牛的眼睛
「老板,你賣牛的眼睛嗎?」牛肉攤的老板從來沒有遇到問這種問題的顧客,不過老板還是揀了幾顆牛眼睛,讓楊格包回去。深度不安息的人,不是成為 精神病患,就是成為科學大師。一八○一年楊格由牛眼珠的角度研究光的折射,進而提出「散光」(antigmatism)的原因與矯正的方法。這篇研究論文造福了日後無數得散光與近視的人。在十八世紀以前,散光與近視者幾乎是半個瞎子,連謀 生都有困難。楊格用牛的眼睛類比人的眼睛,發現散光是角膜曲度的改變,使得 進入眼睛的光線不能落在視網膜上,因此他在眼鏡之前加上透鏡矯正,近視的人就可以看得清楚了。楊格也因這篇研究被選為英國皇家科學院的會員。
光的特性之謎
同年,楊格發表了論文「光的波動本質」(on the Undulatory Nature of Light),這一篇論文是近代光學發展的里程碑。楊格將光透過二道的隙縫,在隙縫背面產生光、暗相間的波條,他稱這是「光的繞射」,證明光有波的特性。因為光如果是粒子的線性運動,在二道裂縫的後面就應該祇有二道光的投影而已,不會有光暗相間的波段。這篇論文在當時掀起激烈的爭辯,怎麼會有人敢提出與牛頓不同的看法?楊格的答辯除了更多的實驗結果之外,又加上一句:「因為我 學了物理以後,就沒有學到世故。」
但是光的本質竟是,你用不同的方法看,竟會得出不同的結果。一八○二年 楊格遇到第一個自稱看得懂「光的繞射」理論的女性伊利沙‧馬克斯威爾小姐 (Miss Eliza Maxwell),不過她仍有若干小問題向楊格請教。
二年後科學天才與這個愛問問題的女孩結婚了。楊格提出光的波動本質,並沒有因此反對牛頓的「光是粒子」的理論,但是光為什麼會同時具有波動與粒子的特性呢?楊格認為,牛頓的實驗沒有錯,他的實驗也沒有錯,不過他想不通為 什麼會在二個準確的實驗中,獲得完全不同的結果?光的本質顛覆了科學的最基 本的假設:自然界的研究,雖用不同的方法實驗,其結果應該是一致的。
一八○七年楊格在光的本質研究上寫道:「物理最後的發展,會回到最基本又不可分割的微小粒子,那是屬物質的最小單位。然後物理學家會發現那最基本的粒子,彼此之間仍會有作用力不是屬於粒子產生的。所以物理學最終的思索是,這些作用力是怎麼來的?無論是從電、從磁、從光、從熱、從萬有引力,從任何方面去切入,最後都會回到這一個問題上。人類沒有辦法解釋為什麼最基本粒子的 作用力,不是基本粒子所產生的?我好像一個探險家,爬涉過最茂密的森林,最後才承認我所見的仍是影兒,不是本物的真像。真像是永存的,是非物質的,而 且是屬靈的。」楊格想到物理最後的一個問題後,竟然又回到他幼年時所聽到的信仰。
愈好的書要賣得愈便宜
一八一○年楊格遇到了另一個有抱負的年青人布魯厄姆(Henry Brougham, 1778~1868)。布魯厄姆是愛丁堡大學法律系畢業,本來是個花花公子,曾帶著英國最富有世家的一個女孩,私奔到法國,後來他在法國聽到福音,成為基督徒, 帶著妻子回到英國。一八○八年他投入政治界,參加「克拉朋聖徒」(Clapham Saints),推動廢除奴隸制度,布魯厄姆後來擔任最高法院大法官,並且建立著名的「倫敦大學」(University of London)。布魯厄姆並在當時成立「有用知識推廣 協會」(Society for the Diffusion of Useful Knowledgy),將最新的知識印成小冊, 以極低的價格,賣給學生與勞工。
布魯厄姆從事的與楊格的社區醫學教育理念相近,二人認識後就成為好朋 友。布魯厄姆把楊格的實驗發現,寫成通俗的文體發表出去。「出版光繞射的書?如果祗賣出一本怎麼辦?」楊格問道。「祇賣一本我也出版」布魯厄姆肯定道。以後十年楊格又在布魯厄姆的支持下,發表「由光的繞射測定極小物質」紅血球的技術」、「表面張力的測定」、「金屬材質的變形測定」(著名的楊格 彈性係數,就由此出)、「光的偏振」(發現光偏振現象的第一篇報告)、「色 盲的區分」、「血壓計的製造」、「以微小粒子的動能解釋熱的現象」(提到動能的第一篇研究報告)等。
一八○年楊格獲選為英國皇家科學院的教授,那是當時一種很高的學術榮 譽。有個法國的科學家寫信來致賀道:「以前我們讀到很多重要的學術發現,都是楊格發表的。我們以為貴國有一群傑出的科學家都是叫楊格,或是有一個楊格學會,沒想到就是祇有你一個人。」
古埃及文的奧秘
十八世紀,許多埃及的木乃伊被挖掘出來,才漸知道座落在尼羅河畔的埃及,有一個古老的文明,但是木乃伊上面刻著一些象形符號,卻都沒有人讀得懂。一七九九年,考古學上有一個重大發現,「羅西塔石」(Rosetta Stone)出土 了。羅西塔位於埃及亞歷山大港的旁邊,拿破崙的軍隊當時占領埃及,並且為了海軍,疏通亞歷山大港與週邊的運河水道。一天有個士兵從水道底部挖出一個長 約 一百六十公分 ,寬約 七十五公分 的石版,上面刻有三種文字。第一種是古代 埃及的象形文字,與木乃伊上刻的文字類似;第二種字型是彎曲的蝌蚪文,是古代埃及民間通用的文字來源;第三種是希臘文。拿破崙身邊的學者群立刻知道這塊石版價值非凡,因為解開古埃及文的秘密,可能就在這塊石版上面,但是沒有 一個埃及人能夠讀得懂石版上的象形文字與蝌蚪文。
後來在尼羅河之役裡,英國軍隊打敗了法國,並且獲得了羅西塔石。連夜就 把這一塊石頭運回大英博物館,請許多英國學者專家來解讀這兩種奇怪的文字,大家有看沒有懂。後來有人想到有一個醫生,他在年幼時就能解讀一百種語文,於是楊格被請來了。
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