更新時間:2024-03-20 17:07:02作者:佚名
很多人之前一定無數次想象過:如果我能在家工作就好了。 這次疫情迫使我們呆在家里,但我們開始知道該怎么辦。
減少人口流動、阻斷疾病傳播是防治傳染病的最佳途徑。 從古至今,人類多次通過這種方法戰勝了流行病。 當時人們是如何度過“宅在家里”的生活的呢?
普希金在毯子下工作
1830年秋天,由于霍亂爆發和交通中斷,普希金被迫在一個村莊里呆了三個月。 由于無所事事,普希金在這一時期創作了6部中篇小說、27首抒情詩以及著名的戲劇《葉甫蓋尼·奧涅金》,奠定了他在俄羅斯文學史上的地位。 。 后來,這一事件被稱為“博爾金諾之秋”,成為作家收獲期的代名詞。
將時間往前推幾百年,1665年的倫敦,一位年輕人也因為疫情休了長假,同樣的“學校停課繼續”。 而且,這一時期他的研究成果至今仍在影響著人類對數學、光學、力學的理解。
這個年輕人的名字叫艾薩克·牛頓,今年23歲。
01
居家隔離18個月
公元14世紀,也就是人們常說的中世紀,黑死病的陰影一直籠罩在歐洲上空。 今天我們也知道黑死病實際上是瘟疫。
從1348年第一次襲擊英國開始,瘟疫已經斷斷續續地肆虐了300多年。 英國近三分之一的人死于鼠疫,整個歐洲的死亡人數達到了5000萬。
黑死病的傳播
1665年萬有引力是什么,歐洲再次爆發鼠疫,這次倫敦成為重災區。 僅從六月到八月,倫敦人口就減少了 1/10。
此時,牛頓正在劍橋大學三一學院學習。 隨著疫情越來越嚴重,劍橋大學宣布停課,并遣散了校園內的大部分師生。 因此牛頓不得不離開劍橋,回到他位于伍爾索普的鄉村莊園。
劍橋的停學持續了18個月,牛頓也在安靜的鄉村度過了18個月,幾乎與外界隔絕。 然而,在這期間,他旺盛的創造力和想象力卻絲毫沒有受到影響。 相反,他爆發出了更加耀眼的生命力,這成為他此后幾十年學術生涯的起點。
02
發明了微積分,計算了重力,并開拓了光學
我們今天所熟悉的牛頓運動三定律和萬有引力定律的研究,其實是從牛頓在家鄉“自我隔離”時期就開始的。
我們從小就讀過牛頓發現萬有引力的傳奇故事:他坐在一棵蘋果樹下,被掉落的蘋果砸中頭部,于是他靈光一現,發現了地球的萬有引力。 牛頓家鄉莊園旁邊確實有一棵這樣的樹。 后來人們特意發現了這棵樹,將其視為科學探索精神的象征,并對之頂禮膜拜。
牛頓故居的蘋果樹。 1820年《重力樹》
這棵樹被強風吹倒了,但它的根仍然留在原地并再次生長。
事實上,這個故事幾乎可以肯定是虛構的。 第一個寫下蘋果樹故事的人是作家伏爾泰。 他非常崇拜牛頓,但他從未見過牛頓本人。 關于蘋果樹的故事是從牛頓的侄女那里聽到的,并經過藝術處理。 此消息一經發表,便被世人視為事實。
人們總是相信天才的靈光乍現,而忽略了其背后所需要的海量積累和艱難探索。
事實上,早在瘟疫爆發前兩年,牛頓就已經開始對研究自然哲學產生興趣。 當時,人們對世界、自然和宇宙的認識還停留在亞里士多德和柏拉圖的階段,而牛頓則更希望找到自然的真相。
牛頓閱讀了大量自然哲學書籍,包括笛卡爾、波義耳、哥白尼、伽利略等人的著作。 他希望通過這些人萬有引力是什么,弄清楚宇宙的終極奧秘。 雖然這些名字在今天聽起來很耳熟,但在當時卻被主流所排斥。 即使在劍橋也很難找到愿意傳授這些知識的老師。
今天我們知道數學是一切自然科學研究的基礎,但牛頓最早對數學的認識只停留在數學計算的階段。 為了更深入地學習數學,他開始自學讀書。 短短兩年時間,牛頓就掌握了當時最先進的數學研究理論。
牛頓的貢獻
“瘟疫假期”開始后,牛頓埋頭研究笛卡爾,而最著名的笛卡爾坐標就是今天中學數學課上肯定會接觸到的直角坐標。
在笛卡爾坐標的基礎上,牛頓進行了大量的計算,發現了一種新的計算方法,即微積分。
微積分可以解決許多學者想解決卻無法解決的問題,并迅速成為所有科學研究的基本計算工具。 能否熟練運用微積分也成為一個人是否接受過專業科學訓練的標志。 任何在大學學習過高等數學的人都一定還記得被牛頓-萊布尼茨公式支配的恐懼。
在微積分的幫助下,牛頓開始研究行星運動的實際問題。 在牛頓之前,天文學家已經做了很多實驗來證明向心力和離心力的存在。 在此基礎上,牛頓充分發揮了自己的想象力,想象了一個完全理想的環境,然后用微積分進行計算,最后得出結論:“行星逃離太陽所需的力,與它們距太陽的距離有關。”太陽。與平方成反比”就是我們今天所知的萬有引力定律。
《自然哲學的數學原理》標志著經典力學的開端
成熟并成為現代科學的標準衡量標準
當然,這只是牛頓萬有引力研究的開始。 在接下來的20年里,他不斷完善和探索萬有引力理論。 直到1687年出版《自然哲學的數學原理》,他才終于驗證了這一理論。
對科學和真理的探索是痛苦而艱巨的。 就連牛頓也稱這18個月為他“最困難的時期”。 即使你全身心投入計算和研究,也會有停滯不前、一事無成的時候。
這時,牛頓將全身心投入到他一生的愛好:觀察太陽。
也正是在這個時期,牛頓的光學研究也邁出了第一步。
牛頓認識到光是由許多不同顏色的光組成的。 我們在物體表面看到的顏色是由于物體反射了該顏色的光而產生的。
牛頓發明第一臺反射望遠鏡(1668)
這一發現幫助牛頓發明了反射望遠鏡,消除了觀察天體時的色差現象。 這是對物理學領域的又一偉大貢獻。
03
呆在家里,但不要失去探索世界的熱情
1666年9月2日,倫敦發生火災。 大火燒毀了許多房屋和教堂,無意間消滅了瘟疫的源頭。 瘟疫肆虐兩年多后才慢慢消失。
牛頓得以返回劍橋繼續學業。 此時的他并不知道,他在停學18個月期間對科學做出的貢獻將被世人銘記三百多年。
在人類科學發展史上,牛頓的地位是如此重要。 人們稱他為天才、“百科全書式的全才”等等。 但事實上,牛頓的每一次成功發現都是基于大量的學習、計算和失敗。 也許1%的靈感比99%的汗水更重要,但沒有那份汗水,再多的靈感也無法成為現實。
無論情況多么極端,牛頓都沒有失去探索世界真相的熱情。 正如牛頓本人所說:“那時候,我正處于創造力旺盛的時期。我比以后的任何時代都更加關注數學和哲學。”
看完《牛頓》,你打算如何度過剩下的“隔離時間”?
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