牛頓曾把針扎進(jìn)眼球里研究光學(xué)？今天為大家揭秘大天才的瘋狂實驗

你可能知道牛頓是現(xiàn)代理論物理學(xué)之父，他發(fā)明了微積分，建立了經(jīng)典力學(xué)三定律，提出了萬有引力定律。但你可能不知道他還對光學(xué)有著深入的研究。他用一個玻璃棱鏡把一束陽光分解成所有可見的顏色，就像彩虹一樣。這是色光學(xué)的開端。

但更令人驚訝的是，牛頓還用自己的眼睛做了一系列驚人的實驗。他用一根鈍針（一種鈍的縫衣針）插入他的眼球和隱窩之間，然后用針尖按壓他的眼睛，觀察對他的視覺產(chǎn)生的影響。這樣的實驗讓人不寒而栗，可見牛頓對科學(xué)探索的熱情和毅力。下面讓我們一起來揭秘下大天才牛頓的這件趣事和背后的瘋狂吧！

牛頓是怎樣發(fā)現(xiàn)光譜的？

牛頓對光學(xué)的研究始于 1665 年，當(dāng)時英國正遭受黑死病的肆虐，牛頓被迫回到家鄉(xiāng)隔離。在這段時間里，他進(jìn)行了一系列關(guān)于光和顏色的實驗。他用一個玻璃棱鏡把一束陽光分解成所有可見的顏色，就像彩虹一樣。他發(fā)現(xiàn)，這些顏色不能再被進(jìn)一步分解，而且可以重新組合成白光。他還發(fā)現(xiàn)，不同顏色的光有不同的折射率，即通過不同介質(zhì)時彎曲程度不同。

這些發(fā)現(xiàn)與當(dāng)時流行的白光說相悖。

白光說認(rèn)為白光是純凈無色的原始光，在通過棱鏡時被染上不同顏色。牛頓則認(rèn)為白光是由不同顏色組成的復(fù)合光，在通過棱鏡時被分解成不同顏色。

為了證明自己的理論，牛頓設(shè)計了一個巧妙的實驗：他用兩個棱鏡組成一個反向棱鏡，在第一個棱鏡上投射白光，在第二個棱鏡上接收彩色光，并觀察第二個棱鏡后面是否還有彩色光。結(jié)果證明，在第二個棱鏡后面只有白光，并沒有彩色光。這說明彩色光已經(jīng)被第二個棱鏡重新組合成白光。

這個實驗讓牛頓確信自己發(fā)現(xiàn)了光譜，即白光含有七種單色光：紅橙黃綠藍(lán)靛紫。這為日后光波動理論奠定了基礎(chǔ)。

可牛頓為什么要用針扎自己眼睛？

然而，牛頓并不滿足于這些表面現(xiàn)象，他想要探究光和顏色背后的本質(zhì)。他相信，眼睛在光體驗中以特定方式發(fā)揮著作用。為了驗證這一點，他做了一個令人毛骨悚然的實驗：他用一根鈍針（一種鈍縫衣針）插入他眼球和隱窩之間，并盡可能靠近眼球后面，然后用針尖按壓他的眼睛，以便觀察對視覺產(chǎn)生的影響。

牛頓在他后來出版《光學(xué)》一書中記錄了這個實驗：

“我把針放在我的眼睛和骨頭之間，盡可能靠近眼球后面，然后我用針尖輕輕地按壓我的眼睛……當(dāng)我按壓時，在我的視野中出現(xiàn)了一個明亮而鮮艷圓圈……當(dāng)我放松時……圓圈消失了……”

牛頓還描述了看到其他形狀和顏色的視覺現(xiàn)象。他認(rèn)為這些現(xiàn)象由于光對眼睛產(chǎn)生物理壓力所致。他提出理論：光由帶電粒子構(gòu)成，這就是曾經(jīng)的“微?！闭f。

這個理論雖然很有創(chuàng)意，但卻是錯誤的，或者說部分錯誤。因為今天我們已經(jīng)知道：

• 光既有波動性又有粒子性。

• 視覺現(xiàn)象是由于神經(jīng)信號在大腦中被解釋為光所產(chǎn)生的。

• 牛頓對自己眼睛做實驗所得到的結(jié)果，并不能證明或否定任何關(guān)于光本質(zhì)的理論。

那么，為什么牛頓要冒險對自己眼睛做實驗?zāi)兀?/p>

可能有以下幾個原因：

• 牛頓對探索真理有著強(qiáng)烈的渴望和好奇心，他想要體驗一些前所未有的感覺。他曾說過：“我不知道我是否比別人更聰明，但我知道我對自然的奧秘有著無窮的好奇心?！?/p>

• 牛頓對自己有著極高的自信和自尊，他認(rèn)為自己是最聰明和最勇敢的人。他曾說過：“如果我看得比別人更遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人的肩膀上。”

• 牛頓對眼科相關(guān)知識了解的不夠全面和深入，他沒有意識到實驗帶來的巨大風(fēng)險。當(dāng)時醫(yī)學(xué)不發(fā)達(dá)，眼球的結(jié)構(gòu)和功能還不清楚，牛頓可能以為他只是在刺激眼球表面的神經(jīng)。

• 牛頓生活在一個科學(xué)方法不完善，倫理標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)格，個人權(quán)利不受保障的時代。當(dāng)時沒有規(guī)范的實驗設(shè)計和記錄，沒有正式的同行評審和公開發(fā)表，沒有明確的知識產(chǎn)權(quán)和學(xué)術(shù)聲譽(yù)，沒有有效的倫理審查和人道保障。牛頓可能覺得只有用自己的眼睛做實驗才能保證結(jié)果的真實性和可靠性。

但無論如何，牛頓對自己眼睛做實驗可謂是“天才之舉”與“愚蠢之舉”的完美結(jié)合。幸運的是，他并未對視力造成永久性損傷。需要提醒各位的是，我們絕對不可以模仿他。眼球是一個精密器官，稍有不慎就可能造成永久損傷。我們應(yīng)該珍惜我們的眼睛，并且遵循科學(xué)道德和倫理原則，尤其是對人，哪怕是自己。

這樣的牛頓值得學(xué)習(xí)么？

從上面的牛頓趣事就能看出，牛頓對真理的渴求有多強(qiáng)烈。事實上他將一生都獻(xiàn)給了追求真理，終生未婚。天才又特別努力的他，在數(shù)學(xué)、力學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域都做出了杰出的貢獻(xiàn)，為現(xiàn)代科學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

他也涉足過煉金術(shù)、神學(xué)、歷史等領(lǐng)域，展現(xiàn)了他廣博的知識和多樣的興趣。他被譽(yù)為“最偉大最復(fù)雜最神秘最具爭議性”的科學(xué)家之一。

但同時我們也應(yīng)該看到牛頓身上的缺點和錯誤。

牛頓性格孤僻、固執(zhí)、敏感、報復(fù)心強(qiáng)，與許多科學(xué)界同行發(fā)生過爭執(zhí)和糾紛。胡克和萊布尼茨都深有感受。牛頓對自己有著極高的自信，不可避免地自負(fù)過頭，很少愿意承認(rèn)或改正自己的錯誤。

總之，牛頓作為人類的杰出代表，給我們留下了豐富而又復(fù)雜的科學(xué)和人文遺產(chǎn)。我們應(yīng)該從他身上學(xué)習(xí)他的優(yōu)點和長處，但更應(yīng)避免效仿他的缺點和錯誤。

看完這些，你對牛頓是更加崇敬，還是更加難以理解了呢？