创立光的波动理论——[荷兰]惠更斯(1629～1695)

　　人类文明的历史长河，浩浩荡荡，绵延千万年。而在西方，人类近代文明史是从文艺复兴时期开始书写的。虽然往事过去千年，但每当人们回首那段辉煌历史时，总是禁不住用最动情的声音来歌颂它。历史是由人开创的，而辉煌历史更是由伟大的人物开创的。正如有人所说：文艺复兴是一次人类从未经历过的最伟大的、进步的变革，是一个需要伟大人物而且产生了伟大人物的时代。这些伟大人物在多个不同的领域同时放射出璀璨的光芒。在这里，我们正要看到这样一位伟大的科学家，他生于文艺复兴运动的晚期，在许多方面作出了流芳百世的贡献。他的名字叫克里斯蒂安•惠更斯。

　　从“金窝”里飞出的凤凰

　　克里斯蒂安•惠更斯(Chyistian Huygens)是荷兰著名的物理学家、天文学家和数学家。1629年4月14日，惠更斯出生在美丽的滨海之城——荷兰海牙的一个贵族家庭里。他的家庭在当时的欧洲赫赫有名，曾经在文艺复兴运动早期的文化推动、传播过程当中发挥过重要的作用。他的父亲在王朝政府里位居要职，学识也很渊博，尤其在诗歌方面的造诣很深，与当时许多学界的名流交游甚密，如艺术家伦勃朗、思想家笛卡尔和斯宾诺莎等，都是他们家的常客。惠更斯从小恪守家庭崇尚文化的传统，并没有因为门第的优越而放弃对文化知识的渴求。也许是受到了笛卡尔和斯宾诺莎的影响，惠更斯从小就非常喜爱自然科学知识，尤其是数学知识。只要一有空，他就钻到父亲的书房里，或聆听大人们高谈阔论，或独自找数学等自然科学书籍翻看。他是如此的着迷，以至于经常忘了自己身处何时何地，这让他的父母为他既高兴又担心。当初，惠更斯的父亲很想把他培养成为一位像自己那样的政府要员，但看到他如此地痴迷于书本，便打消了这个念头，而早早地把他送入了高级学校接受正规且系统的科学教育。一到了学校，惠更斯更是如鱼得水，如饥似渴地汲取知识的养料。他在小学、中学都是全校同年级学生中年龄最小的一个，可也是最勤奋最用功的一个。由于他天资聪明，对所学的知识记忆、理解很好，他的成绩在班上始终都是第一名。他进步得很快，16岁就以优异的成绩考上了颇有名气的莱顿大学，学习数学和法律。笛卡尔很关心老朋友的这个聪明的小儿子，经常对他的学习进行指点。在笛卡尔等人的直接影响下，惠更斯钻研了阿基米德等人的数学和物理学著作，开始全身心地投入数学、力学和光学的研究。他的学习有一个很显著的特点，就是非常善于把所学到的知识与日常生活的实践结合起来，这一方面是为了检验课堂上所学的知识是否正确，另一方面也是为了从实践中体会到更多的学习乐趣。据说，惠更斯在13岁时就参照图纸自己制造出了一台车床，而且性能良好，他用它加工、制造了许多有趣的东西。另外，同许多同时代人一样，他很早就开始学习磨制透镜的技术，而且乐此不疲。随着对透镜磨制技术和技巧的掌握，他的小脑瓜开始考虑怎样完善磨制的方法，来提高镜片的清晰度。他在这方面着实花了不少气力，到了17世纪50年代，凭借着成熟的数学知识功底，他和他的兄弟一道发明了一种新的镜片磨制方法。

　　用这一方法磨制出的镜片光洁而清晰，制戚的望远镜效果非常好。这一方法直到今天还在为许多专业制镜者使用着，而由他亲自制造的望远镜的质量在现存的望远镜中也算得上上乘。正是利用这些性能优越的望远镜，他首先在天文学上有一系列重要的发现。

　　土星光环的发现者

　　望远镜是天文观测者的千里眼，它把人类探索自然神奇的目光引向了浩瀚无垠的宇宙深处。惠更斯在对望远镜的镜片做了改进之后，耐心而细致地进行了天文观测。在1650～1659年短短9年的时间里，他先后识别出猎户座大星云的结构组成，发现了火星上的极冠、木星带和土星的一颗卫星，从而进一步证实并巩固了在当时还有“异端邪说”之嫌的哥白尼学说。其中，最激动人心、最富有成果的一项发现要算发现土星光环了。

　　土星是太阳系的九大行星之一，按距离太阳由近及远的次序排行第六。它在中国古代被称作镇星或填星，而在古代西方则被命名为萨图努斯(罗马农神的名字)。在1781年天王星被发现之前，它被人们认为是离太阳最远的一颗行星。1610年，意大利天文学家伽利略用他发明的天文望远镜第一次观测到了土星环的存在。然而，他当时并没有能够意识到这一点。在他看来，土星的球状本体旁的这一“奇怪的附属物”简直不可理解。他甚至怀疑这一怪物是透镜造成的幻像。他把这一现象告诉了其他天文学家，自己就再也没有关心过了。惠更斯很早就听说了伽利略的发现和怀疑，也亲自用天文望远镜看到了与伽利略的描述极为相似的现象。他也百思不得其解，但他却没有轻易做结论。在他看来，只有延伸望远镜的观测距离和增加观测的清晰度，才能够作出判断。于是，他于1659年研制出了当时在全欧洲称得上是最好的望远镜。由此，他又对土星进行了集中观测，结果发现，所谓土星旁的那个奇怪东西根本不是什么镜片造成的假象，而是真实存在着，它是一条近似带状的东西。

　　光是这一发现，就足以让世人震惊了。然而，不问明究竟不是惠更斯惯有的作风。一个问题解决了，另一个更大的问题却又出现在他的脑海里：那团土星旁的物质究竟是什么?每当夜深人静的时候，他就傍依着望远镜，看一会儿，想一会儿，又用笔写写画画记下自己的想法，想不通了，又再看一会儿。多少个夜晚他都是这样度过的。毕竟观测的技术仍有局限，惠更斯的望远镜已无法再深入地看到土星旁

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