北京那家医院治疗白癜风最好 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/etbdf/年的时候，英国出版了一本题为《TheLastManWhoKnewEverything》的书——最后一个什么都懂的人，书中主角叫“托马斯·杨”，这位“懂王”4岁背诵拉丁文诗歌，9岁学习车工工艺，手工制作显微镜，14岁掌握10多门语言，20岁学医，首次解释散光是怎么回事，21岁当选英国皇家学会会员，在皇家学院，他硬刚牛顿理论，说光不是微粒，是一种波，41岁，最先破译数千年来无人没人懂的古埃及象形文字，晚年在一家保险公司做人寿保险……这一切成果，无不归功于他过人的智慧和“他舅舅遗留的巨额遗产”。
本期，我们介绍“懂王”托马斯·杨和他神秘的双缝干涉实验。
托马斯·杨
年，英国科学家波义耳提出了物体的颜色不是物体本身的性质，而是光照射在物体上产生的效果。他第一次记载了肥皂泡和玻璃球中的彩色条纹。波义耳的实验助手胡克通过对肥皂泡膜的颜色的观察提出了“光是以太的一种纵向波”的假说。根据这一假说，胡克也认为光的颜色是由其频率决定的。在年，胡克在《显微术》一书，明确地支持了光的波动学说。
波义耳（爱尔兰，年－年）胡克（英国，年－年）
两年后，伦敦鼠疫蔓延，剑桥大学被迫封校，牛顿当时被隔离在林肯郡的家中。这时他开始有时间进一步思考胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题，同时思考光的本质。他在一篇题为“颜色”的文章中记录了他的观察。他用一块平凸镜和一块双凹透镜压在一起，在围绕着接触点的周围就会出现各种颜色，形成色环。再压紧玻璃体时，色环会逐渐变宽。
按理说，牛顿环乃是光的波动性的最好证明之一，可牛顿却不从实际出发，而是从他所信奉的微粒说出发来解释牛顿环的形成。他认为光是一束高速运动的粒子流，因此为了解释牛顿环的出现，他提出了一个“一阵容易反射，一阵容易透射”的复杂理论。
牛顿（英国，年－年）
年，30岁的牛顿发表了一篇文章提交给了英国皇家学会，这是他入选英国皇家学会会员后的第一篇正式科学论文，胡克是当时皇家学会实验室主任，他看到牛顿的文章中引用了自己肥皂泡的实验思想，并且说光是一种微粒，立马对牛顿进行了抨击，牛顿一气之下表示今后不会再发表文章给皇家学会，这个时候，两人关于光的争论还未进入白热化，法国科学院掌门人惠更斯又插了一脚，他年发表《光论》，建立了著名的惠更斯原理，正式提出了光的波动说。他们在各自的领域里都有建树，并且他们的观点都能解释生活中的常见现象，崇拜权威的心理使人们纷纷站队，所以导致了偏激的争执。
30年后，等到牛顿的《光学》正式发表时，胡克与惠更斯已相继去世，波动学说一方无人应战，而牛顿由于其对科学界所作出的巨大贡献，人们对他的理论顶礼膜拜，重复着他的实验，并坚信他的结论,整个18世纪，几乎无人向微粒说挑战，也很少有人对光的本性作进一步的研究。
惠更斯（荷兰，年－年）
然而一个世纪后，21岁的托马斯杨因为研究眼睛的调节机理，由此被选为英国皇家学会会员，同样是在皇家学会，这一次，关于光的本质的探讨，似乎有了新的方向。
托马斯·杨爱好乐器，几乎能演奏当时的所有乐器，这使得他在研究光的本性问题时多了一个思考方向。在研究牛顿环的明暗条纹的时候，他想：光会不会也和声音一样，也是一种波？并且用波来解释不是很简单吗？明亮的地方，那是因为两道光正好是“同向”的，它们的波峰和波谷正好增强，结果造成了两倍光亮的效果；而暗的那些条纹，一定是两道光正好处于“反向”，它们的波峰波谷相对，正好相互抵消了。
托马斯这次无限地接近真相，就差一个揭示真相的实验了。年，经过不断改进，一个简单有效的实验被设计出来了，他让光通过一个小孔，再让透过小孔的光线通过平行且距离很小的两个小孔，通过两小孔的光会产生明暗相间的图案。
双缝干涉光路图
然而人们对他的实验嗤之以鼻，还被学术权威讥笑为“荒唐”和“不合逻辑”，杨并没有向权威低头，而是为此撰写了一篇论文，不过论文无处发表，只好印成小册子，据说发行后只卖出了一本。他在文章最后说到：“尽管我仰慕牛顿的大名，但是我并不因此而认为他是万无一失的。我遗憾地看到，他也会弄错，而他的权威有时甚至可能阻碍科学的进步。”
年，法国科学院提出了征文竞赛题目：一是利用精确的实验确定光线的衍射效应;二是根据实验，用数学归纳法推求出光通过物体附近时的运动情况。而这一次，一个名叫“菲涅尔”的土木工程师站了出来，尝试解决这两个问题，他从好朋友法国物理学家阿拉果得知，英国有个叫托马斯·杨的人跟他一样反对“光微粒说”，并且一年前托马斯·杨已经放弃了纵波的说法而改用横波的假说。菲涅尔沿着这条思路向法国科学院递交了一份有关光波学说的论文，阐述了和托马斯·杨的观测相仿的现象。如果说牛顿和胡克的争论是“微粒说”和“波动说”的第一次大战，这一次，托马斯杨和菲涅尔开启了“微粒VS波动的第二次大战”。这件事我们后面再说，我们还是把目光聚焦到托马斯杨身上，
菲涅尔（法国，年－年）
其他领域的贡献
除了证明光的波动性外，托马斯在不同领域皆有贡献。
医学领域：当时人们不理解人眼是如何工作的。托马斯说，人的眼珠前面是个像镜片一样的东西，通过改变形状来改变焦距，于是可以看清不同距离的物体。多年后医学家解剖人眼，果然找到托马斯说的这个东西，也就是晶状体。在晶状体学说的基础上，托马斯首次解释了散光和近视是怎么回事。
那晶状体后面的感光部分呢？托马斯提出，人虽然能看到千万种颜色，但视网膜上只有三种颜色的视觉神经，就靠这三种神经可以解读千万种颜色。他当时这么说也就说了，因为没人能证明也没人能反驳，于是这话就撂那里了。直到年后，在现代解剖学和显微照相的帮助下，科学家才确认，还真的是这三种色神经。
眼睛结构
材料学领域：托马斯给出了固体材料弹性形变时的应力计算方法，提出一个材料属性，后人称为「杨氏模量」，是材料的一个基本参数。
音乐领域：当时欧洲音乐的主流音律叫「良律」。良律的优点是可以自由转调，缺点是不及五度相生律那么和谐。托马斯小时候就老说乐器的音准不对劲儿，后来就改进了良律，使得音调和谐，在音乐界称为「杨氏音律」。
语言领域：托马斯精通十几种语言。第一个破译了罗塞塔石碑上的文字，他分析了世界多种语言的语法和词汇，总结了语法和词汇特点，提出了「印欧语系」的概念。一直到今天，「印欧语系」仍然是语言学的标准概念。托马斯是语言学的奠基人之一。
罗塞塔石碑（现存于大英博物馆）
除此之外，他还沉浸与艺术，擅长各种乐器，甚至会玩杂技。
结尾
公元年，清朝皇帝乾隆下令，由纪昀等多位高官、学者编撰，多人抄写，编撰中国规模最大的系列丛书《四库全书》，很巧的是，托马斯杨就这一年诞生，他的晚年生活就像他出生的这年一样，为英国政府编撰《大英百科全书》。托马斯的一生精力旺盛，他活跃在不同的领域，却都作出了杰出的贡献，他与世长辞的时候只有56岁，在威斯敏斯特教堂中的墓地，与牛顿、达尔文、丘吉尔、弥尔顿、狄更斯和简·奥斯汀等共眠于地下。他的碑文上写道：“一位几乎在人类求知的各个领域都有卓越表现的人。”
人物生平梳理：
年，托马斯·杨出生
年，13岁离开学校，接着便和父亲的友人一起做研究
年，14岁时，杨就精通希腊语、拉丁语。并对法语、意大利语、希伯来语、德语、迦勒底语、叙利亚语、撒马利亚语、阿拉伯语、波斯语、土耳其语和阿姆哈拉语均有涉猎。
年，20岁，杨在伦敦St.Bartholomew’sHospital学医，第二年去了苏格兰的爱丁堡。
年，21岁，研究眼睛的调节机理，由此被选为英国皇家学会会员。
年，23岁，在德国格丁根大学取得博士学位。获得博士学位后，他到剑桥大学伊曼纽尔学院，一边教学一边开始研究医学之外的领域。
年，26岁，回到伦敦，收到叔叔留给他的一笔遗产。虽然他当时的主要职业是医师，但他的主要兴趣是在感知觉上，同时也以化名的形式频繁发表学术论文。
年，28岁，杨在英国皇家学院（RoyalInstitution）任自然哲学教授。杨又提出散光（astigmatism）的概念，他是世界上第一个研究散光的人
年，杨进行了双缝实验。
年，31岁，任皇家学会（RoyalSociety）的秘书。
年出版的《自然哲学讲义》中的，杨首次对“能量”（energy）一词给出了科学的解释。
4年，杨开始研究罗塞塔石碑（RosettaStone）。几年内，他从象形文字中受到启发，精确地翻译了碑文。他的研究不仅推动了古埃及语言的破译，还催生了一门研究古埃及文明的新学科。
7年，杨又提出了自己的假设，认为光波是横向而不是纵向传播的，建立了新的波动说理论。
习题6.2
