(jī)的可變光圈……,并且還是當(dāng)時有數(shù)的建筑設(shè)計師,如此多才多藝,難怪后來有人稱之為“英國的達(dá)芬奇”。但是在胡克死后兩百多年間,他幾乎被人遺忘了,直到20世紀(jì)他做為大科學(xué)家的地位才被確認(rèn)。這主要是由于他惹惱了一個人,一個比他更偉大、更有勢力、最不該去惹的人--牛頓。
牛頓其實是胡克的晚輩。早在1662年,胡克已成為英國新成立不久的皇家學(xué)會的實驗主管,負(fù)責(zé)演示皇家學(xué)會的實驗,并在次年成為學(xué)會會員。而此時牛頓還是劍橋的本科生。1669年,牛頓當(dāng)上劍橋的教授,開始講授他的光學(xué)研究。1672年年初,牛頓被選為皇家學(xué)會會員,做為見面禮,他給學(xué)會寄去一篇證明白光是不同顏色光的混合的論文,提出光是由粒子組成的,遭到了認(rèn)為光是一種波的胡克的猛烈抨擊。牛頓無法忍受,威脅要退出學(xué)會。在學(xué)會的書記勸說并提出免去牛頓應(yīng)繳納的會費(fèi)的條件下,牛頓留了下來。
但是在1675年,牛頓發(fā)表的另一篇光學(xué)論文招來了胡克更猛烈的抨擊。胡克認(rèn)為牛頓論文中的大部分內(nèi)容是從他在1665年發(fā)表的《顯微圖譜》一書中的有關(guān)論述中搬來的,只是做了某些發(fā)揮。兩人進(jìn)行了一番貌似彬彬有禮其實暗藏譏諷的通信。牛頓在1676年2月5日致胡克的信中,寫道:“笛卡兒(的光學(xué)研究)邁出了很好的一步。你在一些方面又增添了許多,特別是對薄板顏色進(jìn)行了哲學(xué)考慮。如果我看得更遠(yuǎn)一點的話,是因為我站在巨人的肩膀上?!焙竺孢@句話被認(rèn)為是牛頓的謙虛,后來被許多人當(dāng)成座右銘,但是如果我們知道牛頓其實看重實驗和數(shù)學(xué)計算而蔑視胡克的哲學(xué)思考,并且胡克身材不高、駝背得很厲害的話,就可以明白牛頓的這句話并不是在恭維胡克。這場爭論的結(jié)果是,牛頓疏遠(yuǎn)了皇家學(xué)會,而且決定等胡克死后再發(fā)表有關(guān)光學(xué)的論著,在這部1704年--胡克死后的第二年--出版的著作中,牛頓完全不提胡克對薄板顏色研究的貢獻(xiàn)。
但此時牛頓還是個嶄露頭角的年輕教授,面對前輩的批評他只能忍氣吞聲。1687年《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的出版才確立了牛頓做為英國科學(xué)界第一人的地位。這本書是在哈雷的鼓勵和資助下出版的。哈雷、胡克和著名建筑師雷恩(Christopher Wren)都在研究萬有引力,也都認(rèn)為引力的大小與距離的平方成反比,但是他們都無法從引力反比定律推導(dǎo)出開普勒行星定律。1684年,哈雷為此到劍橋大學(xué)拜訪牛頓,牛頓告訴他他早已解決了這個問題,但是沒有公開發(fā)表。在哈雷的勸說下,牛頓于1686年將其研究成果寫成專著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》交給皇家學(xué)會審閱。