【期刊信息】

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刊名:水动力学研究与进展
主办:中国船舶科学研究中心
ISSN:1001-6058
CN:31-1563/T
语言:中文
周期:双月刊
被引频次:9745
数据库收录:
CSCD中国科学引文库(2017-2018);期刊分类:水利建筑

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地铁站里的时空旅行:从柏拉图立体到引力波涟(3)

来源:水动力学研究与进展 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-06-10

作者:网站采编

关键词:

【摘要】多年来,坊间盛传笛卡尔与女王之间的一段"浪漫"故事,并称笛大叔在给女王的一封“情书”中,写下了表示心形曲线的极坐标方程式 r=a(1-sinθ)。其实这是

多年来,坊间盛传笛卡尔与女王之间的一段"浪漫"故事,并称笛大叔在给女王的一封“情书”中,写下了表示心形曲线的极坐标方程式 r=a(1-sinθ)。其实这是和“诺贝尔绯闻情敌”一样的大乌龙,女王对异性并不感兴趣,她在自传中写道自己“对婚姻感到无比厌恶”。更重要的是,虽然笛卡尔创立了直角坐标系,但瑞士数学家雅各布·贝努利于1691年发表了一篇基本上是关于极坐标的文章,因此通常被认为是极坐标系的发现者。史上最先使用极坐标来确定平面上点的位置的是牛顿,而三角函数的符号则是1707年出生的瑞士数学家欧拉引入的。图6为法国画家杜梅尼尔于1710年创作的《笛卡尔与瑞典克里斯蒂娜女王对话》 ,现藏巴黎凡尔赛宫。这是画家为凡尔赛宫竣工创作的致贺油画,堪称世间最“凡尔赛”的一张画。画面以王宫客厅为背景,右下方站立的笛卡尔手指桌面,为坐在桌旁的女王讲解直角坐标系,廷臣们或站或坐,悉心聆听。

图6. 凡尔赛宫的油画《笛卡尔与瑞典克里斯蒂娜女王对话》(来源:网络)(点击看大图)

笛卡尔在斯德哥尔摩这片“熊、冰雪与岩石的土地”上住了不久,即于1650年2月去世,终年不满54岁。他的死因至今扑朔迷离,比较公认的说法是他不适应北欧的寒冷气候和女王的作息时间,因此得了肺炎。笛卡尔的宗教信仰在学术界一直存在争议,他声称自己是虔诚的罗马天主教徒,“沉思”的目的是为了维护基督教信仰。他一直试图在宗教与科学、理性和信仰的问题上寻找一种妥协方法,但是在那个时代,他被指控为宣扬秘密的自然神论和无神论信仰。笛卡尔是与女王保持联系的唯一的天主教徒,因此另一种说法是,一位瑞典当地的天主教神父生怕他的激进宗教观点对女王产生影响,所以将其毒死。理论上三维空间中的任意一点都可作为直角坐标系的原点,而笛卡尔生命的终点却是固定的,即图7(左)中位于斯德哥尔摩老城的这座房子。

图7. (左)斯德哥尔摩老城,笛卡尔病故之所;(右)笛卡尔纪念碑及雕塑(点击看大图)

作为一名逝于新教国家的天主教徒,笛卡尔被临时安葬在一个主要用于埋葬受洗前夭折的婴儿墓地里,17年后他的遗体移葬巴黎。100多年之后,在笛卡尔最初的埋骨之地上建起了以时任瑞典国王Adolf Fredrik名字命名的教堂,教堂内悬挂着当时的瑞典王太子、后来的国王古斯塔夫三世(Gustav III)于1770年设立、由雕塑家Johan Tobias Sergel创作的笛卡尔纪念碑。纪念碑的下方雕塑是一位有翅膀的天才,左手持火炬,右手揭开地球上的覆盖物,表示将真理从谎言中解放出来 (图7右)。故事到这里还没有结束,1667年,笛卡尔的遗体运回巴黎时,由于灵柩狭小,头骨被留了下来,最后不知所终。直到19世纪初,瑞典著名化学家Jns Jacob Berzelius在斯德哥尔摩的一家拍卖行将笛卡尔的头骨购回,现存巴黎夏乐宫人类学博物馆。

南站台顶部悬挂着一个巨大的苹果 (图8左),源自牛顿被自家庄园的苹果激发灵感,从而发现重力学说的故事。无论其真实性如何,英国物理学家、数学家、天文学家和自然哲学家艾萨克·牛顿 (Isaac Newton,1643-1727;图1.6,戈弗雷·内勒作) 在他最重要的著作《自然哲学之数学原理》 (简称《原理》) 中阐述并证明了三大运动定律及万有引力定律,展示了地面物体与天体运动都遵循的相同自然规律,消除了世间对“日心说”的最后一丝疑虑,点燃了人类认识宇宙科学的曙光。18世纪英国的伟大诗人亚历山大·蒲柏为牛顿撰写了墓志铭:“Nature and Nature's law lay hid in night; God said, 'Let Newton be', and all was light。”北京大学朱照宣先生在《牛顿原理三百年祭》一文中将这段话译为:“道法自然,久藏玄冥;天生牛顿,万物生明。”

图8. (左)KTH地铁站台上悬挂的巨大苹果;(右)《自然哲学之数学原理》拉丁文首版扉页(点击看大图)

在近代科学诞生的过程中,笛卡尔和牛顿各自发展出了不同的宇宙图景。笛卡尔的涡旋宇宙理论是牛顿力学体系形成之前欧洲天文学的重要思想成果;牛顿在《原理》中证明了在均匀介质的涡旋中,物体的运动不可能遵守开普勒三定律,进而得出结论:行星不是由物质涡旋带动的。直到18世纪中叶,牛顿体系才在这场论战中获得完全优势,以至于今日已经很少有人知晓笛卡尔的涡旋宇宙理论了。


文章来源:《水动力学研究与进展》 网址: http://www.sdlxyjyjzzz.cn/zonghexinwen/2021/0610/610.html


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