【改變世界的科學家 - 科學家哈雷】
哈雷自少便對數學很有興趣,後來進入牛津,畢業前,已經發表關於太陽系和太陽黑子的研究論文。
於牛津畢業後,為了研究南天星空,他一個人來到鳥不生蛋的聖赫勒拿島。接下來一年,他再到格但斯克,每天記錄天上所有星星位置,孤獨一人地用了十數個月時間,終於完成《南天星圖》,成為後來航海人士的天空路線圖。
在聖赫勒拿島的時候,他剛好碰巧觀察到水星凌日。所謂水星凌日,就是指水星運行至太陽和地球之間時,看見水星橫越過太陽前方的一種罕見天文現象。
不如這樣說吧,就算放到現代,一般人看見天文現象,也就只會影相片放上臉書;學習心重一點的,也最多都只會去找找背後原理吧?不過,哈雷卻跳出框架外,有另一個想法:「這次是水星,如果下次,凌日是金星的話,那麼,只要計算金星穿過太陽的時間,豈不是可以計算到太陽和地球的距離了?」
請留意,當時人類才剛剛認識日心說(太陽才是太陽系的中心),怎會能想像太陽距離地球有多遠?哈雷的想法,當年相當新穎。及至數十年後,才終於有其他科學家,用哈雷的方法,成功計算出太陽與地球距離,可以想像到,哈雷思想其實走得很前。
婚後,他繼續試圖證明地球圍繞太陽的軌道,不是當時科學界所說的圓形,而是橢圓形。可惜,用了很長時間,也沒有辦法證明出來。
研究過程中,哈雷發現有一個就讀劍橋的年青人,於數年前,在發表引力問題的論文時,與當時另一個物理學權威科學家虎克,爭執得相當利害。
虎克指控年青人竊取了他的研究。由於與學術權威對罵,完全沒有勝出機會,自始以後,年青人便自我隱藏,從此不再發表論文。
哈雷當時並不認識這名年青人,但本著不恥下問的心態,於是,他直接來到劍橋,與這名年青人一同討論引力、橢圓形軌跡等問題。
當哈雷看到年青人,發現他的家,比垃圾場還要亂,遍地都是年青人自己寫下的研究結果。可能因為碰過壁,所以這些研究結果,年青人全部也都從來沒有發表過,只是閉鎖在家,自我研究。
當哈雷開口問年青人,有關地球橢圓形軌跡的問題時,年青人卻說:「數年前,我已經計算好,解決這個問題了。」但正當哈雷想要馬上看到這個計算結果時,年青人卻表示:「因為家中實在太亂,無法找到。」
很好笑是不是?口裡說得無敵,但卻又拿不出證據,這個年青人怎會不是自吹自擂的呢?
哈雷已經是個享負盛名的科學家,相反,面前的年青人,只是一個被指控的學術竊賊。不過,哈雷沒有因為年青人太似騙子而輕看他,哈雷請求年青人再計算一次,然後便回家去,等待年青人的計算結果。
等到將要心死了,突然有一天,哈雷收到年青人的論文。一看,驚為天人,果真完全解決了自己數年也計算不到的軌跡問題。
真正偉人,是那些能夠容得下、能夠欣賞比自己還要天才、還要厲害,並把這些天才發掘出來,發光發亮的人。
哈雷並沒有私下發表結果,也沒有把年青人收藏起來;反而,他馬上跑到劍橋,說服年青人,把天才論文公諸於世。
年青人再用了兩年時間,寫成左三冊影響世界,科學界最偉大的著作《自然哲學的數學原理》。
這位年青人,就是牛頓。
沒有哈雷,便沒有牛頓的出現。
以為這樣,就能令哈雷成為本文的主角嗎?
事情還有後續。
皇家學會最初承諾會付費,出版牛頓著作《原理》,但當牛頓成書之時,皇家學會因為其他科學家出版的《魚的歷史圖冊》,嚴重滯銷,用光經費,結果皇家學會只好反悔,拒絕《原理》一書出版。
結果,哈雷自己付費,幫牛頓出版發行。
到第三冊時,皇家學會連人工也無法給予哈雷了,只能以《魚的歷史圖冊》暫代薪酬,將大量的《魚的歷史圖冊》給予哈雷,當作人工薪酬。
自資幫助牛頓出版,只餘下大量《魚的歷史圖冊》的哈雷,在這時竟還有心力,為牛頓討公道。他出面找虎克對質,迫令虎克交出證明牛頓抄襲之證據。虎克無法提供證據,從此再無提及遭人抄襲一事。
從此,虎克、牛頓終生為敵;哈雷、牛頓則成了良朋好友。
完成《原理》一書發行後,哈雷又再研究其他東西。
他製作了一個潛水鐘,與五位同事一同下降至60英尺深的泰晤士河中,停留了一個半小時,該潛水鐘成為了當時潛水最長時間的發明。
同期,他也發表了論文,研究出氣候變化,確定太陽的熱能是大氣層運動的動力來源;又同時,發表了另一篇論文,計算出氣壓與高度之間的關係。
還不止這些,1693年,哈雷發表了一篇關於人壽保險的文章,基於一個德國小城完整數據紀錄,他分析了人口死亡的年齡。利用計算死亡年齡概率的觀念,發展出計算人壽保險合理價格的方法。這篇論文,對保險統計科學有深刻影響,至今,仍被視為人口學史上的一個重要突破。
繼續說下去,還說不到大家熟識的「哈雷彗星」。1698年,他研究地球磁場,用了三年時間,在大西洋由北緯52度一直航行至南緯52度,記錄數據,發表了《通用指南針變化圖》,又是航海史上的重要經典。
筆者打字也都快要無力了,才終於來到哈雷彗星。為什麼這顆彗星會那麼著名?全因為這顆彗星,並不是靠看見證明存在,而是靠預言出來的。
1705年,哈雷發表論文指,在1456年、1531年、1607年和1682年,也都出現過一顆差不多大的彗星,他大膽估計應該是同一顆。於是,他寫論文預言,50多年後,這顆彗星將會於1758年重返。
結果,這顆彗星,真的在1758年重返。當時,哈雷都已經過身17年了。
後人以此記念哈雷,把這顆彗星做「哈雷彗星」。
哈雷,的而且確是科學界偉人,也是科學界貴人。沒有他,牛頓亦沒有伯樂,當代科學可能走慢了很長時間,也說不定。
狗年進步,
祝願大家也能找到自己的貴人,
同時,亦能成為別人的貴人。
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P.S.
1。上面說的反派虎克,讀者也不要真的以為是一名反派。其實,他也是天才偉人,同樣有很多研究,改變世界。虎克一直提出光波動說,與牛頓的光粒子說,是敵對概念。當年只是1690年,連光的存在也無法表達清楚,所以無論是牛頓說光是粒子,或是虎克認為光是波動,都已經十分跳出科學框架。而且,最近數十年,其實科學家反而傾向相信虎克,而不是牛頓所說的純粒子。
2。牛頓成為一代大師以後,也有小家脾氣的。他提出,要一把火把所有虎克的研究全數燒毀,最後在皇家學會阻止下,才勉強把虎克的研究留下來。不過,學會內所有虎克掛像,都被牛頓要求下,全數燒毀了。所以,現在沒有人清楚知道虎克樣子的。你看?虎克也不全是反派吧…
#當人人也成為別人的貴人
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虎克牛頓 在 呂冠緯 / 冠緯學長陪你學 Youtube 的最讚貼文
先備知識:
1.牛頓第一、二、三運動定律
影片重點:
1.彈簧形變時,會有想要變回原本長度的傾向,此時產生的力即為彈簧力。
2.虎克定律:彈簧力=-彈力系數x彈簧的形變量(彈力方向與形變方向相反)。
3.若超過彈簧的彈性限度,則彈簧不遵守虎克定律。
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