儿子想要一个放大镜,我就给他买了。
为什么这么爽快呢?因为我小的时候,就一直想要一个放大镜。当父亲送给我的时候,我真是欢呼雀跃,拿着它和弟弟一起去太阳底下烧蚂蚁玩了。
现在我也会和儿子一起,带着放大镜去外面烧树叶,以及各种虫子。他开心的样子与我小时候一般无异。回到家里的时候,他还是拿着放大镜不肯放下,跟我说道:“爸爸,你说人类为什么那么聪明,居然会发明出放大镜这样的东西?”
我说:“是啊,放大镜可以说是人类科学史上最伟大的发明。它是欧洲文艺复兴时期科学大爆发的基础。可以说现代科学的起步,就是从放大镜开始的。”
这样说可不是故意夸大,我们可以看看放大镜的历史,来探讨一下它在科技史上的重要地位。
放大镜属于透镜的一种,它是凸透镜,它的中间比边缘厚。相应的,还有一种是凹透镜,中间比边缘薄。凸透镜用来做老花镜的镜片,凹透镜则是近视矫正眼镜的镜片,仅凭这两项功绩,它们就为科学发展做出了巨大的贡献了,不信你看看,有很多著名的科学家都是带着眼镜的。
关于透镜的发展历史,东西方均可以追溯到很早的古代。欧洲有关透镜的文字记载,最早出现在古希腊,在阿里斯托芬的戏剧中就提到了烧玻璃,可以汇聚太阳光来点火。最古老的人工制品是在美索不达米亚的尼尼微被挖掘出来的石英透镜,大约出现在纪元前年。中国战国时期的《墨子》中叙述了透镜成像规律,其年代更早于西方,但以后却没什么发展,也从未有过实物文物。
年,意大利人发明了眼镜,透镜的使用变得非常普及,人们拥有了可以控制光线的强大工具。
年,荷兰眼镜师傅李波尔赛,把两块透镜装在一个筒子里,经过多次试验,得到了望远镜。
著名的意大利科学家伽利略改进了望远镜,不但能够直接成正像,还能调节远近。
同一时期德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他的设计比伽利略望远镜视野宽阔。
沙伊纳于~年间制造了有三个凸透镜的望远镜,用它们观察太阳并发现了太阳黑子。
伽利略也用自己的望远镜去看太阳,却忘了装保护装置,结果伤了眼睛,差点失明。
有了望远镜,人们就实现了对天体的直接观测,通过对太阳和行星的观测,更多的行星被发现,它们的运行轨道被确认,地心说被彻底颠覆,日心说开始被广泛承认。开普勒根据观测数据总结了行星运动三大定律。牛顿在此基础上发现了万有引力定律,现代的物理学体系就这样在放大镜的推动下一步一步建立起来了。
现在,巨大的天文望远镜放在山顶上,观察着更加遥远的星座。人类还把望远镜发射到了太空中,获得了更加丰富的天文学信息。虽然现代望远镜的主镜已经不是透镜而是反射镜,但这一切的开端都是放大镜。
世界最大单口径望远镜——中国的FAST哈勃空间望远镜拍摄的太空照片透镜的另一个发展方向不是看得更远,而是看得更小。年,由荷兰的詹森父子发明了显微镜,他们也是眼镜商人,正是因为他们对透镜的熟悉,才能促使显微镜的诞生。伽利略很快也做出了显微镜,并用它观察了昆虫的复眼。荷兰人列文虎克在自己的显微镜上发现了细菌,人们终于知道为什么会生病了。后来他还看到了细胞,生物学由此展开了它波澜壮阔的历程。
显微镜下的细菌除了生物学领域,显微镜对于材料学的发展也有重要贡献。有了显微镜,人们终于可以在微观层次观察各种材料的组织结构,并建立起了微观组织结构和性能的关系,材料学形成了科学体系。
现在的光学显微镜能够放大到倍达到衍射极限,之后电子显微镜接过了接力棒,使得人类可以直接看到古罗马哲学家预言的原子。电子显微镜的原理已经和光学显微镜大不一样了,但是它的起源还是来自于放大镜。
透射电子显微镜看到的原子放大镜的另一个发展方向是照相机,结合了影像记录装置以后,人们实现了图像的捕捉和保存。年,意大利的卡尔达诺使用两个凸透镜制造了一个成像装置,年,法国的盖达尔使用银板来记录图像。从此,人类有了可以看到的历史。在云室中,照相机记录下了宇宙射线的踪迹,随后的中子,核裂变和正电子陆续被发现,核物理学建立了。原子弹和核电站的诞生都要归功于此。
照相机拍到了云室中正电子运动的轨迹
记得国窖的广告词说:人类能够看到的历史年,人类能够品味到的历史年。言下之意是说酒的年代比照相机更加久远。可是从科学发展的角度来看,这两者的重要性根本不能相提并论。我一直觉得,近代以来中国科学落后于西方是因为在材料研究方向上,中国选择了陶瓷而西方选择了玻璃。所以西方能够做出放大镜,望远镜,显微镜,照相机进而开启科学发现历程,而中国虽然能够制造精美的瓷器,漂亮的酒瓶,却在认识世界的竞争中落了后。
所以,给孩子买个放大镜吧,给他讲讲放大镜的故事。然后以此为契机,让他沿着伟大的科学先驱们开辟的路线,一步一步地熟悉显微镜和望远镜,在学习的过程中同步发现科学的规律。也许下一个伟大的科学家就会这样诞生了。
当然安全还是要注意的,有一天小家伙在车后座上拿放大镜烧座椅的行为还是让我吓了一跳。