“大爆炸理论”
《生活大爆炸》是一部很多人喜欢的美剧。 本剧的男主角谢尔顿是一位高智商的物理学家。 他能一口气背诵一长串物理理论,做事总是很有条理。 那么,谢尔顿是完美的吗? 不,他的缺点也很明显。 他对柴米油盐等日常琐事一无所知,像个白痴一样。 而且,他没有幽默感,对风格也没有了解,这与剧中其他角色形成了鲜明的对比,因此谢尔顿就成为了《生活大爆炸》中的开心果。
当然,这个谢尔顿只是美剧中的一位科学家。 并非所有真正的科学家都像他一样。 那么,现实中的科学家是什么样的呢? 今天我要分享的书叫《玩转科学的艺术家》。 本书汇集了古今中外46位伟大科学家的故事,其中包括数学家、天文学家、物理学家等,这些科学家就像黑夜中的星星,照亮了我们人类文明的历史。
那么当科学遇到艺术时会发生什么呢? 接下来,我们将从46位科学家中选出5位最具代表性的科学家来谈谈。
毕达哥拉斯
我们要谈论的第一位科学家距离现在有点遥远。 他是古希腊著名数学家、音乐家毕达哥拉斯。
乍一看,你可能会对这个名字感到困惑。 毕达哥拉斯,是谁? 但如果你仔细想一想,你就会发现我们和毕达哥拉斯是“老熟人”了。 不知道大家还记不记得中学几何里的毕达哥拉斯定理,就是关于直角三角形的。 两条直边的平方和等于斜边的平方。 这个定理的发明者是毕达哥拉斯。 斯里兰卡本人。 在毕达哥拉斯眼中,这个世界上的一切都可以用数学来解释。 您可能想知道,毕达哥拉斯从哪里得到这个想法?
为了找到他的思想根源,我们首先要谈谈毕达哥拉斯的人生经历。 毕达哥拉斯出生于爱琴海附近的希腊萨摩斯岛。 他从小就对数学和音乐非常敏感。 20岁时,他离开家乡,前往雅典求学。 他从哲学创始人泰勒斯那里学到了埃及几何学。 从那时起,他就相信数字是有生命的,并且蕴藏着神秘的创造力。 这也为他后来发现毕达哥拉斯定理奠定了坚实的理论基础。
众所周知,毕达哥拉斯是一位伟大的数学家。 但您知道毕达哥拉斯也是一位音乐家吗? 小时候,他学习了演奏乐器,并从演奏中获得了很多灵感。
玩了很多次之后,毕达哥拉斯发现了一个规律。 也就是说,当琴弦的长度之比为整数时,拨动琴弦时会出现非常和谐的音色。 后来他尝试了很多次,每次都能验证这个发现。
由此,他发现了数学中的比例与音乐创作之间的神奇联系。 换句话说,毕达哥拉斯的音乐爱好激发了他的数学研究。
不久之后,毕达哥拉斯又有了一个发现。 有一次,当他路过一家铁匠铺时,铁匠敲打铁时发出“叮、叮、叮”的声音,这让毕达哥拉斯陷入了沉思。 他发现,当锤子的重量为被击打物体重量的一半时,锤子发出的音调比被击打物体高出一个八度,由此形成优美的旋律。
这表明物体的大小和它发出的音调之间存在着微妙的关系。 为了验证这个新发现,毕达哥拉斯还进行了一些实验,比如在碗里装满不同量的水来验证物体和声音之间的关系。
毕达哥拉斯和他的宇宙音乐理论
后来毕达哥拉斯发现他的思想也适用于天体运动的研究。 太阳、月亮、行星等都在宇宙中,而这些行星在自转时,也遵循着一定的节奏。 这就是毕达哥拉斯的宇宙音乐理论。 一千多年后,德国天文学家开普勒将毕达哥拉斯的宇宙音乐理论发扬光大,终于发现了行星运动三大定律。
从毕达哥拉斯的故事中我们可以看出,对于一个爱动脑筋的人来说,灵感和敏感度是相辅相成的。 很多灵感都来自于对生活中平凡事物的敏锐观察。 因此,生活中处处有知识,做一个有思想的人可能会给你的生活带来很大的改变。
说完毕达哥拉斯,我们再来谈谈哥白尼。
哥白尼这个名字大家都很熟悉。 他是现代天文学之父。 这个人实在是太了不起了。
今天,我们都知道地球绕着太阳转,但在古罗马,一位名叫托勒密的天文学家认为,地球是宇宙的中心,太阳、月亮和其他行星都绕着地球转。 这个学说被称为“地心说”。 托勒密当时非常有名,所以人们自然认同“地心说”,认为太阳绕着地球转。
那么,谁纠正了这个错误呢? 这个人就是哥白尼! 托勒密去世一千多年后,哥白尼提出了“日心说”。 哥白尼认为太阳并没有绕着地球转,相反,地球绕着太阳转。 为了证明自己的观点,哥白尼还用数学方法论证了日心说。 可以说,“日心说”理论极大地推动了人类文明的进程。
为什么这么说? 因为哥白尼生活的时代是黑暗的中世纪。 当时基督教统治整个欧洲,教皇的权力比国王还要大。 基督教主张上帝创造世界。 大家都相信宇宙的中心是地球,包括太阳在内的所有行星都围着地球转。 在此背景下,哥白尼竟敢提出“日心说”,实在是对世人的不尊重。 “日心说”否定了基督教神学理论,动摇了基督教的根基,对上帝创世论构成了严重威胁。 这让整个欧洲,从教皇到普通民众,都非常不舒服。 正因为如此,哥白尼成了教会的眼中钉。
布鲁诺为捍卫真理而死
然而,真理始终是真理,不会因为教会的压制而消失。 在基督教强烈批判“日心说”的时候,一位年轻人勇敢地站出来,用生命捍卫了真理。 这个人就是布鲁诺,意大利著名思想家。 最终布鲁诺因捍卫日心说而被教会活活烧死。
让我们回到哥白尼。 他挑战权威的智慧和勇气从何而来? 关于这一点,我们还得从哥白尼家族说起。 哥白尼1473年出生于波兰托伦。他的父亲是议会议员,母亲是富商的女儿。 应该说,哥白尼的家庭环境是相当不错的。 然而,哥白尼10岁时,父母去世,哥白尼被叔叔收养。 哥白尼的叔叔是一位具有进步思想的文化人。 在叔叔的影响下,哥白尼从小就有一颗文学之心。
哥白尼的大学时代恰逢欧洲文艺复兴的兴起。 受文艺复兴运动的影响,哥白尼对人文思想有了更深刻的认识。 从此,他开始钻研天文知识。
那时,最好的书都是用拉丁文写的。 为了尽快掌握天文学知识,哥白尼刻苦学习拉丁文,很快他就能熟练地用拉丁文读写。 哥白尼的巨著《天球运行论》是用拉丁文写成的。
为了研究天文学,哥白尼阅读了古希腊、罗马的经典哲学著作,并不断从中汲取营养。 再加上长期的实地观测和研究,哥白尼终于弄清楚了地球是如何旋转的。
之后,他提出了改变人类历史的“日心说”。
事实上,哥白尼之所以能够取得如此伟大的天文成就,与他对绘画的热爱有很大关系。
哥白尼一生热爱绘画,他甚至还刻了一幅木版画,画中的人就是他。
看起来绘画和天文学是两个不相容的学科,但事实上,现代科学研究表明,喜欢绘画的人比一般人有更好的领悟力和理解力。 因为绘画艺术中的构图、造型、线条、色彩等可以培养人的形象思维能力和感性思维能力,而这些给哥白尼带来了很多启发,使他的思维中具有了图像意识。 。
哥白尼纪念邮票
说了这么多,哥白尼是如何发现地球绕太阳转的呢? 原来,每当哥白尼观察天空中行星的运动时,他的脑海中就会出现一个图像。 这个画面似乎在对他低语。 哥白尼说:“你看到的行星轨迹不是行星本身的运动,而是地球本身的运动。” 随着时间的推移,哥白尼积累了全部研究成果,并颠覆性地提出了日心说。 顺便说一句,哥白尼除了精通天文学之外,还精通数学和经济学。 此外,他还是一位声誉非常好的医生。 可见伟大的科学家都是全才,无所不知。
接下来我要介绍的这个人有五个头衔,分别是哲学家、数学家、物理学家、神学家、解析几何之父。 谁这么厉害? 他就是17世纪法国伟大的科学家笛卡尔。
笛卡尔1596年出生于法国拉伊,出身于一个新兴资产阶级家庭,有着相当良好的经济背景。 笛卡尔出生时,因母亲难产而险些丧命。 如果不是他的保姆及时救了他,今天我们谁也不会知道笛卡尔是谁。 笛卡尔一岁时物理学家艺术,他的母亲因肺结核去世。 更不幸的是,小笛卡尔还染上了肺结核,从此身体一直虚弱。
幸运的是,笛卡尔家并不缺钱。 他不但衣食住行不用担心,还受到了良好的教育。 笛卡尔童年时期有大量的空闲时间,这使他养成了沉思的习惯,这种习惯贯穿了笛卡尔的一生。 中学时,由于笛卡尔体弱多病,学校允许他每天中午去上课。 结果,笛卡尔每天早上醒来的第一件事就是不洗脸刷牙准备出门。 而是懒洋洋地躺在床上,沉思起来。 没有人知道他在想什么。 直到凌晨三点,他才出去上学。 有趣的是,尽管笛卡尔在学校的时间比其他人少,但他的学习成绩却始终名列前茅。
笛卡尔从小就表现出哲学天才的气质。 他对周围的一切都很敏感,经常注意到别人忽视的小事情。 因此,他的父亲给他起了一个绰号:“小哲学家”。 笛卡尔一生都非常理性,这种理性最终使他成为西方现代哲学的创始人。 你可能会好奇,他的理性从何而来? 其实这主要得益于他对数学的热爱。 笛卡尔综合了逻辑、几何、代数这三个学科,扬长避短,建立了真正的数学。 最厉害的是他提出了解析几何的基本理论,解析几何直接推动了微积分的诞生。
笛卡尔和解析几何
关于笛卡尔发明解析几何还有一个传说。 据说,在解析几何发明之前,笛卡尔对一切事物都抱有强烈的怀疑。
一天晚上,笛卡尔做了几个与解析几何有关的梦。 在梦中,他找到了解决问题的办法。 梦醒后,笛卡尔很快写下了梦中的灵感,解析几何由此而来。 笛卡尔不仅在哲学和几何学方面做出了巨大贡献,而且在光学方面也取得了相当大的成就。 他还写了一本名为《折射》的书。
不过,如果你以为像这样的笛卡尔只会坐在书房里学习,那你就错了。 世界那么大,笛卡尔也想去看看。 笛卡尔一度与他的仆人走遍了欧洲。 笛卡尔在海上航行时差点丧命。 这是怎么回事? 那天,一名水手计划攻击笛卡尔并想杀死他。 没想到,这个时候,平时软弱的笛卡尔竟然主动拔剑,想要跟水手炫耀。 水手一定不知道,他这次运气不好,遇到了连甲子。 原来,笛卡尔从小就痴迷于剑术。 当他旅行时,他总是随身携带一把剑。 此外,他还写了一本关于击剑的书。
笛卡尔既理性又热情。 荷兰化学家布尔哈弗表示,读完笛卡尔的《几何》一书,再翻阅他的散文,他不敢相信这两本书是同一个人写的。 因为《几何》充满了理性,而散文则充满了激情,这是两种完全不同的状态。
这样的笛卡尔可以算是法国人的骄傲。 法国巴黎第五大学以笛卡尔的名字命名。 而历经数千年,笛卡尔的名言“我思故我在”仍然是很多人的座右铭。
接下来,我们想见见一位发明家。 他是谁? 这么说吧,如果没有他,也许我们晚上还得点蜡烛。
爱迪生
你可能已经猜到他的名字了,他就是美国发明家爱迪生。 然而,你知道爱迪生一生有多少发明吗? 2000 件商品! 这实在是一个惊人的数字。 平均来说,如果每天发明一件东西,需要连续发明五年半才能发明2000件东西! 更不用说,这2000项发明中有1000多项已获得专利。
然而,你能想象像爱迪生这样聪明的人小时候却被老师当成低能儿吗? 这是怎么回事? 原来,爱迪生小时候总是喜欢问问题,而且他问的问题都非常奇怪,这让他的老师恩格尔多次按耐不住。 比如他会问,风这么大是怎么回事? 为什么1+1等于2,就不能等于4吗?
天啊,恩格尔老师教过那么多孩子,却从来没有见过脑子这么大的宝宝。 结果,小爱迪生入学仅仅三个月就被赶出了学校。
按照我们中国人的思维,爱迪生要是让父母这么难堪,回家肯定会挨打吧? 然而,他的父母却没有对他动一根手指头。 爱迪生的母亲南希是一所女子中学的老师。 南希非常了解她的儿子。 她知道,自己的儿子一点也不傻,更不是低能儿。 于是她在家亲自辅导儿子的学习。
在母亲的指导下,爱迪生阅读了大量的世界名著,如莎士比亚的作品、狄更斯的作品。 母亲不仅教爱迪生文科知识,还鼓励爱迪生做实验。 有一次,他的母亲向爱迪生讲述了伽利略的比萨斜塔实验。 爱迪生想亲自尝试一下,他的母亲欣然同意。 爱迪生高兴地跑到自家屋顶上,完成了自由落体实验。 当他发现两个不同质量的球落在一起时,他兴奋极了。
正是这次实验,让爱迪生彻底爱上了科学,开启了他科学研究的大门。
爱迪生
在爱迪生的2000项发明中,最著名的有四项。 四大发明是什么? 它们是留声机、电灯、电力系统和有声电影。 可以说,这四大发明改变了人们的生活方式,让现代人的日常生活更加丰富多彩。 事实上物理学家艺术,爱迪生还有另一个身份。 他是一位企业家。 著名的美国通用电气公司是由爱迪生创立的。 你没想到吗?
尽管爱迪生从未上过一天大学,但他一生都热爱学习。 直到70多岁,他还继续阅读一些前沿的科学书籍。 美国第31任总统胡佛称爱迪生是人类的恩人。 这一点也不夸张。 1915年,爱迪生被提名诺贝尔物理学奖,这是对他贡献的最大认可!
说完伟大的发明家爱迪生,我们再来认识一下最后一位伟大的科学家。
爱因斯坦
20世纪最伟大的物理学家是谁? 大多数人同时想到一个人——现代物理学的创始人爱因斯坦。 1921年,爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖; 20世纪末,爱因斯坦被时代杂志评选为世纪伟人。 今天,当我们提到爱因斯坦时,我们总是将他与相对论、量子论、宇宙学等术语联系起来。 可以说,在20世纪的科学领域,如果爱因斯坦排名第二,没有哪个科学家敢排名第一。
1879年,爱因斯坦出生于一个德国犹太家庭。 爱因斯坦五岁开始学习拉小提琴,拉小提琴也成为他一生的爱好。 爱因斯坦偶尔弹奏钢琴,特别喜欢巴赫和莫扎特的作品。 他曾说过,如果他不是物理学家,他一定会成为一名音乐家。
为什么? 因为爱因斯坦发现音乐可以训练他的直觉,使之变得更加敏锐。 同时,那些美妙的音符还能让他体验到强烈的幸福感。 所以爱因斯坦说:“我通过音乐看待生活,小提琴给了我最大的快乐。” 爱因斯坦强大而敏锐的直觉使他在物理研究上如虎添翼。
凭借这种非凡的直觉能力,爱因斯坦总能发现不同事物之间微妙的联系,这帮助他解决了许多科学问题。
例如,在爱因斯坦的狭义相对论中,有一种观点认为我们生活在一个四维空间中。
什么是四维空间? 爱因斯坦认为,世界是由时间、空间、质量、能量四种元素组成的,这就是四维空间。 四维空间是狭义相对论的重要理论。 爱因斯坦的观点也开创了牛顿以来物理学的新局面。 爱因斯坦曾经说过,逻辑可以带你从A到B,但想象力可以带你去任何地方。 音乐可以给爱因斯坦插上想象的翅膀,让他在科学的天空中自由飞翔,最终将脑海中的事物转化为科学成果。
爱因斯坦
听了这句话,你可能会发现,这些伟大科学家的头脑都有着独特的特点。 他们既擅长抽象思维,又对形象思维极其敏感。 他们是如何培养这种能力的? 秘密就在于艺术对科学的微妙影响。
艺术强调自由、无拘无束,可以提升人们的思想境界,让我们真正感受到真、善、美。 至于科学,则强调严肃性和严谨性,注重解读万物的奥秘,探索万物的真实本质。 艺术是感性的,科学是理性的。 两者并不矛盾,而是相辅相成的。 当感性与理性完美融合时,你会看到一个真实而完整的世界。 这时,你的内心会升起一股巨大的力量,它可以给你克服困难的勇气,带你走向更高的境界。 你可能会问,那是什么力量? 我偷偷告诉你,那就是爱情! 当一个人的心中充满爱时,他就能创造任何奇迹! 难怪柏拉图说,爱的力量是伟大的、神奇的、包罗万象的。
在日常生活中,如果遇到任何麻烦或障碍,不要绝望。 《艺术家玩转科学》一书建议大家多花点时间与自己相处,看经典电影,或者听经典音乐,或者去美术馆、博物馆。 只要你用心去看、用心去听、用心去感受,你就会开拓出一条精彩的人生大道。 到时候,你面前的所有“拦路虎”都将成为“垫脚石”!