CCTV科教文行動：煉火流金（簡體書）

王渝生主編的這本《煉火流金（改變人類的科學 活動）》內容包括數學、物理、化學、生命科學、防 疫、能源、材料、水利、汽車、飛機、通訊、計算機 與網絡各學科領域的重大創造發明給人類帶來的文明 。

原子彈、火箭、橡膠、采油汽油、細菌學、青霉素、風力發電、塑料、太空材料、汽車、飛機、計算機……這些改變了我們生活的科技成果到底是誰創造的？它們背后都有著怎樣的故事？翻開由王渝生主編的這本《煉火流金（改變人類的科學活動）》，了解更多世界科技文明。

有一次，他在劍橋郊外的星橋市場上買書的時候 ，在 一個小飾品雜貨攤前停了下來。他發現了多棱鏡。那 天，他什么書也沒有買，而是帶了一個多棱鏡回家了 。當 時，多棱鏡只是作為一種玩具在出售，因為白 光照在多棱鏡上能夠產生非常漂亮的色 彩。但是，牛頓立刻意識到這些多棱鏡 的價值所在。他認為，過去的哲學家們 在研究多棱鏡對光的作用后得出的結論 是錯誤的。
那么，到底是多棱鏡告訴了我們白光 里存在的事物，還是多棱鏡實際上改變了白 光？達卡爾和倫敦皇家學會的大多數人都認為多棱鏡 把白 光轉變成了能夠產生顏色的光。這就是所謂的“變色 理 論”，當時沒有任何人曾對此提出過質疑。伊薩克· 牛頓， 當時是一個24歲的大學畢業生，對這種變色理論產生 了 質疑。就是通過一個小小的多棱鏡，牛頓將提出一種 非常 激進的觀點，可能會徹底動搖當時科學界的一些根本 觀 點。在圣三一學院，吃完飯，牛頓就迫不及待地玩弄 起他 的多棱鏡。
但是，在1665年那個炎熱的夏天，由于劍橋受瘟 疫蔓 延的威脅，圣三一學院被迫關門，牛頓只好返回老家 沃爾 索普。
接下去的兩年是牛頓一生中取得的成果最豐富的 兩 年。據說是受到樹上掉下的蘋果砸到自己的頭上而受 到啟 發，牛頓開始對引力和運動進行理論性研究。不過， 他真 正專注于這方面的研究還是幾年后的事情。此時，他 所專 注的是有關光的一些具有革命性的實驗。
牛頓當時在一間屋子里完成了他的一系列多棱鏡 實 驗，人們可以想像，光線就是從小洞里進來，照射在 窗邊 的多棱鏡燈上，最后在對面的墻壁上投下影像。
太陽光從小洞照射進來，照在多棱鏡上，然后在 遠處 的墻壁上形成一個橢圓形的影像。首先要在遮光板上 鉆一 個口徑約0。64cm的小洞，接下去要做的就是等待太 陽 升到合適的角度，以便有一束理想的光線能夠穿過這 個小 洞照射進來。這是實驗的第一步，在墻壁上得到了一 個非 常漂亮的光譜圖像。
正如牛頓所意識到的那樣，只是得到了一個彩色 的光 譜并不能證明任何東西。變色理論認為，多棱鏡將白 光轉 變成各種顏色。因此，我們所見到的光譜，也能夠用 這種 理論來解釋。下一步實驗才能夠揭示光的實質。
下一步實驗需要一塊木板，光線投射到一塊木板 上， 然后在某一種顏色的光照射的地方鉆個小孔，這樣就 可以 將那種顏色的光分離開。例如，在紅光所在的位置把 木板 鉆個小孔，讓紅光從那兒穿過去。下一步要做的就是 再拿 一個多棱鏡來。把第二個多棱鏡放在木板的后面，設 法讓 紅光投射到墻壁上。
這就是實驗的關鍵所在。變色理論預言，第二個 多棱 鏡將會把這束紅光再次轉變回彩虹般的色彩。牛頓則 預 言，這束紅光經過第二個多棱鏡后，將仍然是一束紅 光。
實驗結果證明，第二個多棱鏡只是改變了通過第 一 個多棱鏡的紅光的方向，而沒有改變紅光的顏色。變 色 理論這下子解釋不通了。通過第二個多棱鏡的光仍然 是 紅色的，這表明多棱鏡并沒有把白光轉變成各種顏色 ， 顏色是光所固有的。每種顏色的光彎曲或折射的角度 是 相同的。牛頓用數字來描述光。牛頓率先倡導使用實 驗、 測量和數學來論證觀點的做法，至今仍被定義為科學 的 方法。
任何一種理論都必須得到實驗主管人的批準。此 人不 是別人，正是變色理論的擁護者，駝背的羅伯特·胡 克。
胡克僅僅用了三個小時對牛頓的理論進行了分析。他 這樣 寫道：“我不得不承認，我沒有看到任何不可否認的 論點， 因此，我不得不懷疑這種新理論的可信度”。
脾氣暴躁且傲慢自負的牛頓這樣反擊道：“就像 我曾 經斷言的那樣，我的理論毫無疑問是真理所在。” 最后，在與胡克斗爭了15年之后，牛頓出版了他 的 科學巨著《自然哲學 的數學原理》。這部巨 著論述了他的萬有引 力和力學理論，以及 一些普遍規律，這些 理論和規律至今仍是 現代工程學和科學的 根基。牛頓在這部巨 著里還對時間、空間和運動作了全面的描述。他的批 評者 們無不對他非凡的才智驚嘆不已。牛頓登上了科學界 的 頂峰。
牛頓在1704年出版了《光學》這本書，但是在此 之 前，牛頓在1687年出版了一本《自然哲學的數學原理 》， 提出了運動學的三大定律和萬有引力定律，從而奠定 了經 典力學、也是經典物理學的基礎。牛頓的三大運動定 律加 上萬有引力定律，可以說在伽利略的基礎上，用數學 方法 總結出了幾個關于物體運動的精確的數學描述。在當 時人 們的思想當中，天上物體的運動被看作是屬于上帝的 ，地 面上物體運動看成是世俗的，那么牛頓三大定律和萬 有引 力定律，就把天上的物體運動和地面的物體運動統一 起來 了，也就是說把上帝和世俗統一在一塊了，這可以說 是人 類歷史上第一次對自然界描述的智慧的大綜合，是人 類歷 史上第一次的自然規律的大綜合，這個綜合就是由牛 頓做 出來的。
牛頓繼承和發揚了伽利略的實驗傳統和數學的邏 輯推 理的傳統，所以他的運動學的三大定律和萬有引力定 律， 都可以用數學公式來精確表達，他的實驗也能夠重復 進 行，所以這就成了真正意義上的近代科學。牛頓所提 出的 實驗方法，用數學來總結物理規律的方法，后來不僅 成為 物理學的基礎，而且也是整個自然科學的基礎，因此 愛因 斯坦給牛頓很高的評價，說在他（牛頓）之前和他之 后， 都還沒有一個人能像牛頓那樣影響著整個西方的思想 、實 踐和科學研究的方向。
牛頓奠定了這個方法，總結了幾個基礎的公式， 后 來整個物理學在他的方法的基礎上，在他所啟示的用 數 學總結規律的基礎之上，比如在用他的方法來研究分 子 的運動，研究剛體的運動，還研究一些氣體的運動， 所 以在這些方面做出了很多成就。在熱學、聲學、熱力 學 等方面也都做出了很多成就。正在這個時候，電磁學 也 跟著發展起來了。人們走過了一段很困難的靜電階段 ，終 于走進了電學的領域。這個領域可以說最主要是由法 拉 第所建立的。
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