提出光的波动的科学家是？

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匿名用户
2013-08-04

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　光是人们生活中最平常不过的东西了，没有它，人们无法工作、学习，万物无法生长、繁衍。可是，也正是它，过去曾是人们知道、了解得最少的东西。在17世纪，对光的本质是什么这一问题，没有人能自信地回答。然而，人们总需要对这一个问题有个说法：或否认这个问题的存在，像前面的土星环问题一样；或找到一个解答，哪怕这一解答是想象出来的。在当时的物理学界，人们普遍都接受学界权威、英国物理学家牛顿提出的光的“微粒说”。这种说法认为光是一种物质，它由一群快速流动着的发光微粒组成。光之所以会发生反射现象，就是由于这种发光微粒碰到障碍物而改变运动方向的结果。但对光的折射现象、干涉现象和衍射现象，这一学说就解释不了。不过，“能解决一部分现象总比什么现象也不能解决好，况且牛顿又是大名鼎鼎的科学家，他的话总是不会错的”，许多人都这么想。可惠更斯却不这么认为，在他看来，理论正确与否的标准只能是看它能否解决实际当中碰到的问题。而牛顿的光的微粒说既然不能解决光为什么会发生折射、干涉和衍射的问题，那么就说明他的观点可能有局限性。从1669～1677年，惠更斯一直在苦思冥想着这一问题。而他对这一问题的研究一开始就是从光的双折射这一艰深问题人手的。所谓光的双折射，就是指透过一种叫方解石的晶体矿物质可以明显看到一个物体有两个像。这说明当光线穿过方解石的时候发生了各向异性的折射。针对这一现象的研究和解释，既需要对光的性质、特点有比较全面的认识，又需要有深厚的基础物理学知识的功底，更需要有数学这一强有力解题工具的使用，可谓难矣!研究的历程是艰辛的，但成果的产生却是令人快慰的。惠更斯九年如一日，谢绝了许多社交的事务，通过长时期的潜心研究，在对实验现象做反复的数理研究的基础之上，终于在1690年出版的《论光》一书中提出了光的波动学说。他指出，光在透明物质当中的传播不可能像牛顿所说的那样是一种物质的转移，而只能是某种物质运动的传递。由于这种传递是通过一种叫“以太”的粒子相互碰撞而进行的，因此，“光线不是纯粹的几何线，光速也不是无限的”。他发现，光的传播与声音的传播有很多地方存在相似性，于是就大胆地提出“光波”的概念，并对光的传播过程做了如下描述：“光波发射时，传播光的每一物质粒子不只是把运动传给前面的相邻粒子(与原始粒子和光源处于同一直线上)，而且还传给周围所有其他和自己接触并阻碍自己运动的粒子。因此，在每一粒子周围就产生以此粒子为中心的波。”

　　这就是著名的惠更斯原理。用这一原理不仅可以很好地解释光的反射现象，也同样可以较完满的解释光的折射和双折射现象。惠更斯的光的波动说刚提出时并没有引起物理学界的广泛关注。直到100多年之后，世界各地的物理学家才相继在自己的实验室里展开实验和理论探讨，来验证这一观点的正确性，而结果无一例外地都证实了惠更斯的理论的预见性和正确性。至此，一条从数学等其他学科领域来研究光的性质及其传播的道路被开辟了出来。光，渐渐地揭开了它神秘的面纱，从人们的生活走入了人们的思想。

　　科学发现的背后

　　惠更斯在科学上的贡献是多方面的，发现土星环和提出光的波动说不过是其中最具有代表性的两个罢了。作为一个思维敏捷的科学家，在物理学方面，他利用相对性理论研究了碰撞引起的物体运动，确立了动量守恒理论。研究了离心力，提出了著名的离心力公式：一个做圆周运动的物体具有飞离中心的倾向，它向中心施加的离心力与速度的平方成正比，与运动的半径成反比。另外，他还根据伽利略提出的钟摆的等时性原理，改进了钟摆的构造，于1656年制成了世界上第一台摆钟，而他的关于万有引力的思想对牛顿“万有引力理论”的形成也产生了不可忽视的影响。在天文学、数学等其他方面，他也是颇有建树的。

　　爱因斯坦曾经说过，一个科学家所取得成就的多寡和大小，并不取决于他个人的天赋和才华，而是取决于他所使用的方法的科学性、合理性以及他的思想品质是否坚忍和高尚。诚如此言，纵观科学的发展长卷，我们不难看到，大凡有成就的科学家，在不平凡的科学发现的背后都无一例外地有过一番同样不平凡的奋斗史。在他们当中，有的出身贫贱，有的出身高贵，但认真、严谨、不迷信权威、为事业献身的气概和抱负等品质是他们所共有的。惠更斯同样具备这些品质。

　　就拿他所从事的天文事业来说。如前所述，天文望远镜对于天文学家就像眼睛对人来说一样的重要，而天文望远镜的核心部件就是透镜片。透镜片质量、效能的高低，直接影响天文观测的效果。在透镜片被大规模工业生产以前，打磨透镜是一桩又耗时又累人的手工活计，而且经常接触玻璃粉屑，对人的呼吸系统和身体健康也是一种潜在的危害。对于家庭富裕、名声远扬的惠更斯来说，透镜的磨制完全可以不由他亲自来干。然而，作为一个有着丰富阅历经验的天文观测者，惠更斯清楚地知道，只有天文学家自己真正了解透镜成像的特性，明白自己需要什么样的透镜成像，也只有天文学家自己制作出领先于他人的望远镜片，才能在天文学上取得创造性的发现。一滴水可以映显太阳的全部色彩。如果说，惠更斯成功的背后有什么秘诀的话，那就是这份“工夫深，铁杵磨成针”的决心和信心。

　　科学是没有国界的，但科学家是有祖国的。虽然惠更斯长住在巴黎，但他内心深处却时刻惦记着故乡的发展和人民的幸福。当1681年信奉天主教的法国开始对信奉基督教的荷兰采取敌对态度时，出于一种强烈的民主义愤和民族责任感，惠更斯毅然舍弃了在法国良好的生活和研究条件，回到了祖国，而且直到逝世再也没有离开过。他为荷兰科学技术的发展作出了重要的贡献。1695年7月8日晚上，这位荷兰人民的儿子安详地躺在祖国母亲的怀抱中与世长辞，享年66岁，终身未婚。

　　惠更斯把他自己全部的生命和激情都奉献给了人类的科学事业。他的一生，在多种学科当中都作出了卓越的贡献。正是由于他富于开创性的研究和处于伽利略时代与牛顿时代之间的独特历史位置，使他得以成为17世纪与开普勒、伽利略、笛卡尔、莱布尼茨、牛顿等齐名的杰出学者。他的一生享有许多的荣誉，俄国天文学家罗蒙诺索夫把他称为“这位尊敬的惠更斯”，“天文学的创始人之一”。而勤劳、勇敢的荷兰人民更是把崇高的荣誉敬献给了他。就在他逝世后不久，荷兰科学最高机构——皇家科学院将他卷帙浩繁、博大精深的著作、手稿汇集出版，以永远纪念这位伟大的科学家。至今，这部总共有22卷之多的《惠更斯全集》被收藏在海牙的惠更斯纪念馆里，供来自世界各地的人们参观、瞻仰，而融注到人类文明长河中的惠更斯博大精深的科学思想，已经并正在为无数的科学工作者继承和发扬。