數理化通俗演義(插圖版·全5冊)

第二十九回 門縫裏牛頓玩弄三棱鏡 小旅店歌德細看少女郎

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——顏色本質的第一次突破

上回說到牛頓發現萬有引力定律,出版了《自然哲學的數學原理》一書,這實在是物理學上的一件大事。殊不知這牛頓渾身才華,猶如大壩水滿,渠水四溢,這智慧之水又在光學上衝開一個缺口,奔湧而出。

1666年,牛頓還在劍橋大學當窮學生時,他腦海裏就翻騰過這個顏色問題。說來真巧,他在鄉下,因看到蘋果落地發現萬有引力;回到學校,卻又因看到門縫裏的光而解決了光學中的顏色問題。那是個假日,同學們都去郊遊了,刻苦的牛頓卻將自己鎖在房中,推演著那引力的公式。不覺日已當午,他饑腸轆轆,便推開稿紙,抬起頭來伸個懶腰,這一抬頭不要緊,隻見緊閉的門縫裏露進一縷細細的陽光,在幽暗的房間裏顯得格外明亮。他不由自語道:“從來沒有見過這樣細的光絲,不知可否將它再分成幾縷?”這麽想著,他便伸手從抽屜裏摸出一塊三棱鏡,迎上去截住那絲細光,然後又回過頭去看這光落在牆上的影子。

這一看不要緊,那牆上竟出現一段紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的彩色光帶。他將鏡子轉轉,光帶不變,再前後移動,終於選出一個最佳點,這一下天上的彩虹便清楚地出現在他的房裏。他捏著三棱鏡就像抓住了那條巨龍的尾巴,任他細看細想。從這天起,牛頓一有空,就把自己關在房子裏,還把門窗都用床單遮嚴,隻放一道光進來,做著這種玩三棱鏡的遊戲。他已經悄悄地領悟到一個秘密:我們平時看到的白光,其實不是一色白,它是由許多光混合成的。但是那各個單色又是什麽呢?它們之間靠什麽區別成不同顏色呢?按道理應將那單色光再分一次,但這還得要一塊三棱鏡,還得有實驗室設備,他這個窮學生是辦不到的。

前麵說過,牛頓在劍橋大學有一位恩師叫巴羅,他們生尊師愛,情同魚水,結下了忘年之交。這巴羅幾日不見牛頓來走動,一天便到房裏來找牛頓。他見門虛掩著,屋裏靜悄悄的不像有人,便推門而進,不想一頭正撞在一個人身上。巴羅剛從陽光下走進這間暗屋裏,他一時看不清是誰,隻聽有人喊了他一聲“老師”,將他扶住,又一把扯下窗戶上的床單——原來是牛頓。巴羅說:“你又在搞什麽名堂,幾天不露麵,我還以為你病了呢。”牛頓卻笑嘻嘻地如此這般地說了一遍。巴羅也大為驚喜,連聲埋怨他何不早說。