《Philosophical Transactions of the Royal Society, Vol. L, Part 2, 1758》 出版年度:1759
【本書摘要】

此卷《哲學會報》出版於1759年,彙集了英國皇家學會1757至1758年間發表的科學論文。內容涵蓋自然哲學的廣泛領域,包括天文學(彗星觀測、月食、衛星運動)、物理學(電學、光線折射)、醫學(癱瘓電療、膽結石、發燒、牛隻接種)、博物學(植物、海生物、化石)及地理與文物研究。本書展現了18世紀中葉科學探索的多元興趣與嚴謹實證精神,是啟蒙時代知識傳播與科學進步的重要里程碑,匯聚眾多卓越才智,共同揭示自然奧秘。

【本書作者】

英國皇家學會成立於1660年,是世界上持續運作時間最長的國家科學學術機構。其《哲學會報》於1665年首次出版,是世界上第一份也是歷史最悠久的科學期刊。它作為傳播科學發現和促進自然哲學家之間思想交流的關鍵平台,在啟蒙運動及隨後的科學發展中扮演了舉足輕重的角色,持續推動人類知識的邊界。

【光之篇章摘要】

本次光之對談圍繞《哲學會報,第五十卷,第二部分,1758年》展開,匯聚了本傑明·富蘭克林、約翰·多倫德和約翰·安德魯·佩索內爾三位傑出貢獻者。對話探討了富蘭克林對電療癱瘓的謹慎實驗及其臨時性效果,彰顯其科學誠信。多倫德分享了他克服望遠鏡色差的突破性工作,揭示了不同玻璃折射率的差異。佩索內爾則生動描述了海中生物(如產紫色物質的裸蝸牛和形成海綿的蠕蟲)的奇妙觀察,並提出了海岸洞穴中壓縮空氣引發局部地震的假說。這場對談不僅呈現了18世紀科學研究的多元面向,也凸顯了當時實證觀察、實驗嚴謹性,以及對理論與應用並重追求的自然哲學核心精神。

本光之篇章共【4,474】字

「我的共創者,日安。今天是2025年6月4日,初夏的暖陽透過『光之書室』高大的拱形窗,在古樸的木質地板上灑下斑駁的光影。空氣中瀰漫著舊書卷特有的乾燥氣息,伴隨著若有似無的微塵,它們在光束中緩緩飛舞。這裡是『光之居所』圖書館最深邃的一隅,每一本厚重的典籍都彷彿蘊藏著跨越時空的智慧。我,卡拉,在此邀請幾位十八世紀的傑出學者,他們各自貢獻了《哲學會報,第五十卷,第二部分,1758年》中的精采篇章,一同展開一場關於知識、探索與人性的對談。」

我輕輕合上厚重的《哲學會報》,指尖輕拂著羊皮紙的封面。書頁間似乎還迴盪著昔日實驗的聲響、星辰的低語,以及探險者的足跡。我抬頭,目光溫柔地掃過室內,看見本傑明·富蘭克林先生正輕撫著他那副簡樸的眼鏡,眼神中透著一絲沉思;約翰·多倫德先生則專注地審視著手中的一片玻璃透鏡,彷彿能透過它看見光線最細微的秘密;而約翰·安德魯·佩索內爾先生則微笑地看著窗外,似乎那片翠綠的庭院也成了他觀察自然的一處微縮海洋。

「諸位先生,歡迎來到光之居所。今日,我們將一同回顧你們在1758年《哲學會報》中所留下的寶貴筆跡,那是一個知識快速萌芽的時代,也是你們用觀察與實踐點亮世界的時代。富蘭克林先生,您的『電療』嘗試,在當時想必引起了不小的轟動,您在文中提及了對癱瘓患者的治療效果,卻也坦誠其非永久性,這份誠實令人感佩。」

本傑明·富蘭克林先生扶了扶他的金絲眼鏡,嘴角浮現一絲微笑。他那雙向來敏銳的眼睛,此刻卻流露出一種沉靜的哲思。他轉頭望向窗外,那片在微風中輕輕搖曳的亞麻色長髮,彷彿是從另一個時代吹來的微風,帶來了新的視角。

富蘭克林: 「卡拉小姐,您的觀察細緻入微。是的,在那個時代,電力的奧秘才剛剛開始被揭開。人們對它充滿了想像與期待,尤其是當報紙上充斥著意大利或德國那些『奇蹟般』的電療報導時,患者們從賓夕法尼亞乃至周邊省份蜂擁而至,帶著對康復的熱切渴望。我當時的方法,不過是將病人置於絕緣椅上,從其癱瘓的肢體抽取大量強烈的電火花,隨後再用兩個大型萊頓瓶給予聯合電擊,每日重複三次。那種電擊的感覺,的確是相當『嚴峻』。」

他停頓了一下,似乎又回到了那個瀰漫著臭氧氣味和微弱電光的研究室。

富蘭克林: 「最初的現象確實令人振奮。受電擊的肢體會立即感受到更明顯的溫熱,次日清晨,患者們常訴說癱瘓處有刺痛感,甚至會顯示出許多細小的紅點。更令人驚訝的是,他們的肢體似乎恢復了部分自主活動能力。我記得有一位男士,第一天連癱瘓的手都無法從膝上抬起,第二天就能抬起四五英寸,第三天更高,到了第五天,儘管動作微弱而遲緩,他竟然能夠摘下帽子。這些進展給了患者們巨大的鼓舞,讓他們燃起了徹底痊癒的希望。」

他輕輕搖頭,語氣中帶著一絲無奈。

富蘭克林: 「然而,也正是從第五天之後,我再未見到任何新的改善。當患者們意識到這一點,並親身感受過電擊的劇烈後,他們便會變得沮喪,最終打道回府,不久之後便舊病復發。因此,就癱瘓治療而言,我從未見過電力帶來任何永久性的益處。至於那些表面的、暫時的改善,究其原因,究竟是來自患者往返我家時的身體活動,還是源於成功的希望所激發的內心力量,使他們能夠在移動肢體時施加更多力量,這點我不敢斷言。或許,若能結合適當的藥物和治療方案,並在醫術精湛的醫師指導下進行,電力或能展現其持久的療效。也或許,我那幾次劇烈的電擊不如蘇格蘭報導中提及的『每日數百次輕微電擊』那般有效,畢竟那樣的治療似乎確實帶來了完全的康復。但就儀器本身的『強度』而言,我那些大型萊頓瓶所產生的電擊,其效力遠超任何手持小瓶所能提供的。」

富蘭克林先生的坦率與嚴謹,讓人感受到了那個時代科學家們求真務實的精神。我點點頭,目光轉向專注凝視手中透鏡的多倫德先生。

卡拉: 「多倫德先生,您的光學研究對望遠鏡技術帶來了革命性的突破。您在論文中探討了光線折射的『不同折射率』問題,並成功製造出無色差的物鏡。這在當時無疑是天文學界的一大福音。您是如何發現不同介質對光線的發散程度有如此顯著的差異,並最終找到解決方案的呢?」

約翰·多倫德先生輕輕放下手中的透鏡,發出清脆的摩擦聲,彷彿是思想與物質碰撞的迴響。他那雙因長期凝視光線而略顯疲憊的眼睛裡,閃爍著求知的火花。

約翰·多倫德: 「卡拉小姐,這是一段漫長而充滿挑戰的旅程。正如您所知,光線穿過不同密度的介質時會發生折射,同時也會根據其顏色,以不同的角度發散。這就是所謂的『色差』,它讓傳統折射式望遠鏡的圖像邊緣呈現出惱人的彩虹光暈,極大地限制了天文觀測的清晰度。長久以來,光學家們普遍認為,無論光線經過何種介質折射,其色差發散的程度與折射本身是成正比的,因此,等量且相反的折射,理論上應該同時抵消光線的偏折與色差。如果這個假設成立,那麼消除色差的望遠鏡便是不可能實現的。」

他輕輕搖了搖頭,語氣中帶著一絲對舊有觀念的挑戰。

約翰·多倫德: 「然而,我對此存疑。我開始設計實驗來驗證這一點。我將兩片平行玻璃板邊緣黏合,製成一個楔形容器,底部封閉。然後,我將一個玻璃稜鏡倒置於其中,並將空隙處灌滿清水。如此一來,稜鏡與水對光線的折射方向是相反的。我調整容器的角度,直到透過這個『雙稜鏡』觀察物體時,物體既不被抬高也不被壓低,這表示兩種介質的折射作用已然相互抵消,出射光線與入射光線平行。」

他停頓了一下,彷彿回到了那個關鍵的實驗瞬間。

約翰·多倫德: 「出乎意料的是,即使光線沒有發生整體折射,物體卻依然呈現出明顯的稜鏡色散!這證明了一個顛覆性的事實:玻璃與水對光線的色散程度是不同的,玻璃造成的色散幾乎是水的一倍。這徹底推翻了『等量折射必定產生等量色散』的傳統觀念。這是一個突破性的發現,它暗示著,或許存在某種介質組合,能夠在產生淨折射的同時,有效消除色差。」

他眼中閃爍著激動的光芒。

約翰·多倫德: 「有了這個啟示,我開始嘗試用不同種類的玻璃來製造物鏡。我發現,英國的冕牌玻璃(crown glass)與燧石玻璃(flint glass),它們對光線的折射率不同,但更重要的是,它們對色散的影響程度也大相徑庭。我將一塊25度的燧石玻璃楔與一塊29度的冕牌玻璃楔組合起來,使它們的折射方向相反。結果,我觀察到光線在經過這兩塊玻璃後,完全擺脫了色散!這證明,只要將這兩種玻璃以2:3的折射率比例結合,便能實現無色差的折射。」

約翰·多倫德: 「然而,將理論付諸實踐的過程卻充滿了挑戰。球面透鏡的表面必須極其精確地研磨,才能確保各點的光線都能聚焦於同一焦點。更重要的是,不同批次的玻璃,其光學性質也會有所差異,這要求我在製作時必須不斷地測試和調整。儘管如此,經過無數次的嘗試與不懈的堅持,我最終成功地製造出了消色差望遠鏡,它們在有限的長度內,能夠呈現出前所未有的清晰度和真實色彩。這份成果,令我深感欣慰。」

我微笑著點頭,為多倫德先生的毅力與卓越成就感到由衷的敬佩。這份對真理的執著,正是啟蒙時代科學精神的寫照。我的目光轉向佩索內爾先生,他那雙眼睛似乎能穿透事物的表象,看見生命最深層的奧秘。

卡拉: 「佩索內爾先生,您的研究領域廣泛,從海生物的奇妙觀察到地震的機制,無不展現您對自然界細膩的洞察力。您在論文中描述了會產生紫色物質的『裸蝸牛』,以及更令人驚訝的『形成海綿的蠕蟲』,甚至探討了地震的起因。這些觀察為當時的自然歷史研究開闢了新的視野,您是如何深入這些看似微小卻又充滿生命奧秘的領域的呢?」

約翰·安德魯·佩索內爾先生從窗邊移開視線,臉上帶著一絲愉悅的微笑,他那雙眼睛閃爍著探究的光芒,彷彿剛從海底的奇妙世界歸來。他輕輕地點了點頭,溫和地回應道。

約翰·安德魯·佩索內爾: 「卡拉小姐,您提及的這些,無非是我在加勒比海諸島擔任醫師期間,對周遭自然萬物所抱持的一份永不滿足的好奇心罷了。在安的列斯群島的廣闊海域中,我發現了許多奇特的生物。那種被我稱作『裸蝸牛』的生物,它沒有外殼,卻能分泌出美麗的紫色液體,如同烏賊吐墨一般。我當時就想,如果能大量收集這種液體,或許能成為一項極具商業價值的商品。我詳細解剖了它們,觀察它們的內部結構,從消化系統到那產生紫色的腺體,一切都讓我著迷。它們的蠕動方式、觸角伸縮的靈活,都讓我聯想到陸地上的蝸牛,這也是我為它們命名的緣由。」

他稍微停頓了一下,思緒似乎又回到了那些潮濕而充滿生命力的海岸線。

約翰·安德魯·佩索內爾: 「至於『形成海綿的蠕蟲』,那更是對既有觀念的一種挑戰。長久以來,人們總認為海綿不過是植物或無生命的骨架。然而,我從珊瑚和石珊瑚蟲的巢穴機制中獲得啟發,推測海綿內部也可能存在著某種生命。於是,我開始仔細地撕開那些從海底取出的新鮮海綿——那些灰黑色的、堅韌的纖維糾結在一起,內部充滿著黏稠的膠狀物質。經過數次細緻的觀察,我終於發現了那些透明、細小的蠕蟲,它們藏身於纖維的空隙之間。這些蠕蟲約三分之一線粗,二到三線長,身體透明到能看見血液循環和內臟活動。它們用兩根鉗子狀的口器,像蜜蜂和美洲木虱建造巢穴一樣,不斷地分泌黏液,逐漸形成海綿的纖維結構。這讓我確信,海綿並非無生命的物質,而是由這些勤勞的微小生物所『建造』的棲所。」

他輕輕捋了捋鬍鬚,轉而談及另一個令人敬畏的自然現象。

約翰·安德魯·佩索內爾: 「當然,還有瓜德羅普島的地震。在朗斯卡賴布(Lance Caraibe)的『大鍋』附近,我觀察到一個奇特的現象。海浪湧入海岸線下的洞穴,壓縮空氣,被壓縮的空氣在壓力下又噴湧而出,形成壯觀的噴泉。我注意到,這現象通常發生在第七波海浪捲入之後,因為此時洞穴內的空氣被壓縮到極致。我因此推測,我們感受到的那些輕微地震,並非來自地心深處的劇烈震動,而很可能是由於海浪擠壓洞穴內空氣所產生。這股被壓縮的空氣在地下流動,先是發出低沉的轟鳴,繼而引起地面的顫動,最後以一股強烈的風從地面的裂縫中噴出。當海水退去,空氣壓力得以釋放,一切又歸於平靜。這些觀察,或許能為那些探尋地震原因的學者提供一些新的線索。」

他頓了頓,目光再次望向窗外,彷彿遠方的海濤聲依然在耳畔迴響。

約翰·安德魯·佩索內爾: 「從海邊的潮汐、珊瑚礁下的微小生命,到震動大地的巨響,自然界無處不充滿著值得探究的奧秘。身為自然哲學的追隨者,我的職責便是仔細觀察、詳實記錄,並盡力去理解這些現象背後所隱藏的法則。每一個微小的發現,都可能連結到更宏大的宇宙圖景。」

我聆聽著佩索內爾先生充滿熱情的講述,感受著他對自然世界那份深沉的愛與無盡的好奇。富蘭克林先生和多倫德先生也時而點頭,顯然被佩索內爾先生的生動描述所吸引。這場跨越時空的對談,證明了人類對知識的追求和對世界奧秘的探索,從未停止。太陽漸漸西沉,餘暉透過拱窗灑落在書室,將一切染上一層溫暖的橘色。這一天,光之居所的書頁,似乎也因這份交會而散發出更為明亮的光芒。

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Philosophical Transactions of the Royal Society, Vol. L, Part 2, 1758
Various


延伸篇章

  • 《光之對談》:十八世紀科學的光影:富蘭克林、多倫德與佩索內爾的交會
  • 《文字的棲所》:電光火石間的科學倫理:富蘭克林與電療的兩難
  • 《靈感漣漪集》:約翰·多倫德的無色差望遠鏡:從實驗到革新
  • 《人間觀察手記》:佩索內爾的海洋微觀世界:裸蝸牛與海綿蠕蟲的奧秘
  • 《歷史迴聲與經濟脈動》:18世紀自然哲學的範疇與影響
  • 《花藝講座系列》:植物睡眠與花卉時計:李奧納德的自然觀察
  • 《生命之網》:古生物學的萌芽:從薩默特拉地震到史前巨骨
  • 《光之羅盤》:地球科學的早期探索:地震、氣候與地理測繪
  • 《阿瓦隆的風鈴》:18世紀科學寫作的語言風格與學術規範
  • 《閱讀的微光》:科學期刊的誕生與知識傳播的變革
  • 《光之精要》:從萊頓瓶到消色差:電力與光學的科學進展
  • 《光之書籤》:醫學實踐與科學實驗:探討18世紀的治療方法