梁衡,1946年出生;山西霍縣人。1968年畢業(yè)于中國(guó)人民大學(xué)。歷任《內(nèi)蒙古日?qǐng)?bào)》記者、《光明日?qǐng)?bào)》記者、國(guó)家新聞出版署副署長(zhǎng)、中國(guó)記協(xié)常務(wù)理事。現(xiàn)任《人民日?qǐng)?bào)》副總編輯、中國(guó)作家協(xié)會(huì)全委會(huì)委員。作品有科學(xué)史章嘲小說(shuō)《數(shù)理化通俗演義》,新聞三部曲。
總序
第一回 洞庭湖邊屈原問(wèn)天 金字塔下泰氏說(shuō)地——世界是什么
第二回 聰明人喜談發(fā)現(xiàn) 蠻橫者無(wú)理殺人——無(wú)理數(shù)的發(fā)現(xiàn)
第三回 舉手揚(yáng)沙欲塞宇宙 立竿見(jiàn)影可測(cè)地周——人類第一次測(cè)量地球
第四回 赤身裸體長(zhǎng)街狂奔 一對(duì)好友海邊爭(zhēng)論——比重與浮力的發(fā)現(xiàn)
第五回 推動(dòng)地球不費(fèi)吹灰力 橫掃勁敵才知科學(xué)威——杠桿原理的發(fā)現(xiàn)
第六回 老弱婦孺齊上陣 一面鏡子退千軍——凹面鏡聚光作用的妙用
第七回 秀才見(jiàn)兵有理說(shuō)不清 敵酋來(lái)訪芳草掩哲人——一個(gè)科學(xué)家的墓碑
第八回 八龍舉首報(bào)地動(dòng) 一騎飛至判真?zhèn)巍澜缟系谝慌_(tái)地動(dòng)儀的誕生
第九回 華燈熠熠壽宴威風(fēng) 陰?kù)F慘慘群愚受驚——關(guān)于月食的一次測(cè)報(bào)
第十回 割圓不盡十指磨出血 周率可限青史標(biāo)美名——圓周率是怎樣算出來(lái)的
第十一回 無(wú)名僧天臺(tái)山上收高徒 智和尚一把尺子量北斗——世界上第一次實(shí)測(cè)子午線
第十二回 黑漆漆長(zhǎng)夜待明幾點(diǎn)寒星 怯生生新說(shuō)初出一位巨人——日心說(shuō)的創(chuàng)立
第十三回 砸碎天球探尋無(wú)窮宇宙 以身燃火照亮后人道路——一位科學(xué)家的殉難
第十四回 幾聲犬吠絞架上死鬼失蹤 一豆青燈地窖內(nèi)活人無(wú)聲——第一部人體解剖書(shū)的出版
第十五回 說(shuō)真話又一偉人被燒死 擺事實(shí)生理科學(xué)終問(wèn)世——血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)
第十六回 咣當(dāng)一聲千年圣人被推翻 寥寥數(shù)語(yǔ)滿座論敵皆無(wú)言——自由落體定律的發(fā)現(xiàn)
第十七回 撥云望月天上原來(lái)沒(méi)有天 衣錦還鄉(xiāng)明人也會(huì)做蠢事——望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明
第十八回 大主教家中宴遠(yuǎn)客 伽利略羅馬上大當(dāng)——日心說(shuō)又一次遭禁止
第十九回 施巧計(jì)巨人再寫(xiě)新巨著 弄是非主教又出壞主意——力學(xué)、天文學(xué)巨著《對(duì)話》的問(wèn)世
第二十回 假悔罪地球其實(shí)仍在轉(zhuǎn) 真宣判冤獄一定三百年——科學(xué)史上最大的一起迫害案
第二十一回 佛羅倫薩意公爵難堪 馬德堡外德皇帝受驚——大氣壓力的發(fā)現(xiàn)
第二十二回 未能觀天窮底第谷氏臨終相托 盯住火星不放開(kāi)普勒出奇制勝——開(kāi)普勒第一、第二定律的發(fā)現(xiàn)
第二十三回 智達(dá)宇宙有權(quán)立法束眾星 貧病一身無(wú)錢糊口死他鄉(xiāng)——開(kāi)普勒第三定律的發(fā)現(xiàn)
第二十四回 千里投書(shū)億萬(wàn)里外獵新星 百年假說(shuō)一夜之間變成真——海王星的發(fā)現(xiàn)
第二十五回 河邊一夢(mèng)繁星點(diǎn)點(diǎn)指坐標(biāo) 船上一覺(jué)幾個(gè)數(shù)字縛海盜——直角坐標(biāo)系的創(chuàng)立
第二十六回 無(wú)形學(xué)院研究無(wú)形物 科壇新人腳下有新路——波義耳定律化學(xué)科學(xué)的確立
第二十七回 蘋(píng)果月亮天上地下一個(gè)樣 癡女傻男你東我西難成雙——萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)
第二十八回 胡克妒賢皇家學(xué)會(huì)大失策 哈雷識(shí)貨又當(dāng)伯樂(lè)又賺錢——萬(wàn)有引力的公布
第二十九回 門縫里牛頓玩弄三棱鏡 小旅店歌德細(xì)看少女郎——顏色本質(zhì)的第一次突破
第三十回 崇上帝巨人甘心當(dāng)仆人 人歧途半生聰明半生愚——神是第一推動(dòng)的妄說(shuō)
第三十一回 濡沫相依兄妹深情凝遙夜 度曲為業(yè)歌舞妙手?jǐn)X新星——天王星的發(fā)現(xiàn)
第三十二回 窮夫妻吵架一腳踢出新紡車 智瓦特發(fā)憤廿年造成蒸汽機(jī)——引起世界工業(yè)革命的兩項(xiàng)大發(fā)明
第三十三回 舊學(xué)說(shuō)百年統(tǒng)治終破產(chǎn) 新原理一時(shí)沉埋永放光——質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)
第三十四回 絕聰明揮毫落紙成魔方 最勇敢舉手向天攫雷電——電的本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)
第三十五回 一條蛙腿抽動(dòng)引起風(fēng)波 兩位能人斗法各顯神通——電壓的發(fā)現(xiàn)
第三十六回 浪子回頭皇家學(xué)院得奇士 功夫到處元素家族添新丁——鉀、鈉等新元素的發(fā)現(xiàn)
第三十七回 惜人才戴伯樂(lè)收高徒 妒新秀法拉第遭白眼——電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
第三十八回 茶壺煮餃子笨女婿失去講座 實(shí)驗(yàn)加方程物理學(xué)登上高峰——電磁理論的創(chuàng)立
第一回 洞庭湖邊屈原問(wèn)天 金字塔下泰氏說(shuō)地——世界是什么
大約公元前4世紀(jì)的時(shí)候,我國(guó)南方的楚國(guó)是一塊美麗富饒、文化發(fā)達(dá)的地方。源元流長(zhǎng)的湘江碧波粼粼,漁夫們長(zhǎng)篙邊扁舟,在撒網(wǎng)垂釣。高高的巫山,竹木青青,云靄漫漫,山寨中的人們穿著鮮麗的衣服,扮著各種神鬼,載歌載舞。我們的祖先,從北京周口店的山頂洞里走出來(lái)已40多萬(wàn)年了,他們對(duì)當(dāng)時(shí)那個(gè)世界已經(jīng)積累了許多豐富的知識(shí)。
這天湘江邊走來(lái)一個(gè)人,他瘦長(zhǎng)的個(gè)子,清癯的臉龐,眼神里現(xiàn)出一種莊嚴(yán)的沉思。他腰佩長(zhǎng)劍,頭戴高高的帽子,身著齊腳的長(zhǎng)袍。這個(gè)人穿過(guò)齊腰深的白艾,踏著岸邊的蘭草。他那明亮的目光掃過(guò)天邊的白云,掃過(guò)江面遠(yuǎn)處的煙波,邊走邊吟誦起來(lái):
遂古之初,誰(shuí)傳道之!
上下未形,何由考之?
冥昭瞢暗,誰(shuí)能極之?
馮翼惟象,何以識(shí)之?
明明暗暗,惟時(shí)何為,
陰陽(yáng)三合,何本何化?
……
這歌的大意是:
那遠(yuǎn)古渺茫的情形啊,
是誰(shuí)來(lái)將它傳道?
那時(shí)天地本沒(méi)有成形啊,
又是誰(shuí)將它查考?
混混沌沌啊,晝夜不分,
可怎去將它的根由尋找?
一團(tuán)熱氣啊,籠罩四方,
又怎去將它的面目研討?
天明天黑啊,暮來(lái)朝去,
為什么這樣交換,沒(méi)完沒(méi)了?
陰陽(yáng)二氣啊,摻合無(wú)窮,
哪是源頭?哪是末梢?
圓圓的天啊,高達(dá)九層,
是誰(shuí)來(lái)設(shè)計(jì),誰(shuí)來(lái)畫(huà)稿?
何等雄偉啊,這樣的工程,
是誰(shuí)來(lái)修建,誰(shuí)來(lái)督造?
斗轉(zhuǎn)星移啊,是什么將它們系住?
天的軸心啊,怎樣來(lái)將它安牢?
八根巨柱啊,怎樣撐起這面天空?
東南方向啊,卻為什么向下傾倒?
天上九個(gè)廣闊的區(qū)域啊,
它們伸向何方,在哪兒終了?
各個(gè)區(qū)域里無(wú)數(shù)的角落,
到底多少,我該向誰(shuí)去請(qǐng)教?
這天穹怎么會(huì)合成一個(gè)整塊啊,
黃道十二區(qū),是誰(shuí)劃分得這樣巧?
這日月怎么會(huì)懸在半空?
星羅棋布,是誰(shuí)安排得這樣好?
太陽(yáng)啊,早晨從東方的湯谷起身,
晚上到遙遠(yuǎn)的蒙水邊歇腳。
就這樣從天亮走到天黑,
這一天的行程有多少里之遙?
月亮啊,有什么奇怪的本領(lǐng)?
月初昏黑,月中又容光閃耀?
它要干什么啊,這樣好笑:
將一只兔子在懷中緊緊地?fù)ПВ?nbsp;
大地啊,誰(shuí)將你這樣安放,
河谷啊,為什么深深地陷落?
百川啊,日夜東流不肯停歇,
大海啊,你怎么總是喝不飽?……
這人就是我國(guó)偉大的詩(shī)人屈原。以上吟的就是他的《天問(wèn)》。他在這篇名著中一口氣提了172個(gè)問(wèn)題,涉及了天文地理、日月星辰。一千多年以后,我國(guó)中唐時(shí)期又一位大詩(shī)人柳宗元與屈原的思想發(fā)生共鳴,相似的遭遇驅(qū)使他揮筆寫(xiě)出《天對(duì)》,探討了宇宙的起源和構(gòu)成,有力地批駁了神靈創(chuàng)世說(shuō),成為我國(guó)科學(xué)發(fā)展史上的兩顆啟明星,這是后話。
就在屈原嘆問(wèn)蒼天前不久,地中海的南岸又是另一番景象。那里有一個(gè)和我國(guó)一樣古老的國(guó)家——埃及。碧藍(lán)的天空下是一片金黃的沙漠,尼羅河浩浩蕩蕩地向北流去,兩岸留下厚厚的淤泥。幾座由大石條壘成的金字塔,矗立在沙漠中直接云霄。大地啊,是這樣的平坦,人們的思想也在馳騁翱翔。這時(shí)在金字塔下有一小群人,他們席地而坐,圍成一個(gè)小圓圈,幾把陶壺,一些碎肉。人們手里拿著樹(shù)枝折成的小棍在地上劃著,嘴里吃著,說(shuō)著。他們可說(shuō)是世界上最古老的一群科學(xué)家,其中不少人是從希臘來(lái)到這里的,經(jīng)常這樣談天說(shuō)地,討論問(wèn)題。這時(shí)一個(gè)叫泰勒斯(約公元前624—約公元前547)的人站起來(lái)說(shuō):“我認(rèn)為這地就像一個(gè)菜碟子一樣,平平的,圓圓的,整年整月地在空中轉(zhuǎn)著,太陽(yáng)、月亮、星星都在圍著它動(dòng)。”這時(shí),另一個(gè)叫亞諾芝曼德的人立即反對(duì):“不,大地是一個(gè)長(zhǎng)筒子,筒底的直徑是筒高的三分之一,筒的四周空氣有相等的壓力,所以它總是懸在空中。太陽(yáng)一曬,地上的泥水就起泡,泡里出來(lái)魚(yú),魚(yú)又變成人。”他還沒(méi)說(shuō)完,又有人發(fā)言:“我認(rèn)為一切都是氣組成的,我們手摸著的是氣,吸的是氣,人心也是空氣一團(tuán)。”“不對(duì),不對(duì),世界是水組成的,你看,尼羅河里不能沒(méi)有水,莊稼少不了水,人更要喝水……。”他們就是這樣爭(zhēng)著,吵著,提出許多問(wèn)題,想出許多解釋,可是誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)。
真的,那高高的天空,茫茫的星漢,無(wú)邊的大地,到底有多少奧秘?這世界上萬(wàn)物的變化有沒(méi)有個(gè)規(guī)律?人們既然提出了問(wèn)題,自然會(huì)找見(jiàn)答案的。在屈原和泰勒斯之后許多東方和西方的哲人們從各個(gè)方面不斷探尋著客觀世界的本質(zhì),他們?yōu)榇俗鞒鲈S多犧牲,留下許多可歌可泣的故事。
第二回 聰明人喜談發(fā)現(xiàn) 蠻橫者無(wú)理殺人——無(wú)理數(shù)的發(fā)現(xiàn)
上回說(shuō)到泰勒斯與一群人在金字塔下議論,到底世界是什么。有的說(shuō)是水,有的說(shuō)是氣。不料更有怪者,數(shù)年后他的一個(gè)學(xué)生卻說(shuō)世界是“數(shù)”。這個(gè)學(xué)生叫畢達(dá)哥拉斯(前572-前492)。當(dāng)他在希臘出生的時(shí)候,東方的釋迦牟尼正在印度講佛,孔子正在周游列國(guó)講學(xué)。
畢達(dá)哥拉斯從小就極聰明,一次他背著柴火從街上走過(guò),一位長(zhǎng)者見(jiàn)他那捆柴火的捆法與別人不同,便說(shuō):“這孩子有數(shù)學(xué)奇才,命中該成為一個(gè)大學(xué)者。”他聞聽(tīng)此言,便摔掉柴捆南渡地中海到泰勒斯門下去求學(xué)。真是名師出高徒,畢達(dá)哥拉斯本就極聰慧,經(jīng)泰勒斯一指點(diǎn),當(dāng)時(shí)許多數(shù)學(xué)難題在他的手下便迎刃而解。比如,他證明了三角形的內(nèi)角和等于180度;算出你要用瓷磚鋪地,則只有用正二角、四角、六角三種正多角磚才能剛好將地鋪滿;證明了世界上只有五種正多面體,即:正4、6、8、12、20面體。他還發(fā)現(xiàn)了奇數(shù)、偶數(shù)、三角數(shù)、四角數(shù)、完全數(shù)、友數(shù),直到畢達(dá)哥拉斯數(shù)。但他最偉大的成就要算是發(fā)現(xiàn)了后來(lái)以他的名字命名的畢達(dá)哥拉斯定理(勾股弦定理),即:以直角三角形兩直角邊為邊長(zhǎng)的正方形的面積之和等于以斜邊為邊長(zhǎng)的正方形的面積:a2+b2=c2。據(jù)說(shuō),這是當(dāng)時(shí)畢達(dá)哥拉斯在寺廟里見(jiàn)匠人們用方磚鋪地,常要計(jì)算面積,于是便發(fā)明了此法。
這定理是提出來(lái)了,用起來(lái)也確實(shí)方便,但是怎么從理論上加以證明呢?正是:
畢氏無(wú)心一道題,費(fèi)盡后人多少力。
自從這個(gè)定理問(wèn)世以來(lái),東西方不知有多少數(shù)學(xué)家來(lái)設(shè)法證明,真是百花齊放,各有所妙。這都是后話。我國(guó)在清朝初年有一位數(shù)學(xué)家叫梅文鼎(1633—1721),他發(fā)明的一種證法卻極簡(jiǎn)便,只需用一張硬紙,剪上幾刀,一拼就知,列位如有興趣不妨一試。
再說(shuō)這畢達(dá)哥拉斯將那數(shù)學(xué)知
識(shí)運(yùn)用得純熟之后,覺(jué)得這實(shí)在是一套了不得的本事,不能只滿足于用數(shù)來(lái)算題解題,于是他要試著從數(shù)學(xué)擴(kuò)大到哲學(xué),用數(shù)的觀點(diǎn)去解釋一下世界。經(jīng)過(guò)一番刻苦實(shí)踐,他提出“凡物皆數(shù)”的命題。認(rèn)為數(shù)的元素就是萬(wàn)物的元素,世界是由數(shù)組成的,世界上的一切沒(méi)有不可以用數(shù)來(lái)表示的,數(shù)本身就是世界的秩序。畢達(dá)哥拉斯還在自己的周圍建立了一個(gè)青年兄弟會(huì),入會(huì)者都宣誓不把知識(shí)泄露給外人,這樣他才肯向他們傳授數(shù)學(xué)。可見(jiàn)當(dāng)時(shí)才萌芽的數(shù)學(xué)是多么神秘。畢達(dá)哥拉斯死后大約五十年間,他的門徒們把這種理論加以研究發(fā)展,形成了一個(gè)強(qiáng)大的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派。
這天,學(xué)派的成員們剛開(kāi)完一個(gè)學(xué)術(shù)討論會(huì),正坐著游船出來(lái)領(lǐng)略一下山水風(fēng)光,以驅(qū)散一天的疲勞。這地中海海濱,藍(lán)色的海灣環(huán)抱著品都斯山;長(zhǎng)長(zhǎng)的希臘半島伸進(jìn)海面,就像明亮的鏡子上鑲著一粒珍珠。這天,風(fēng)和日麗,海風(fēng)輕輕吹來(lái),蕩起層層波浪,大家心里好不高興。一個(gè)滿臉胡子的學(xué)者看著廣闊的海面興奮地說(shuō):“畢達(dá)哥拉斯先生的理論一點(diǎn)不錯(cuò)。你們看這海浪一層一層,波峰波谷,就好像奇數(shù)、偶數(shù)相間一樣。世界就是數(shù)字的秩序。”“是的,是的。”這時(shí)一個(gè)正在搖槳的大個(gè)子插進(jìn)來(lái)說(shuō):“就說(shuō)這小船和大海吧。用小船去量海水,肯定能得出一個(gè)精確的數(shù)字。一切事物之間都是可以用數(shù)字互相表示的。”
“我看不一定。”這時(shí)船尾的一個(gè)學(xué)者突然發(fā)話了,他沉靜地說(shuō):“要是量到最后,不是整數(shù)呢?”
“那就是個(gè)小數(shù)。”
“要是這個(gè)小數(shù)既除不盡,又不能循環(huán)呢?”
“不可能,世界上的一切東西,都可以相互用數(shù)直接準(zhǔn)確地表達(dá)。”
這時(shí),那個(gè)學(xué)者以一種不想再爭(zhēng)辯的口氣冷靜地說(shuō):“并不是世界上一切事物都可以用我們現(xiàn)在知道的數(shù)來(lái)互相表示。就以畢達(dá)哥拉斯先生研究最多的直角三角形來(lái)說(shuō)吧,假如是等腰直角三角形,你就無(wú)法用一個(gè)直角邊準(zhǔn)確地量出斜邊來(lái)。”這個(gè)學(xué)者叫希帕索斯,他在畢達(dá)哥拉斯學(xué)派中是一個(gè)聰明、好學(xué)、很有獨(dú)立思考能力的青年數(shù)學(xué)家。今天要不是因?yàn)闋?zhēng)論,還不想發(fā)表自己這個(gè)新見(jiàn)解呢。那個(gè)搖槳的大個(gè)子一聽(tīng)這話就停下手來(lái)大叫著:“不可能,不可能,先生的理論置之四海而皆準(zhǔn)。”希帕索斯眨了眨一雙聰明的大眼,伸出兩手,用兩個(gè)虎口比成一個(gè)等腰直角三角形說(shuō):
“如果直邊是3,斜邊是幾?”
“4。”
“再準(zhǔn)確些?”
“4.2。”
“再準(zhǔn)確些?”
“4.24。”
“再準(zhǔn)確些呢?”
大個(gè)子臉漲得緋紅,一時(shí)答不上來(lái)。希帕索斯說(shuō):“你就再往后數(shù)上十位、二十位也不能算是最精確。我演算了很多,任何等腰直角三角形的一邊與斜邊都不通約,都不能用一個(gè)精確的數(shù)字表示。”這話像一聲晴天的霹靂,這是多么反常啊!全船立即響起一陣怒吼:“你敢違背畢達(dá)哥拉斯先生的遺言,敢破壞我們學(xué)派的信條!敢不相信數(shù)學(xué)就是世界!”希帕索斯這時(shí)倒十分冷靜,他說(shuō):“我這是個(gè)新的發(fā)現(xiàn),就是畢達(dá)哥拉斯先生在世也會(huì)獎(jiǎng)賞我的。你們可以隨便去驗(yàn)證。”可是人們不聽(tīng)他說(shuō),憤怒地喊著:“叛逆!叛逆!先生的不肖門徒。”“打死他!打死他!”大胡子沖上來(lái),當(dāng)胸給了他一拳。希帕索斯抗議著:“你們無(wú)視科學(xué),你們竟這樣無(wú)理!”“捍衛(wèi)學(xué)派的信條永遠(yuǎn)有理。”這時(shí)大個(gè)子也沖過(guò)來(lái),猛地將他抱起:“我們給你一個(gè)最高的獎(jiǎng)賞吧!”說(shuō)著就把希帕索斯拋進(jìn)了海里。藍(lán)色的海水很快淹沒(méi)了他的軀體,吞沒(méi)了他的聲音。這時(shí),天空飄過(guò)幾朵白云,海面掠過(guò)幾只水鳥(niǎo),靜靜的遠(yuǎn)山綿延起伏,如一道屏風(fēng)。一場(chǎng)風(fēng)波過(guò)后,這地中海海濱又顯得那樣寧?kù)o。
……