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前两天,超模君在后台看到一位模友的留言:
托马斯·杨(Thomas Young,下文简称杨),一个被誉为“世界上最后一个什么都知道的人”,不信你看:
杨一生涉足的领域有医学、光波学、声波学、流体动力学、数学、力学、光学、声学、语言学、动物学……不仅是个工科全才,他还热爱美术、几乎会演奏当时全部的乐器、会制作天文器材、会骑马耍杂技走钢丝、还研究了保险经济的问题、破译了几千年以来无人认识的古埃及文字!
(贴心的超模君已经把重点加粗了……总之什么都会)
今天超模君就给大家讲讲这位牛逼哄哄的百科全书式科学家。
托马斯·杨
1773年6月13日,杨出生在英国萨默塞特郡一个富裕的贵格会教徒家庭,家里有10个孩子,杨排行老大。
有钱人的家庭一般都注重教育,所以杨从小就受到良好教育。像超模君之前介绍过的许多小神童一样,杨从小就天赋异禀:
2岁学会阅读,对书籍表现出强烈的兴趣;
4岁能将英国诗人的佳作和拉丁文诗歌背得滚瓜烂熟;
不到6岁已经把从头到尾看过两遍,还学会用拉丁文造句;
9岁掌握车工工艺,能自己动手制作一些物理仪器;几年后他学会微积分和制作显微镜与望远镜;
14岁之前,他已经掌握10多门语言,包括希腊语、意大利语、法语等等,不仅能够熟练阅读,还能用这些语言做读书笔记;之后,他又把学习扩大到了东方语言:希伯来语、波斯语、阿拉伯语等。
从小就广泛阅读各种书籍,无所不好还能一目数行。在中学时期,就已经读完了牛顿的《自然哲学的数学原理》、拉瓦锡的《化学纲要》以及其他一些科学著作,才智超群。
19岁时,受到叔叔(医学博士)的影响,杨决定去伦敦学医。
由于小时候制作过显微镜和望远镜,杨对光学设备非常熟悉。读过牛顿的著作《光学》后,作为医学生的杨将目光放在了人体的光学设备——眼睛上。
杨在研究自己的眼睛(超模君:小心点啊喂!)
杨陷入了深思:光学设备是通过改变镜组间距来实现对焦的。人类的眼睛拥有很强的对焦能力,但眼球那么小,似乎并没有空间实现仪器那样的对焦,那它是如何对焦的呢?
1974年,杨通过解剖牛的眼睛,发现了晶状体附近的肌肉结构,进一步的研究发现了眼睛的调节机理——肌肉收缩能改变晶状体的曲率。这一发现引起世人的关注,21岁的杨入选了英国皇家学会会员。
皇家学会是英国最知名的科学机构
1795年,杨来到德国的哥廷根大学继续学医。由于学习能力极强,一年后便取得了博士学位。之后杨又去到剑桥的伊曼纽尔学院继续学习,因为才智出众博学多识,同学们都称他为“奇人杨”。虽然上过不少名校,但杨还是把自学当作最主要的学习手段。
作为一个医学生,杨似乎并不打算当一名专职医生,反而在追寻自己其他兴趣的道路上越走越远。杨热爱物理学,在学医之余,他也花了许多时间研究物理。
叔叔离世后,给杨留下了一笔不小的遗产(包括房屋、书籍、艺术收藏和1万英镑现款),经济独立的杨更无后顾之忧,毫无顾虑地追求自己的兴趣,把他所有的才智都发挥在热爱的地方。
1800年起,杨在伦敦行医的同时也在做科学研究。自从发现眼睛对焦原理之后,杨怀着满腔热血一头扎进光学研究中。
牛顿曾在其《光学》的论著中提出:光是由微粒组成的。
牛顿认为宇宙中充满均匀的介质“以太”,光粒子在移动过程中会受到以太的引力影响,但由于以太均匀分布,光粒子的总体受力平衡满足自己的第一定律,保持匀速运动。
光从以太进入其它介质时,在两种介质的交界处,当光粒子非常接近例如玻璃这样的介质时,玻璃较大的引力会让光粒子运动方向发生改变,这也是为什么从空气到玻璃,光的折射角总是小于入射角。
杨从小喜欢捣鼓乐器,他通过对声震动的深入研究,几乎学会了演奏当时的所有乐器。于是杨想:光会不会和声音一样,也是一种波呢?如果是,那么光的不同颜色可能就对应着声音的不同频率。
一次,杨观察到水中的两个波纹会发生互相影响,在对声波进行实验后也能发现声波也有互相叠加复合的效果。
水波重叠
渐渐地,杨开始对科学泰斗牛顿的理论产生了质疑。可是,以牛顿为首的光粒子派已经统治学界百年,期间也有人发现粒子说无法解释所有光学现象,但却没有人敢质疑这位巨人的论断。于是,杨开始着手设计实验来证明自己的观点。
经过反复试验,杨成功做出了著名的杨氏双缝干涉实验,为光的波动说奠定了基础。这个著名的实验现在已经进入中学物理课本:
让通过一个小针孔S0的一束光,再通过两个小针孔S1和S2,变成两束光。这样的两束光来自同一光源,所以它们是相干的。结果表明,在光屏上果然看见了明暗相间的干涉图样。后来,杨用狭缝代替针孔,进行了双缝实验,得到了更明亮清晰的干涉条纹。
在这个实验中,杨首次提出了“干涉”的概念,论证了光的波动说。后来他引入叠加原理,把惠更斯的波动理论和牛顿的色彩理论结合起来,解释了规则光栅产生的色彩现象。
二十世纪初,物理学家将杨的双缝实验结果和爱因斯坦的光量子假说结合起来,提出了光的波粒二象性,后来又被德布罗意利用量子力学引申到所有粒子上。(当然这都是后话了)
在当时,杨的实验结果给学界带来了巨大的冲击。尽管如此,这个理论却没有受到应有的重视,权威学者们否认杨的实验结果,称其是“荒唐的”、“不合逻辑的”,甚至有人笑杨是个疯子。
当然,顽强的杨并没有向权威低头,反而撰写了一篇论文《声和光的实验和探索纲要》,勇敢地反击众人。
杨在论文中写道:“尽管我仰慕牛顿的大名,但是我并不因此而认为他是万无一失的。我遗憾地看到,他也会弄错,而他的权威有时甚至可能阻碍科学的进步。”
但是在当时闭塞保守的科学氛围中,这样的言论是不妥的!这篇论文理所当然地被压制了,无处发表。据说最后印成了小册子,不过“只印出了一本”。
这个自牛顿以来在物理光学上最重要的研究成果,,一点一点侵蚀了杨对光学研究的信心,失望的杨决定不再触碰物理。
虽然物理这个爱好研究不下去了,但乐观的杨很快又打起精神,投入到另一个兴趣中,转行研究古代语言学。
早在18世纪末,,在一个小镇上发现了著名的罗塞达碑。这块石碑经历了一段曲折的故事,后来被运到了伦敦。
存放在大英博物馆的罗塞达碑
罗塞达碑据说是公元前2世纪埃及为国王祭祀时所竖,上部有14行象形文字,中部有32行世俗体文字(草书),下部有54行古希腊文字。
古埃及文字是人类最早的文字系统,这是一种非常生动的象形文字,比中国的甲骨文早了近两千年。
古埃及象形文字
英法两方都想尽快破译石碑上的文字。法国以语言天才商博良为首,认为这种石碑上的世俗体是表意文字,另一派则认为世俗体应该是和拉丁语一样的拼音文字。然而十多年过去了,这两派人的研究都没什么进展。
让·弗朗索瓦·商博良(Jean-François Champollion)
1813年,杨投身到破译工作中,他从石碑中国王名字入手,指出了这是一种表音与表意共存的文字。经过没日没夜的艰苦研究,杨破译了王室成员13位中的9个人名,根据碑文中鸟和动物的朝向,发现了象形文字符号的读法,并公诸于世。
古埃及文字母表
不幸的是,因为杨所使用的对照材料有抄写错误,导致他误以为自己破译的字母是错的。。。于是破译工作进行不下去了。。。
可是,商博良在读到杨已发表的成果后,茅塞顿开。结合自己对科普特语(古埃及语言的演变)的研究,破解了上部和中部的文字,大家的焦点一下子聚集在商博良上,而杨的突破性发现就这么被掩盖了。。。
可怕的是,商博良坚称自己的所有成果都是独立研究的。
后来,有人公开了商博良以前写给哥哥的一封信,发现信中商博良让哥哥赶紧去看杨发表的关键结果。。。最后杨在破解古埃及文字工作中的关键性作用终于得到公认。
除了对光学和文字学的巨大贡献之外,杨的许多研究都具有开拓性意义:
他也是第一个研究散光的医生;
他最先测量了7种光的波长;
他曾从生理角度说明人的色盲现象;
他吸收了牛顿的色散理论,最先建立了三原色原理:指出一切色彩都可以从红、绿、蓝这三种原色以不同的比例混合得到。这一原理已成为现代颜色理论的基础。
光的三原色
杨对弹性力学也很有研究,他定义了材料力学中的弹性模量概念。后人把纵向弹性模量(即正应力与线应变之比)称为杨氏模量,以表彰他的贡献。
晚年的杨已经是举世闻名的百科全书式学者,他尽可能地把自己的才智与学识留在世上:
为大英百科全书撰写过40多位科学家传记以及无数条目;
在一家重要的保险公司担任统计检查官;
担任《航海天文历》的主持人,改进实用天文学、提供航海援助
1829年,托马斯·杨去世,终年56岁。临终前,杨还在编写一本埃及字典。人们在他的墓碑上刻上这样的文字——“他最先破译了数千年来无人能解读的古埃及象形文字”。
“托马斯·杨是世界上最后一个什么都知道的人。”现在,你信了吧?
有缘的人终会相聚,慕客君想了想,要是不分享出来,怕我们会擦肩而过~
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本文编辑:慕编组成员(小端午)