“大爆炸理論”
《生活大爆炸》是一部很多人喜歡的美劇。 本劇的男主角謝爾頓是一位高智商的物理學(xué)家。 他能一口氣背誦一長串物理理論,做事總是很有條理。 那么,謝爾頓是完美的嗎? 不,他的缺點也很明顯。 他對柴米油鹽等日常瑣事一無所知,像個白癡一樣。 而且,他沒有幽默感,對風格也沒有了解,這與劇中其他角色形成了鮮明的對比,因此謝爾頓就成為了《生活大爆炸》中的開心果。
當然,這個謝爾頓只是美劇中的一位科學(xué)家。 并非所有真正的科學(xué)家都像他一樣。 那么,現(xiàn)實中的科學(xué)家是什么樣的呢? 今天我要分享的書叫《玩轉(zhuǎn)科學(xué)的藝術(shù)家》。 本書匯集了古今中外46位偉大科學(xué)家的故事,其中包括數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家等,這些科學(xué)家就像黑夜中的星星,照亮了我們?nèi)祟愇拿鞯臍v史。
那么當科學(xué)遇到藝術(shù)時會發(fā)生什么呢? 接下來,我們將從46位科學(xué)家中選出5位最具代表性的科學(xué)家來談?wù)劇?span style="display:none">DxC物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
畢達哥拉斯
我們要談?wù)摰牡谝晃豢茖W(xué)家距離現(xiàn)在有點遙遠。 他是古希臘著名數(shù)學(xué)家、音樂家畢達哥拉斯。
乍一看,你可能會對這個名字感到困惑。 畢達哥拉斯,是誰? 但如果你仔細想一想,你就會發(fā)現(xiàn)我們和畢達哥拉斯是“老熟人”了。 不知道大家還記不記得中學(xué)幾何里的畢達哥拉斯定理,就是關(guān)于直角三角形的。 兩條直邊的平方和等于斜邊的平方。 這個定理的發(fā)明者是畢達哥拉斯。 斯里蘭卡本人。 在畢達哥拉斯眼中,這個世界上的一切都可以用數(shù)學(xué)來解釋。 您可能想知道,畢達哥拉斯從哪里得到這個想法?
為了找到他的思想根源,我們首先要談?wù)劗呥_哥拉斯的人生經(jīng)歷。 畢達哥拉斯出生于愛琴海附近的希臘薩摩斯島。 他從小就對數(shù)學(xué)和音樂非常敏感。 20歲時,他離開家鄉(xiāng),前往雅典求學(xué)。 他從哲學(xué)創(chuàng)始人泰勒斯那里學(xué)到了埃及幾何學(xué)。 從那時起,他就相信數(shù)字是有生命的,并且蘊藏著神秘的創(chuàng)造力。 這也為他后來發(fā)現(xiàn)畢達哥拉斯定理奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。
眾所周知,畢達哥拉斯是一位偉大的數(shù)學(xué)家。 但您知道畢達哥拉斯也是一位音樂家嗎? 小時候,他學(xué)習(xí)了演奏樂器,并從演奏中獲得了很多靈感。
玩了很多次之后,畢達哥拉斯發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律。 也就是說,當琴弦的長度之比為整數(shù)時,撥動琴弦時會出現(xiàn)非常和諧的音色。 后來他嘗試了很多次,每次都能驗證這個發(fā)現(xiàn)。
由此,他發(fā)現(xiàn)了數(shù)學(xué)中的比例與音樂創(chuàng)作之間的神奇聯(lián)系。 換句話說,畢達哥拉斯的音樂愛好激發(fā)了他的數(shù)學(xué)研究。
不久之后,畢達哥拉斯又有了一個發(fā)現(xiàn)。 有一次,當他路過一家鐵匠鋪時,鐵匠敲打鐵時發(fā)出“叮、叮、叮”的聲音,這讓畢達哥拉斯陷入了沉思。 他發(fā)現(xiàn),當錘子的重量為被擊打物體重量的一半時,錘子發(fā)出的音調(diào)比被擊打物體高出一個八度,由此形成優(yōu)美的旋律。
這表明物體的大小和它發(fā)出的音調(diào)之間存在著微妙的關(guān)系。 為了驗證這個新發(fā)現(xiàn),畢達哥拉斯還進行了一些實驗,比如在碗里裝滿不同量的水來驗證物體和聲音之間的關(guān)系。
畢達哥拉斯和他的宇宙音樂理論
后來畢達哥拉斯發(fā)現(xiàn)他的思想也適用于天體運動的研究。 太陽、月亮、行星等都在宇宙中,而這些行星在自轉(zhuǎn)時,也遵循著一定的節(jié)奏。 這就是畢達哥拉斯的宇宙音樂理論。 一千多年后,德國天文學(xué)家開普勒將畢達哥拉斯的宇宙音樂理論發(fā)揚光大,終于發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定律。
從畢達哥拉斯的故事中我們可以看出,對于一個愛動腦筋的人來說,靈感和敏感度是相輔相成的。 很多靈感都來自于對生活中平凡事物的敏銳觀察。 因此,生活中處處有知識,做一個有思想的人可能會給你的生活帶來很大的改變。
說完畢達哥拉斯,我們再來談?wù)劯绨啄帷?span style="display:none">DxC物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
哥白尼這個名字大家都很熟悉。 他是現(xiàn)代天文學(xué)之父。 這個人實在是太了不起了。
今天,我們都知道地球繞著太陽轉(zhuǎn),但在古羅馬,一位名叫托勒密的天文學(xué)家認為,地球是宇宙的中心,太陽、月亮和其他行星都繞著地球轉(zhuǎn)。 這個學(xué)說被稱為“地心說”。 托勒密當時非常有名,所以人們自然認同“地心說”,認為太陽繞著地球轉(zhuǎn)。
那么,誰糾正了這個錯誤呢? 這個人就是哥白尼! 托勒密去世一千多年后,哥白尼提出了“日心說”。 哥白尼認為太陽并沒有繞著地球轉(zhuǎn),相反,地球繞著太陽轉(zhuǎn)。 為了證明自己的觀點,哥白尼還用數(shù)學(xué)方法論證了日心說。 可以說,“日心說”理論極大地推動了人類文明的進程。
為什么這么說? 因為哥白尼生活的時代是黑暗的中世紀。 當時基督教統(tǒng)治整個歐洲,教皇的權(quán)力比國王還要大。 基督教主張上帝創(chuàng)造世界。 大家都相信宇宙的中心是地球,包括太陽在內(nèi)的所有行星都圍著地球轉(zhuǎn)。 在此背景下,哥白尼竟敢提出“日心說”,實在是對世人的不尊重。 “日心說”否定了基督教神學(xué)理論,動搖了基督教的根基,對上帝創(chuàng)世論構(gòu)成了嚴重威脅。 這讓整個歐洲,從教皇到普通民眾,都非常不舒服。 正因為如此,哥白尼成了教會的眼中釘。
布魯諾為捍衛(wèi)真理而死
然而,真理始終是真理,不會因為教會的壓制而消失。 在基督教強烈批判“日心說”的時候,一位年輕人勇敢地站出來,用生命捍衛(wèi)了真理。 這個人就是布魯諾,意大利著名思想家。 最終布魯諾因捍衛(wèi)日心說而被教會活活燒死。
讓我們回到哥白尼。 他挑戰(zhàn)權(quán)威的智慧和勇氣從何而來? 關(guān)于這一點,我們還得從哥白尼家族說起。 哥白尼1473年出生于波蘭托倫。他的父親是議會議員,母親是富商的女兒。 應(yīng)該說,哥白尼的家庭環(huán)境是相當不錯的。 然而,哥白尼10歲時,父母去世,哥白尼被叔叔收養(yǎng)。 哥白尼的叔叔是一位具有進步思想的文化人。 在叔叔的影響下,哥白尼從小就有一顆文學(xué)之心。
哥白尼的大學(xué)時代恰逢歐洲文藝復(fù)興的興起。 受文藝復(fù)興運動的影響,哥白尼對人文思想有了更深刻的認識。 從此,他開始鉆研天文知識。
那時,最好的書都是用拉丁文寫的。 為了盡快掌握天文學(xué)知識,哥白尼刻苦學(xué)習(xí)拉丁文,很快他就能熟練地用拉丁文讀寫。 哥白尼的巨著《天球運行論》是用拉丁文寫成的。
為了研究天文學(xué),哥白尼閱讀了古希臘、羅馬的經(jīng)典哲學(xué)著作,并不斷從中汲取營養(yǎng)。 再加上長期的實地觀測和研究,哥白尼終于弄清楚了地球是如何旋轉(zhuǎn)的。
之后,他提出了改變?nèi)祟悮v史的“日心說”。
事實上,哥白尼之所以能夠取得如此偉大的天文成就,與他對繪畫的熱愛有很大關(guān)系。
哥白尼一生熱愛繪畫,他甚至還刻了一幅木版畫,畫中的人就是他。
看起來繪畫和天文學(xué)是兩個不相容的學(xué)科,但事實上,現(xiàn)代科學(xué)研究表明,喜歡繪畫的人比一般人有更好的領(lǐng)悟力和理解力。 因為繪畫藝術(shù)中的構(gòu)圖、造型、線條、色彩等可以培養(yǎng)人的形象思維能力和感性思維能力,而這些給哥白尼帶來了很多啟發(fā),使他的思維中具有了圖像意識。 。
哥白尼紀念郵票
說了這么多,哥白尼是如何發(fā)現(xiàn)地球繞太陽轉(zhuǎn)的呢? 原來,每當哥白尼觀察天空中行星的運動時,他的腦海中就會出現(xiàn)一個圖像。 這個畫面似乎在對他低語。 哥白尼說:“你看到的行星軌跡不是行星本身的運動,而是地球本身的運動。” 隨著時間的推移,哥白尼積累了全部研究成果,并顛覆性地提出了日心說。 順便說一句,哥白尼除了精通天文學(xué)之外,還精通數(shù)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)。 此外,他還是一位聲譽非常好的醫(yī)生。 可見偉大的科學(xué)家都是全才,無所不知。
接下來我要介紹的這個人有五個頭銜,分別是哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、神學(xué)家、解析幾何之父。 誰這么厲害? 他就是17世紀法國偉大的科學(xué)家笛卡爾。
笛卡爾1596年出生于法國拉伊,出身于一個新興資產(chǎn)階級家庭,有著相當良好的經(jīng)濟背景。 笛卡爾出生時,因母親難產(chǎn)而險些喪命。 如果不是他的保姆及時救了他,今天我們誰也不會知道笛卡爾是誰。 笛卡爾一歲時物理學(xué)家藝術(shù),他的母親因肺結(jié)核去世。 更不幸的是,小笛卡爾還染上了肺結(jié)核,從此身體一直虛弱。
幸運的是,笛卡爾家并不缺錢。 他不但衣食住行不用擔心,還受到了良好的教育。 笛卡爾童年時期有大量的空閑時間,這使他養(yǎng)成了沉思的習(xí)慣,這種習(xí)慣貫穿了笛卡爾的一生。 中學(xué)時,由于笛卡爾體弱多病,學(xué)校允許他每天中午去上課。 結(jié)果,笛卡爾每天早上醒來的第一件事就是不洗臉刷牙準備出門。 而是懶洋洋地躺在床上,沉思起來。 沒有人知道他在想什么。 直到凌晨三點,他才出去上學(xué)。 有趣的是,盡管笛卡爾在學(xué)校的時間比其他人少,但他的學(xué)習(xí)成績卻始終名列前茅。
笛卡爾從小就表現(xiàn)出哲學(xué)天才的氣質(zhì)。 他對周圍的一切都很敏感,經(jīng)常注意到別人忽視的小事情。 因此,他的父親給他起了一個綽號:“小哲學(xué)家”。 笛卡爾一生都非常理性,這種理性最終使他成為西方現(xiàn)代哲學(xué)的創(chuàng)始人。 你可能會好奇,他的理性從何而來? 其實這主要得益于他對數(shù)學(xué)的熱愛。 笛卡爾綜合了邏輯、幾何、代數(shù)這三個學(xué)科,揚長避短,建立了真正的數(shù)學(xué)。 最厲害的是他提出了解析幾何的基本理論,解析幾何直接推動了微積分的誕生。
笛卡爾和解析幾何
關(guān)于笛卡爾發(fā)明解析幾何還有一個傳說。 據(jù)說,在解析幾何發(fā)明之前,笛卡爾對一切事物都抱有強烈的懷疑。
一天晚上,笛卡爾做了幾個與解析幾何有關(guān)的夢。 在夢中,他找到了解決問題的辦法。 夢醒后,笛卡爾很快寫下了夢中的靈感,解析幾何由此而來。 笛卡爾不僅在哲學(xué)和幾何學(xué)方面做出了巨大貢獻,而且在光學(xué)方面也取得了相當大的成就。 他還寫了一本名為《折射》的書。
不過,如果你以為像這樣的笛卡爾只會坐在書房里學(xué)習(xí),那你就錯了。 世界那么大,笛卡爾也想去看看。 笛卡爾一度與他的仆人走遍了歐洲。 笛卡爾在海上航行時差點喪命。 這是怎么回事? 那天,一名水手計劃攻擊笛卡爾并想殺死他。 沒想到,這個時候,平時軟弱的笛卡爾竟然主動拔劍,想要跟水手炫耀。 水手一定不知道,他這次運氣不好,遇到了連甲子。 原來,笛卡爾從小就癡迷于劍術(shù)。 當他旅行時,他總是隨身攜帶一把劍。 此外,他還寫了一本關(guān)于擊劍的書。
笛卡爾既理性又熱情。 荷蘭化學(xué)家布爾哈弗表示,讀完笛卡爾的《幾何》一書,再翻閱他的散文,他不敢相信這兩本書是同一個人寫的。 因為《幾何》充滿了理性,而散文則充滿了激情,這是兩種完全不同的狀態(tài)。
這樣的笛卡爾可以算是法國人的驕傲。 法國巴黎第五大學(xué)以笛卡爾的名字命名。 而歷經(jīng)數(shù)千年,笛卡爾的名言“我思故我在”仍然是很多人的座右銘。
接下來,我們想見見一位發(fā)明家。 他是誰? 這么說吧,如果沒有他,也許我們晚上還得點蠟燭。
愛迪生
你可能已經(jīng)猜到他的名字了,他就是美國發(fā)明家愛迪生。 然而,你知道愛迪生一生有多少發(fā)明嗎? 2000 件商品! 這實在是一個驚人的數(shù)字。 平均來說,如果每天發(fā)明一件東西,需要連續(xù)發(fā)明五年半才能發(fā)明2000件東西! 更不用說,這2000項發(fā)明中有1000多項已獲得專利。
然而,你能想象像愛迪生這樣聰明的人小時候卻被老師當成低能兒嗎? 這是怎么回事? 原來,愛迪生小時候總是喜歡問問題,而且他問的問題都非常奇怪,這讓他的老師恩格爾多次按耐不住。 比如他會問,風這么大是怎么回事? 為什么1+1等于2,就不能等于4嗎?
天啊,恩格爾老師教過那么多孩子,卻從來沒有見過腦子這么大的寶寶。 結(jié)果,小愛迪生入學(xué)僅僅三個月就被趕出了學(xué)校。
按照我們中國人的思維,愛迪生要是讓父母這么難堪,回家肯定會挨打吧? 然而,他的父母卻沒有對他動一根手指頭。 愛迪生的母親南希是一所女子中學(xué)的老師。 南希非常了解她的兒子。 她知道,自己的兒子一點也不傻,更不是低能兒。 于是她在家親自輔導(dǎo)兒子的學(xué)習(xí)。
在母親的指導(dǎo)下,愛迪生閱讀了大量的世界名著,如莎士比亞的作品、狄更斯的作品。 母親不僅教愛迪生文科知識,還鼓勵愛迪生做實驗。 有一次,他的母親向愛迪生講述了伽利略的比薩斜塔實驗。 愛迪生想親自嘗試一下,他的母親欣然同意。 愛迪生高興地跑到自家屋頂上,完成了自由落體實驗。 當他發(fā)現(xiàn)兩個不同質(zhì)量的球落在一起時,他興奮極了。
正是這次實驗,讓愛迪生徹底愛上了科學(xué),開啟了他科學(xué)研究的大門。
愛迪生
在愛迪生的2000項發(fā)明中,最著名的有四項。 四大發(fā)明是什么? 它們是留聲機、電燈、電力系統(tǒng)和有聲電影。 可以說,這四大發(fā)明改變了人們的生活方式,讓現(xiàn)代人的日常生活更加豐富多彩。 事實上物理學(xué)家藝術(shù),愛迪生還有另一個身份。 他是一位企業(yè)家。 著名的美國通用電氣公司是由愛迪生創(chuàng)立的。 你沒想到嗎?
盡管愛迪生從未上過一天大學(xué),但他一生都熱愛學(xué)習(xí)。 直到70多歲,他還繼續(xù)閱讀一些前沿的科學(xué)書籍。 美國第31任總統(tǒng)胡佛稱愛迪生是人類的恩人。 這一點也不夸張。 1915年,愛迪生被提名諾貝爾物理學(xué)獎,這是對他貢獻的最大認可!
說完偉大的發(fā)明家愛迪生,我們再來認識一下最后一位偉大的科學(xué)家。
愛因斯坦
20世紀最偉大的物理學(xué)家是誰? 大多數(shù)人同時想到一個人——現(xiàn)代物理學(xué)的創(chuàng)始人愛因斯坦。 1921年,愛因斯坦獲得諾貝爾物理學(xué)獎; 20世紀末,愛因斯坦被時代雜志評選為世紀偉人。 今天,當我們提到愛因斯坦時,我們總是將他與相對論、量子論、宇宙學(xué)等術(shù)語聯(lián)系起來。 可以說,在20世紀的科學(xué)領(lǐng)域,如果愛因斯坦排名第二,沒有哪個科學(xué)家敢排名第一。
1879年,愛因斯坦出生于一個德國猶太家庭。 愛因斯坦五歲開始學(xué)習(xí)拉小提琴,拉小提琴也成為他一生的愛好。 愛因斯坦偶爾彈奏鋼琴,特別喜歡巴赫和莫扎特的作品。 他曾說過,如果他不是物理學(xué)家,他一定會成為一名音樂家。
為什么? 因為愛因斯坦發(fā)現(xiàn)音樂可以訓(xùn)練他的直覺,使之變得更加敏銳。 同時,那些美妙的音符還能讓他體驗到強烈的幸福感。 所以愛因斯坦說:“我通過音樂看待生活,小提琴給了我最大的快樂。” 愛因斯坦強大而敏銳的直覺使他在物理研究上如虎添翼。
憑借這種非凡的直覺能力,愛因斯坦總能發(fā)現(xiàn)不同事物之間微妙的聯(lián)系,這幫助他解決了許多科學(xué)問題。
例如,在愛因斯坦的狹義相對論中,有一種觀點認為我們生活在一個四維空間中。
什么是四維空間? 愛因斯坦認為,世界是由時間、空間、質(zhì)量、能量四種元素組成的,這就是四維空間。 四維空間是狹義相對論的重要理論。 愛因斯坦的觀點也開創(chuàng)了牛頓以來物理學(xué)的新局面。 愛因斯坦曾經(jīng)說過,邏輯可以帶你從A到B,但想象力可以帶你去任何地方。 音樂可以給愛因斯坦插上想象的翅膀,讓他在科學(xué)的天空中自由飛翔,最終將腦海中的事物轉(zhuǎn)化為科學(xué)成果。
愛因斯坦
聽了這句話,你可能會發(fā)現(xiàn),這些偉大科學(xué)家的頭腦都有著獨特的特點。 他們既擅長抽象思維,又對形象思維極其敏感。 他們是如何培養(yǎng)這種能力的? 秘密就在于藝術(shù)對科學(xué)的微妙影響。
藝術(shù)強調(diào)自由、無拘無束,可以提升人們的思想境界,讓我們真正感受到真、善、美。 至于科學(xué),則強調(diào)嚴肅性和嚴謹性,注重解讀萬物的奧秘,探索萬物的真實本質(zhì)。 藝術(shù)是感性的,科學(xué)是理性的。 兩者并不矛盾,而是相輔相成的。 當感性與理性完美融合時,你會看到一個真實而完整的世界。 這時,你的內(nèi)心會升起一股巨大的力量,它可以給你克服困難的勇氣,帶你走向更高的境界。 你可能會問,那是什么力量? 我偷偷告訴你,那就是愛情! 當一個人的心中充滿愛時,他就能創(chuàng)造任何奇跡! 難怪柏拉圖說,愛的力量是偉大的、神奇的、包羅萬象的。
在日常生活中,如果遇到任何麻煩或障礙,不要絕望。 《藝術(shù)家玩轉(zhuǎn)科學(xué)》一書建議大家多花點時間與自己相處,看經(jīng)典電影,或者聽經(jīng)典音樂,或者去美術(shù)館、博物館。 只要你用心去看、用心去聽、用心去感受,你就會開拓出一條精彩的人生大道。 到時候,你面前的所有“攔路虎”都將成為“墊腳石”!