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的物质中去了，于是，他只好将一系列的观测数据和记录进行反复的分析和比较，期望从中找到某种内在的关联性。科学的道路就是这样，此处不通，另一处可以通。通过大量的比较和分析，他发现，土星旁的那团东西，在望远镜中虽然会时时改变形状，但从来也不曾消失过。联想起行星的自转运动，他想，土星旁的那团东西也应该是围绕着土星转动的。那么，一个转动着的带状东西会是什么呢?难道是-个物质环?至此，惠更斯的思路豁然开朗了。对，就是一个环。他把自己的想法汇总整理，写出了著名的《论土星光环》的论文。在论文中，他向世人宣布：土星周围的附属物质是“一个无处不接触并偏向黄道的薄扁环”。惠更斯的这一发现，结束了多少年来天文学界的一大疑问。自此之后，对于土星有个物质环这一说法人们再也不存在疑虑，而把注意力和研究的重点放在了对土星环内部构造和组成的研究上了。从此，一个新的天文学研究领域——行星光环研究就被开辟了出来。随着科学技术的不断发展，特别是有了更远视距的望远镜的开发和利用，有关土星光环的细节、性质也日益为人们所知晓。在此基础上，20世纪70年代，人们又陆续发现了木星的光环和天王星的光环，从而为人们对太阳系整体结构的探索又添上了亮丽的内容。
追问光的本质
土星环的发现使惠更斯的声名大噪。1665年，他作为法国科学院的名誉院士应邀前往巴黎讲学。他一到了巴黎，就立刻被那里浓厚的学术气氛深深地感染了。从此，他开始长住这里，法国成了他的第二故乡。在这里，他与欧洲许多知名的数学家、天文学家、物理学家进行了广泛的学术交流与合作。巴黎时期，成了他一生科学研究，的“黄金时期”。其中，最令他本人引以为豪的研究就是提出光的“波动说”。
光是人们生活中最平常不过的东西了，没有它，人们无法工作、学习，万物无法生长、繁衍。可是，也正是它，过去曾是人们知道、了解得最少的东西。在17世纪，对光的本质是什么这一问题，没有人能自信地回答。然而，人们总需要对这一个问题有个说法：或否认这个问题的存在，像前面的土星环问题一样；或找到一个解答，哪怕这一解答是想象出来的。在当时的物理学界，人们普遍都接受学界权威、英国物理学家牛顿提出的光的“微粒说”。这种说法认为光是一种物质，它由一群快速流动着的发光微粒组成。光之所以会发生反射现象，就是由于这种发光微粒碰到障碍物而改变运动方向的结果。但对光的折射现象、干涉现象和衍射现象，这一学说就解释不了。不过，“能解决一部分现象总比什么现象也不能解决好，况且牛顿又是大名鼎鼎的科学家，他的话总是不会错的”，许多人都这么想。可惠更斯却不这么认为，在他看来，理论正确与否的标准只能是看它能否解决实际当中碰到的问题。而牛顿的光的微粒说既然不能解决光为什么会发生折射、干涉和衍射的问题，那么就说明他的观点可能有局限性。从1669～1677年，惠更斯一直在苦思冥想着这一问题。而他对这一问题的研究一开始就是从光的双折射这一艰深问题人手的。所谓光的双折射，就是指透过一种叫方解石的晶体矿物质可以明显看到一个物体有两个像。这说明当光线穿过方解石的时候发生了各向异性的折射。针对这一现象的研究和解释，既需要对光的性质、特点有比较全面的认识，又需要有深厚的基础物理学知识的功底，更需要有数学这一强有力解题工具的使用，可谓难矣!研究的历程是艰辛的，但成果的产生却是令人快慰的。惠更斯九年如一日，谢绝了许多社交的事务，通过长时期的潜心研究，在对实验现象做反复的数理研究的基础之上，终于在1690年出版的《论光》一书中提出了光的波动学说。他指出，光在透明物质当中的传播不可能像牛顿所说的那样是一种物质的转移，而只能是某种物质运动的传递。由于这种传递是通过一种叫“以太”的粒子相互碰撞而进行的，因此，“光线不是纯粹的几何线，光速也不是无限的”。他发现，光的传播与声音的传播有很多地方存在相似性，于是就大胆地提出“光波”的概念，并对光的传播过程做了如下描述：“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。”
这就是著名的惠更斯原理。用这一原理不仅可以很好地解释光的反射现象，也同样可以较完满的解释光的折射和双折射现象。惠更斯的光的波动说刚提出时并没有引起物理学界的广泛关注。直到100多年之后，世界各地的物理学家才相继在自己的实验室里展开实验和理论探讨，来验证这一观点的正确性，而结果无一例外地都证实了惠更斯的理论的预见性和正确性。至此，一条从数学等其他学科领域来研究光的性质及其传播的道路被开辟了出来。光，渐渐地揭开了它神秘的面纱，从人们的生活走入了人们的思想。
科学发现的背后
惠更斯在科学上的贡献是多方面的，发现土星环和提出光的波动说不过是其中最具有代表性的两个罢了。作为一个思维敏捷的科学家，在物理学方面，他利用相对性理论研究了碰撞引起的物体运动，确立了动量守恒理论。研究了离心力，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。另外，他还根据伽利略提出的钟摆的等时性原理，改进了钟摆的构造，于1656年制成了世界上第一台摆钟，而他的关于万有引力的思想对牛顿“万有引力理论”的形成也产生了不可忽视的影响。在天文学、数学等其他方面，他也是颇有建树的。
爱因斯坦曾经说过，一个科学家所取得成就的多寡和大小，并不取决于他个人的天赋和才华，而是取决于他所使用的方法的科学性、合理性以及他的思想品质是否坚忍和高尚。诚如此言，纵观科学的发展长卷，我们不难看到，大凡有成就的科学家，在不平凡的科学发现的背后都无一例外地有过一番同样不平凡的奋斗史。在他们当中，有的出身贫贱，有的出身高贵，但认真、严谨、不迷信权威、为事业献身的气概和抱负等品质是他们所共有的。惠更斯同样具备这些品质。
就拿他所从事的天文事业来说。如前所述，天文望远镜对于天文学家就像眼睛对人来说一样的重要，而天文望远镜的核心部件就是透镜片。透镜片质量、效能的高低，直接影响天文观测的效果。在透镜 上一页 [1] [2] [3] 下一页
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