“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家。 并非所有真正的科學家都像他一樣。 那么,現實中的科學家是什么樣的呢? 今天我要分享的書叫《玩轉科學的藝術家》。 本書匯集了古今中外46位偉大科學家的故事,其中包括數學家、天文學家、物理學家等,這些科學家就像黑夜中的星星,照亮了我們人類文明的歷史。
那么當科學遇到藝術時會發生什么呢? 接下來,我們將從46位科學家中選出5位最具代表性的科學家來談談。
畢達哥拉斯
我們要談論的第一位科學家距離現在有點遙遠。 他是古希臘著名數學家、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,你就會發現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幾何里的畢達哥拉斯定理,就是關于直角三角形的。 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學來解釋。 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,我們首先要談談畢達哥拉斯的人生經歷。 畢達哥拉斯出生于愛琴海附近的希臘薩摩斯島。 他從小就對數學和音樂非常敏感。 20歲時,他離開家鄉,前往雅典求學。 他從哲學創始人泰勒斯那里學到了埃及幾何學。 從那時起,他就相信數字是有生命的,并且蘊藏著神秘的創造力。 這也為他后來發現畢達哥拉斯定理奠定了堅實的理論基礎。
眾所周知,畢達哥拉斯是一位偉大的數學家。 但您知道畢達哥拉斯也是一位音樂家嗎? 小時候,他學習了演奏樂器,并從演奏中獲得了很多靈感。
玩了很多次之后,畢達哥拉斯發現了一個規律。 也就是說,當琴弦的長度之比為整數時,撥動琴弦時會出現非常和諧的音色。 后來他嘗試了很多次,每次都能驗證這個發現。
由此,他發現了數學中的比例與音樂創作之間的神奇聯系。 換句話說,畢達哥拉斯的音樂愛好激發了他的數學研究。
不久之后,畢達哥拉斯又有了一個發現。 有一次,當他路過一家鐵匠鋪時,鐵匠敲打鐵時發出“叮、叮、叮”的聲音,這讓畢達哥拉斯陷入了沉思。 他發現,當錘子的重量為被擊打物體重量的一半時,錘子發出的音調比被擊打物體高出一個八度,由此形成優美的旋律。
這表明物體的大小和它發出的音調之間存在著微妙的關系。 為了驗證這個新發現,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系。
畢達哥拉斯和他的宇宙音樂理論
后來畢達哥拉斯發現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,而這些行星在自轉時,也遵循著一定的節奏。 這就是畢達哥拉斯的宇宙音樂理論。 一千多年后,德國天文學家開普勒將畢達哥拉斯的宇宙音樂理論發揚光大,終于發現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,我們再來談談哥白尼。
哥白尼這個名字大家都很熟悉。 他是現代天文學之父。 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,但在古羅馬,一位名叫托勒密的天文學家認為,地球是宇宙的中心,太陽、月亮和其他行星都繞著地球轉。 這個學說被稱為“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。
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,相反,地球繞著太陽轉。 為了證明自己的觀點,哥白尼還用數學方法論證了日心說。 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。 當時基督教統治整個歐洲,教皇的權力比國王還要大。 基督教主張上帝創造世界。 大家都相信宇宙的中心是地球,包括太陽在內的所有行星都圍著地球轉。 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”否定了基督教神學理論,動搖了基督教的根基,對上帝創世論構成了嚴重威脅。 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。 最終布魯諾因捍衛日心說而被教會活活燒死。
讓我們回到哥白尼。 他挑戰權威的智慧和勇氣從何而來? 關于這一點,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。 應該說,哥白尼的家庭環境是相當不錯的。 然而,哥白尼10歲時,父母去世,哥白尼被叔叔收養。 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之心。
哥白尼的大學時代恰逢歐洲文藝復興的興起。 受文藝復興運動的影響,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知識,哥白尼刻苦學習拉丁文,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,哥白尼閱讀了古希臘、羅馬的經典哲學著作,并不斷從中汲取營養。 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的。
之后,他提出了改變人類歷史的“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是兩個不相容的學科,但事實上,現代科學研究表明,喜歡繪畫的人比一般人有更好的領悟力和理解力。 因為繪畫藝術中的構圖、造型、線條、色彩等可以培養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,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,哥白尼是如何發現地球繞太陽轉的呢? 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之外,還精通數學和經濟學。 此外,他還是一位聲譽非常好的醫生。 可見偉大的科學家都是全才,無所不知。
接下來我要介紹的這個人有五個頭銜,分別是哲學家、數學家、物理學家、神學家、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階級家庭,有著相當良好的經濟背景。 笛卡爾出生時,因母親難產而險些喪命。 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家藝術,他的母親因肺結核去世。 更不幸的是,小笛卡爾還染上了肺結核,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,這使他養成了沉思的習慣,這種習慣貫穿了笛卡爾的一生。 中學時,由于笛卡爾體弱多病,學校允許他每天中午去上課。 結果,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。 有趣的是,盡管笛卡爾在學校的時間比其他人少,但他的學習成績卻始終名列前茅。
笛卡爾從小就表現出哲學天才的氣質。 他對周圍的一切都很敏感,經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:“小哲學家”。 笛卡爾一生都非常理性,這種理性最終使他成為西方現代哲學的創始人。 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學的熱愛。 笛卡爾綜合了邏輯、幾何、代數這三個學科,揚長避短,建立了真正的數學。 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
關于笛卡爾發明解析幾何還有一個傳說。 據說,在解析幾何發明之前,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。 笛卡爾不僅在哲學和幾何學方面做出了巨大貢獻,而且在光學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習,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。 當他旅行時,他總是隨身攜帶一把劍。 此外,他還寫了一本關于擊劍的書。
笛卡爾既理性又熱情。 荷蘭化學家布爾哈弗表示,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。
這樣的笛卡爾可以算是法國人的驕傲。 法國巴黎第五大學以笛卡爾的名字命名。 而歷經數千年,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
你可能已經猜到他的名字了,他就是美國發明家愛迪生。 然而,你知道愛迪生一生有多少發明嗎? 2000 件商品! 這實在是一個驚人的數字。 平均來說,如果每天發明一件東西,需要連續發明五年半才能發明2000件東西! 更不用說,這2000項發明中有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。 結果,小愛迪生入學僅僅三個月就被趕出了學校。
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兒子的學習。
在母親的指導下,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。 當他發現兩個不同質量的球落在一起時,他興奮極了。
正是這次實驗,讓愛迪生徹底愛上了科學,開啟了他科學研究的大門。
愛迪生
在愛迪生的2000項發明中,最著名的有四項。 四大發明是什么? 它們是留聲機、電燈、電力系統和有聲電影。 可以說,這四大發明改變了人們的生活方式,讓現代人的日常生活更加豐富多彩。 事實上物理學家藝術,愛迪生還有另一個身份。 他是一位企業家。 著名的美國通用電氣公司是由愛迪生創立的。 你沒想到嗎?
盡管愛迪生從未上過一天大學,但他一生都熱愛學習。 直到70多歲,他還繼續閱讀一些前沿的科學書籍。 美國第31任總統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獎,這是對他貢獻的最大認可!
說完偉大的發明家愛迪生,我們再來認識一下最后一位偉大的科學家。
愛因斯坦
20世紀最偉大的物理學家是誰? 大多數人同時想到一個人——現代物理學的創始人愛因斯坦。 1921年,愛因斯坦獲得諾貝爾物理學獎; 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、宇宙學等術語聯系起來。 可以說,在20世紀的科學領域,如果愛因斯坦排名第二,沒有哪個科學家敢排名第一。
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習拉小提琴,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,如果他不是物理學家,他一定會成為一名音樂家。
為什么? 因為愛因斯坦發現音樂可以訓練他的直覺,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,愛因斯坦總能發現不同事物之間微妙的聯系,這幫助他解決了許多科學問題。
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了牛頓以來物理學的新局面。 愛因斯坦曾經說過,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,讓他在科學的天空中自由飛翔,最終將腦海中的事物轉化為科學成果。
愛因斯坦
聽了這句話,你可能會發現,這些偉大科學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。 他們是如何培養這種能力的? 秘密就在于藝術對科學的微妙影響。
藝術強調自由、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,則強調嚴肅性和嚴謹性,注重解讀萬物的奧秘,探索萬物的真實本質。 藝術是感性的,科學是理性的。 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。 《藝術家玩轉科學》一書建議大家多花點時間與自己相處,看經典電影,或者聽經典音樂,或者去美術館、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”!