创立光的波动理论——关于科学的演讲经典篇目

克里斯蒂安·惠更斯(1629-1695)，是著名的荷兰物理学家、天文学家和数学家。惠更斯是历史上最著名的物理学家之一，被称为介于伽利略与牛顿两人之间的一位重要的物理学先驱，他在力学的发展和光学的研究方面，以及数学和天文学方面都有过杰出贡献，在近代自然科学当中惠更斯是一位重要的开拓者。他提出了向心力定律和动量守恒原理，同时还改进了计时器。

惠更斯生活在富裕的家庭和宽松的社会环境当中，不曾受到像宗教迫害之类的干扰，所以能够自由地发挥自己的才干。惠更斯善于把科学实践和理论研究相结合，用以透彻地解决一些相对重要的问题，因此形成了一种理论与实验结合的工作方法和较为明确的物理思想。惠更斯留给人们的科学论文和著作共有68种,《全集》一共有22卷，他在碰撞钟摆、离心力和光的波动说、光学仪器等多方面都做出过重要贡献。惠更斯在很早的时候就已经开始学习有关磨制透镜的技术，而且对此非常着迷，他的小脑瓜在这方面着实花了不少气力。随着对透镜磨制技术和技巧的掌握，他开始考虑如何通过完善磨制的方法来提高镜片的清晰度。17世纪50年代，他和他的兄弟凭借着成熟的数学知识功底共同发明了一种新的镜片磨制方法。他的这种方法磨制出的镜片既光洁又清晰，制成的望远镜效果更加好。现代许多专业制镜者都还沿用他的这一方法，保留下来的现存的惠更斯亲自制造的望远镜，质量也是上上乘的。惠更斯利用自己制作的性能优越的望远镜，首先在天文学上开始了系列重要的发现。

天文观测者的千里眼靠的就是望远镜，通过望远镜人类可以探索自然神奇，看到浩瀚无垠的宇宙深处。在对望远镜的镜片做了改进之后惠更斯又开始耐心细致地进行天文观测。在1650-1659年的9年时间他发现了火星上的极冠、木星带和土星的一颗卫星，先后识别出猎户座大星云的结构组成，这些发现进一步证实并巩固了哥白尼的学说，当时哥白尼学说仍然还有着“异端邪说”之嫌。这当中，土星光环的发现被称为最激动人心和最富有成果的一项发现。

1659年，惠更斯研制出了望远镜，当时被称为全欧洲最好的望远镜。紧接着他又对土星进行了全面的观测，结果意外地发现，七星旁边真实存在着一条近似带状的东西。这一发现就足以让人们震惊了。但是惠更斯惯有的作风就是凡事要探出个究竟。于是一个更大的问题始终盘旋在他的脑海里:土星旁的那团物质到底是什么呢?他分析，那团东西应该是围绕着土星转动的。可是，这个转动着的带状东西究竟是什么呢?难道是个物质环?惠更斯的思路突然豁然开朗。对，那可能就是一个环。于是惠更斯把自己的想法进行集中整理，最后写成了著名的《论土星光环》一文。在这篇论文当中，惠更斯向世人宣布，偏向黄道的薄扁环是土星周围的附属物质。多少年来天文学界的一大疑问，就这样被惠更斯揭示出来。从此，人们对土星有个物质环这一说法不再有任何疑虑，对土星环内部构造和组成的研究成为大家关注和研究的重点行星光环研究--一个新的天文学研究领域被开辟了出来。之后，随着科学技术的不断发展，加之更远视距的望远镜的开发和利用，关于土星光环的性质、细节都逐渐被人们所知晓。以此为基础，在20世纪70年代人们才陆续发现了天王星的光环和木星的光环，可以说这又为人们对太阳系整体结构的探索添上了亮丽的一笔。

作为法国科学院名誉院士的惠更斯在1665年应邀前往巴黎讲学刚到巴黎，他就立刻被巴黎浓厚的学术气氛深深地感染了。于是他决定要长住这里，就这样法国成了惠更斯的第二故乡。在巴黎期间，惠更斯和许多欧洲知名的数学家、天文学家、物理学家等不断地进行广泛的学术交流和合作。这里成了他一生进行科学研究的黄金时期。而这当中最令惠更斯自己引以为豪的研究要算光的“波动说”。

光”在我们的生活中可以说是最平常不过的东西了，大家都知道，如果没有光我们将无法工作、学习，万物也将没办法继续生长和繁衍。可是，光在过去却是人们知道和了解得最少的一样东西。惠更斯在1669-1677年，十年如一日地潜心研究光学。

功夫不负有心人，惠更斯在1690年终于出版了《论光》一书，大胆地提出了光的波动学说。他发现声音的传播与光的传播有很多相似的地方，于是就提出所谓光波的概念，并描述了光的传播过程:“光波发射时，传播光的每一物质粒子不只是把运动传给前面的相邻粒子(与原始粒子和光源处于同一直线上)，而且还传给周围所有其他和自己接触并阻碍自己运动的粒子。因此，在每一粒子周围就产生以此粒子为中心的波。”这就是非常著名的惠更斯原理。

惠更斯原理既能很好地解释光的反射现象，又能比较完美地解释光的折射和双折射现象。事实上，他的光的波动说在最初提出的时候，在物理学界没有引起广泛关注，一直过了100多年之后，为了验证这一观点是否正确，世界各地的物理学家陆续在自己的实验室里展开实验和理论探讨，结果表明惠更斯原理是完全正确的，其理论的预见性和正确性是不容置疑的。

在科学上的贡献惠更斯是多方面的，提出光的波动说和发现土星环，是所有的成就当中最具有代表性的。惠更斯是一个思维敏捷的科学家，在物理学方面，他曾经运用相对性理论研究出了物体运动是由于碰撞而引起的，并且确立了动量守恒理论。他还研究了离心力，并且提出了著名的离心力公式:“一个做圆周运动的物体具有飞离中心的倾向它向中心施加的离心力与速度的平方成正比，与运动的半径成反比。此外，惠更斯还改进了钟摆的构造，在1656年，他根据伽利略提出的钟摆的等时性原理制成了世界上第一台摆钟，而且惠更斯的有关万有弓力的思想，对于后来牛顿的万有引力理论的形成奠定了基础。

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