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牛顿入格物,光色之争启新思
艾萨克·牛顿踏足大明京师的土地,首先感受到的是一种与剑桥的静谧古朴、伦敦的喧嚣混乱截然不同的磅礴气象。
高耸的城墙、巍峨的宫殿、川流不息的人群,无不昭示着这个东方帝国的庞大与活力。
而当他在礼部官员的引导下,步入位于京师西郊的格物院时,其宏大的规模、井然有序的布局,以及那些他前所未见、或精密或奇巧的仪器,更是让他这个惯于在抽象思维中遨游的头脑感到了实实在在的震撼。
格物院的藏书楼里,不仅有汗牛充栋的中文典籍,还有不少从欧洲搜集来的数学、天文、博物学著作,其中一些甚至是剑桥图书馆都未曾收藏的珍本。
实验室里,除了欧洲常见的玻璃器皿、天平、显微镜外,还有大量基于东方智慧设计的装置:用于演示水利原理的联动模型、结构复杂的青铜天文仪器、以及一些他暂时无法理解其用途的机械结构。
然而,最初的震撼与好奇过后,东西方思维方式的深刻差异便迅速显现。
在格物院为牛顿举行的首次正式学术交流会上,这位年轻的英国学者迫不及待地想要展示他最为得意的发现之一。
他取出一枚精心打磨的水晶棱镜,在暗室中让一束sunlight通过,墙壁上立刻清晰地呈现出了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色散光谱。
牛顿用略显生硬、但逻辑清晰的拉丁语(由一位通晓拉丁文的耶稣会士协助翻译),试图阐述他的光学理论:白光并非单一实体,而是由不同颜色的光混合而成;不同颜色的光具有不同的“可折射度”
;他更倾向于用“微粒说”
(CorpuscularTheory)来解释这一现象,认为光是由无数微小的粒子流组成,不同颜色的粒子具有不同的大小或性质,因而在通过棱镜时受到不同程度的偏折。
实验现象本身无可辩驳,其绚丽和精准令在座的宋应星、方以智等大明顶尖学者为之惊叹,纷纷上前仔细观察,低声交流。
宋应星甚至亲自操作了一遍,确认了现象的可重复性。
然而,当牛顿开始尝试用几何图形和初步的数学关系来描述折射规律,并进一步推导、假设光的粒子性时,明方学者们的眉头渐渐蹙紧了。
一位须发皆白、深受传统“气论”
和阴阳五行思想影响的老学士,在仔细聆听翻译后,抚须缓缓道:“西儒先生此实验,巧夺天工,确凿无疑地展示了日光可析为七色,妙甚。
然,贵客以‘微尘’(指微粒)释光之本质,老夫窃以为或有可商榷之处。”
他顿了顿,环视一周,继续道:“依我中华先贤之见,‘光’者,乃天地间之阳气发越、清明之象也,充盈天地,流动不息,岂是无数微小颗粒之聚集?且光能透琉璃(玻璃)、明暗互易,若为实体微粒,何以穿透致密之物?其理,或可纳入我‘光气’之论中,谓不同色光,乃‘光气’因介质不同而呈现不同‘折射’之态,其性虽异,然终为一气之流行变化耳。”
另一位较年轻的学者补充道:“正是此理。
贵客之数学推演固然精妙,然天地万物,牵一发而动全身,重在关联与整体。
将光孤立为无数微粒,恐失其生生不息、相互感通之整体意蕴。
譬如色彩之变,岂独取决于光本身?亦与受光之物、观者之目,乃至周遭环境之气,皆息息相关也。”
牛顿性格中固有的固执与对自身理论的极度自信,使他难以接受这种基于“气”
这种模糊概念的整体论解释。
他坚持认为,数学语言是描述自然规律的唯一精确工具,微粒假说虽然目前仅是假设,但能最简洁地解释反射、折射等现象。
他试图用更复杂的几何图示和计算来反驳,强调实验证据和数学推导的优先性。
而明方学者则更注重实用效验和哲学上的自洽,他们认为“气论”
能够解释更广泛的现象(如虹、晕、视觉本身乃至生命活动),牛顿的理论虽在解释棱镜分光上有独到之处,但其根基(微粒说和过于抽象的数学)却难以融入他们己有的、成熟的世界观框架。
双方就光的本质是“粒子”
还是“气”
(或“波”
,虽未明确提及波动说,但“气”
的连续性与波动有暗合之处)、颜色是光的固有属性还是依赖于介质和观察的次级性质等问题,展开了激烈而友好的辩论。
说其友好,是因双方均保持学者风度,就事论事;说其激烈,则是因基本范式冲突,难以调和。
辩论持续了整个下午,最终未能达成任何共识。
牛顿深感沮丧与孤独,他觉得这些东方的学者虽然博学、观察细致,却似乎被某种古老的哲学枷锁所束缚,不愿接受更根本的、基于数学和实验的机械论解释。
他带着满心的不被理解,将自己关在格物院为他安排的、设施齐全的住所里,埋首于他带来的那一箱箱手稿之中,继续演算他那些关于流数术(微积分)和万有引力的复杂公式,试图在数学的纯粹世界里寻找慰藉和确定性。
朱由检通过安插在格物院的耳目,很快得知了这场不欢而散的交流。
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