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牛頓曾在自己眼睛裡放了一根大粗針?(請勿模仿)

2024-01-28 06:10:55

撰文 | Ziv

審校|比鄰星

艾薩克·牛頓,歷史上最偉大的物理學家、數學家、天文學家、劍橋大學三一學院院士、神學家、鍊金術士、作家,最後一位巫師,前英國皇家鑄幣廠廠長……

(圖片來源:wiki)

他的萬有引力定律解釋了海水為什麼有漲有落,天上為什麼有流星,他和萊布尼茨一起發展了無窮小微積分。他的成就還有很多很多。

牛爵士,憑藉一身學識成為不少人中學到大學時期,午夜夢迴時依然魂牽夢繞的人。

他被砸過頭(傳說罷了),還為了科學把針放進了自己的眼睛(這是真的)。

牛頓和光

在牛頓之前,人們一直為光本身到底有沒有顏色爭論不休。

有人覺得光是沒有顏色的,它穿過不同介質才帶有不同的顏色。當時的科學家知道彩虹是光透過雨滴形成的,但是他們不知道為什麼彩虹有這麼多顏色。

(圖片來源:wiki)

牛頓在劍橋大學學習時,普遍的理論是認為水以某種方式給陽光染上了不同的顏色。

他使用一盞燈和一個稜鏡演示了光的色散,當透明的光穿過稜鏡,彩虹出現了。牛頓解釋是因為不同波長的光折射角度不同,但是很多科學家仍然認為是稜鏡給光賦予的顏色。


不同顏色的光的折射率與波長有關(圖片來源:wiki)

然後牛頓又用了第二個稜鏡,將這束光重新匯聚成了白光,證明了光本身就具有顏色。

這個簡單的小實驗只是牛頓在光學研究的冰山一角。

小白鼠牛頓

牛頓相信親身實驗得來的結果遠比書上的經驗更真實,所以他致力於親身實踐一切可能的研究,“親身”也包括把自己當成研究物件。

牛頓在自己的筆記裡寫道:

“我把一個bodkin(類似錐子的東西,要更鈍一些)放在我的眼球和骨頭之間,儘量讓它靠近眼球的後部。然後用bodkin的末端按壓我的眼球,眼前出現了幾個白色、黑色和彩色的圓圈。當我持續用bodkin的末端摩擦眼球時,圓圈就會變得模糊,甚至完全消失,直到我轉動眼球,或者移動bodkin,它們才又出現。”

(請勿模仿,你又不是牛頓)

牛頓做這個實驗,是為了證明眼球形狀改變,或者受到不同壓力會影響視覺。

(圖片來源:vaticanovservatory.org)

其實不必把針放進眼睛,只要在眼皮外部輕輕按壓眼球,你就能發現眼前會出現一個黑圈。即使閉上眼睛,也依然有這樣的現象。

這種現象被稱為“光幻視”,視網膜受到壓力正是產生光幻視的一種方式。

透過這種方式,牛頓將視網膜接受刺激的位置和他眼前產生光點的位置聯絡起來,發現了光線是如何進入我們的眼睛的。同時,他也展示了外界物體是如何落在視網膜上的,也就是上-下,左-右相互顛倒。

物體投射在視網膜上的原理示意圖(圖片來源:wiki)

只能說牛頓不僅非常善於鑽研,而且運氣也絕佳,眼球被這麼對待也沒啥事。

除了把粗針放進自己的眼睛,牛頓還盯著鏡子反射的太陽光看過,因為他發現盯一段時間太陽後,即使移開視線,眼前依然會有太陽的影像。

這次實驗導致他右眼失明瞭3天,而且太陽在他眼睛裡停留了很長時間。他還表示:“如果我敢用我的眼睛冒險,現在我也能透過冥想讓太陽出現在眼前。”


已經很冒險了,牛老師!(圖片來源:Giphy)

縱觀科學發展的歷史,有些實驗就是這麼奇奇怪怪,也有些會讓人覺得枯燥無味。但是不管怎麼說,它們都是推動人類科技進步的基石。

不僅在科研工作中,我們每天的生活其實也都在做實驗。

雞蛋放在微波爐里加熱會怎樣?早上幾點出門才不會遲到?鞋帶怎麼系不容易散?拉屎以什麼角度入水,水花才會最小?領導能容忍我摸魚的時間有多長? 怎麼起標題你們才能多點進來看看……

可以說人生就是一個實驗接著又一個實驗。當然並不是所有實驗都像牛頓杵自己的眼球那樣需要勇氣、智慧與幸運並存,大多數實驗都是非常溫柔且友好的。它們能容納我們失敗一次又一次,覆盤之後再來下一次。

如果你也很喜歡做實驗,但是不知道從哪裡開始,那不如來試試《萬物》雜誌的家庭實驗室吧!

在這裡,你只需要日常生活中最常見的材料,就能完成超有趣的小實驗!

想估算太陽的直徑?可千萬別像牛頓那樣直直盯著太陽!你只需要兩張白紙、一片鋁箔紙、一小段線和一把尺子。

小孔成像原理會幫你把太陽投射到白紙上面,然後按比例計算一下,就可以得到太陽的直徑了!

(圖片來源:《萬物》雜誌2023年11月號)

想堆雪人,但是你的家鄉不下雪?

沒關係!只需要洗潔精和小蘇打,就能把你從三亞帶到爾濱(不是。

(圖片來源:《萬物》雜誌2024年2月號,敬請期待)

用兩個捲紙的紙筒、反光卡紙、塑膠片和一些彩色小裝飾,你就能擁有一個萬花筒。

家庭實驗室是為《萬物》的小朋友們準備的一個動手環節,每期都有一個簡單又神奇,而且蘊含著科學原理的小實驗。

不管你擅不擅長動手,這些拆分到極簡的步驟、隨手可得的工具,都能幫你順利完成小實驗。

(圖片來源:《萬物》雜誌2024年1月號)

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參考資料:

[1]選題靈感來自《萬物》雜誌2023年10月號《照亮自然法則之人》

[2]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%89%B2%E6%95%A3_(%E5%85%89%E5%AD%B8)

[3]https://qr.ae/pKB2BN

[4]https://harishsnotebook.wordpress.com/2020/04/26/newtons-eye-bodkin-experiment-and-the-principle-of-undifferentiated-coding/

[5]https://en.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton

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