梁衡,1946年出生;山西霍縣人。1968年畢業(yè)于中國人民大學。歷任《內(nèi)蒙古日報》記者、《光明日報》記者、國家新聞出版署副署長、中國記協(xié)常務理事。現(xiàn)任《人民日報》副總編輯、中國作家協(xié)會全委會委員。作品有科學史章嘲小說《數(shù)理化通俗演義》,新聞三部曲。
作者嘗試藉文學之力,引起大家學習自然科學的興趣,以章回小說的形式,推演自然科學的發(fā)展史,回回精彩,篇篇動人。是青少年極好的科學史入門書。
這是一本從興趣入手的軟教材和知識拓展教材,作者以栩栩如生的事例.深入淺出的語言,旁征博引的敘述,章回小說的體裁。為枯燥的數(shù)理化知識包上了“一層薄薄的糖衣”。幫助學生建立對數(shù)理化學習的興趣,為讀者提供了一部難得的科普讀物。
總序
第一回 洞庭湖邊屈原問天 金字塔下泰氏說地——世界是什么
第二回 聰明人喜談發(fā)現(xiàn) 蠻橫者無理殺人——無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)
第三回 舉手揚沙欲塞宇宙 立竿見影可測地周——人類第一次測量地球
第四回 赤身裸體長街狂奔 一對好友海邊爭論——比重與浮力的發(fā)現(xiàn)
第五回 推動地球不費吹灰力 橫掃勁敵才知科學威——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 秀才見兵有理說不清 敵酋來訪芳草掩哲人——一個科學家的墓碑
第八回 八龍舉首報地動 一騎飛至判真?zhèn)巍澜缟系谝慌_地動儀的誕生
第九回 華燈熠熠壽宴威風 陰霧慘慘群愚受驚——關于月食的一次測報
第十回 割圓不盡十指磨出血 周率可限青史標美名——圓周率是怎樣算出來的
第十一回 無名僧天臺山上收高徒 智和尚一把尺子量北斗——世界上第一次實測子午線
第十二回 黑漆漆長夜待明幾點寒星 怯生生新說初出一位巨人——日心說的創(chuàng)立
第十三回 砸碎天球探尋無窮宇宙 以身燃火照亮后人道路——一位科學家的殉難
第十四回 幾聲犬吠絞架上死鬼失蹤 一豆青燈地窖內(nèi)活人無聲——第一部人體解剖書的出版
第十五回 說真話又一偉人被燒死 擺事實生理科學終問世——血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)
第十六回 咣當一聲千年圣人被推翻 寥寥數(shù)語滿座論敵皆無言——自由落體定律的發(fā)現(xiàn)
第十七回 撥云望月天上原來沒有天 衣錦還鄉(xiāng)明人也會做蠢事——望遠鏡的發(fā)明
第十八回 大主教家中宴遠客 伽利略羅馬上大當——日心說又一次遭禁止
第十九回 施巧計巨人再寫新巨著 弄是非主教又出壞主意——力學、天文學巨著《對話》的問世
第二十回 假悔罪地球其實仍在轉 真宣判冤獄一定三百年——科學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 盯住火星不放開普勒出奇制勝——開普勒第一、第二定律的發(fā)現(xiàn)
第二十三回 智達宇宙有權立法束眾星 貧病一身無錢糊口死他鄉(xiāng)——開普勒第三定律的發(fā)現(xiàn)
第二十四回 千里投書億萬里外獵新星 百年假說一夜之間變成真——海王星的發(fā)現(xiàn)
第二十五回 河邊一夢繁星點點指坐標 船上一覺幾個數(shù)字縛海盜——直角坐標系的創(chuàng)立
第二十六回 無形學院研究無形物 科壇新人腳下有新路——波義耳定律化學科學的確立
第二十七回 蘋果月亮天上地下一個樣 癡女傻男你東我西難成雙——萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)
第二十八回 胡克妒賢皇家學會大失策 哈雷識貨又當伯樂又賺錢——萬有引力的公布
第二十九回 門縫里牛頓玩弄三棱鏡 小旅店歌德細看少女郎——顏色本質的第一次突破
第三十回 崇上帝巨人甘心當仆人 人歧途半生聰明半生愚——神是第一推動的妄說
第三十一回 濡沫相依兄妹深情凝遙夜 度曲為業(yè)歌舞妙手擷新星——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——引起世界工業(yè)革命的兩項大發(fā)明
第三十三回 舊學說百年統(tǒng)治終破產(chǎn) 新原理一時沉埋永放光——質量守恒定律的發(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——電的本質的發(fā)現(xiàn)
第三十五回 一條蛙腿抽動引起風波 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 惜人才戴伯樂收高徒 妒新秀法拉第遭白眼——電磁感應的發(fā)現(xiàn)
第三十八回 茶壺煮餃子笨女婿失去講座 實驗加方程物理學登上高峰——電磁理論的創(chuàng)立
第一回 洞庭湖邊屈原問天 金字塔下泰氏說地——世界是什么
大約公元前4世紀的時候,我國南方的楚國是一塊美麗富饒、文化發(fā)達的地方。源元流長的湘江碧波粼粼,漁夫們長篙邊扁舟,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已40多萬年了,他們對當時那個世界已經(jīng)積累了許多豐富的知識。
這天湘江邊走來一個人,他瘦長的個子,清癯的臉龐,眼神里現(xiàn)出一種莊嚴的沉思。他腰佩長劍,頭戴高高的帽子,身著齊腳的長袍。這個人穿過齊腰深的白艾,踏著岸邊的蘭草。他那明亮的目光掃過天邊的白云,掃過江面遠處的煙波,邊走邊吟誦起來:
遂古之初,誰傳道之!
上下未形,何由考之?
冥昭瞢暗,誰能極之?
馮翼惟象,何以識之?
明明暗暗,惟時何為,
陰陽三合,何本何化?
……
這歌的大意是:
那遠古渺茫的情形啊,
是誰來將它傳道?
那時天地本沒有成形啊,
又是誰將它查考?
混混沌沌啊,晝夜不分,
可怎去將它的根由尋找?
一團熱氣啊,籠罩四方,
又怎去將它的面目研討?
天明天黑啊,暮來朝去,
為什么這樣交換,沒完沒了?
陰陽二氣啊,摻合無窮,
哪是源頭?哪是末梢?
圓圓的天啊,高達九層,
是誰來設計,誰來畫稿?
何等雄偉啊,這樣的工程,
是誰來修建,誰來督造?
斗轉星移啊,是什么將它們系住?
天的軸心啊,怎樣來將它安牢?
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?
天上九個廣闊的區(qū)域啊,
它們伸向何方,在哪兒終了?
各個區(qū)域里無數(shù)的角落,
到底多少,我該向誰去請教?
這天穹怎么會合成一個整塊啊,
黃道十二區(qū),是誰劃分得這樣巧?
這日月怎么會懸在半空?
星羅棋布,是誰安排得這樣好?
太陽啊,早晨從東方的湯谷起身,
晚上到遙遠的蒙水邊歇腳。
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?
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摟抱?
大地啊,誰將你這樣安放,
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?……
這人就是我國偉大的詩人屈原。以上吟的就是他的《天問》。他在這篇名著中一口氣提了172個問題,涉及了天文地理、日月星辰。一千多年以后,我國中唐時期又一位大詩人柳宗元與屈原的思想發(fā)生共鳴,相似的遭遇驅使他揮筆寫出《天對》,探討了宇宙的起源和構成,有力地批駁了神靈創(chuàng)世說,成為我國科學發(fā)展史上的兩顆啟明星,這是后話。
就在屈原嘆問蒼天前不久,地中海的南岸又是另一番景象。那里有一個和我國一樣古老的國家——埃及。碧藍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。這時在金字塔下有一小群人,他們席地而坐,圍成一個小圓圈,幾把陶壺,一些碎肉。人們手里拿著樹枝折成的小棍在地上劃著,嘴里吃著,說著。他們可說是世界上最古老的一群科學家,其中不少人是從希臘來到這里的,經(jīng)常這樣談天說地,討論問題。這時一個叫泰勒斯(約公元前624—約公元前547)的人站起來說:“我認為這地就像一個菜碟子一樣,平平的,圓圓的,整年整月地在空中轉著,太陽、月亮、星星都在圍著它動。”這時,另一個叫亞諾芝曼德的人立即反對:“不,大地是一個長筒子,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。太陽一曬,地上的泥水就起泡,泡里出來魚,魚又變成人。”他還沒說完,又有人發(fā)言:“我認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。”“不對,不對,世界是水組成的,你看,尼羅河里不能沒有水,莊稼少不了水,人更要喝水……。”他們就是這樣爭著,吵著,提出許多問題,想出許多解釋,可是誰也說服不了誰。
真的,那高高的天空,茫茫的星漢,無邊的大地,到底有多少奧秘?這世界上萬物的變化有沒有個規(guī)律?人們既然提出了問題,自然會找見答案的。在屈原和泰勒斯之后許多東方和西方的哲人們從各個方面不斷探尋著客觀世界的本質,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) 蠻橫者無理殺人——無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)
上回說到泰勒斯與一群人在金字塔下議論,到底世界是什么。有的說是水,有的說是氣。不料更有怪者,數(shù)年后他的一個學生卻說世界是“數(shù)”。這個學生叫畢達哥拉斯(前572-前492)。當他在希臘出生的時候,東方的釋迦牟尼正在印度講佛,孔子正在周游列國講學。
畢達哥拉斯從小就極聰明,一次他背著柴火從街上走過,一位長者見他那捆柴火的捆法與別人不同,便說:“這孩子有數(shù)學奇才,命中該成為一個大學者。”他聞聽此言,便摔掉柴捆南渡地中海到泰勒斯門下去求學。真是名師出高徒,畢達哥拉斯本就極聰慧,經(jīng)泰勒斯一指點,當時許多數(shù)學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),直到畢達哥拉斯數(shù)。但他最偉大的成就要算是發(fā)現(xiàn)了后來以他的名字命名的畢達哥拉斯定理(勾股弦定理),即:以直角三角形兩直角邊為邊長的正方形的面積之和等于以斜邊為邊長的正方形的面積:a2+b2=c2。據(jù)說,這是當時畢達哥拉斯在寺廟里見匠人們用方磚鋪地,常要計算面積,于是便發(fā)明了此法。
這定理是提出來了,用起來也確實方便,但是怎么從理論上加以證明呢?正是:
畢氏無心一道題,費盡后人多少力。
自從這個定理問世以來,東西方不知有多少數(shù)學家來設法證明,真是百花齊放,各有所妙。這都是后話。我國在清朝初年有一位數(shù)學家叫梅文鼎(1633—1721),他發(fā)明的一種證法卻極簡便,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。
再說這畢達哥拉斯將那數(shù)學知
識運用得純熟之后,覺得這實在是一套了不得的本事,不能只滿足于用數(shù)來算題解題,于是他要試著從數(shù)學擴大到哲學,用數(shù)的觀點去解釋一下世界。經(jīng)過一番刻苦實踐,他提出“凡物皆數(shù)”的命題。認為數(shù)的元素就是萬物的元素,世界是由數(shù)組成的,世界上的一切沒有不可以用數(shù)來表示的,數(shù)本身就是世界的秩序。畢達哥拉斯還在自己的周圍建立了一個青年兄弟會,入會者都宣誓不把知識泄露給外人,這樣他才肯向他們傳授數(shù)學。可見當時才萌芽的數(shù)學是多么神秘。畢達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,形成了一個強大的畢達哥拉斯學派。
這天,學派的成員們剛開完一個學術討論會,正坐著游船出來領略一下山水風光,以驅散一天的疲勞。這地中海海濱,藍色的海灣環(huán)抱著品都斯山;長長的希臘半島伸進海面,就像明亮的鏡子上鑲著一粒珍珠。這天,風和日麗,海風輕輕吹來,蕩起層層波浪,大家心里好不高興。一個滿臉胡子的學者看著廣闊的海面興奮地說:“畢達哥拉斯先生的理論一點不錯。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。”這時一個正在搖槳的大個子插進來說:“就說這小船和大海吧。用小船去量海水,肯定能得出一個精確的數(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。”這時船尾的一個學者突然發(fā)話了,他沉靜地說:“要是量到最后,不是整數(shù)呢?”
“那就是個小數(shù)。”
“要是這個小數(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)直接準確地表達。”
這時,那個學者以一種不想再爭辯的口氣冷靜地說:“并不是世界上一切事物都可以用我們現(xiàn)在知道的數(shù)來互相表示。就以畢達哥拉斯先生研究最多的直角三角形來說吧,假如是等腰直角三角形,你就無法用一個直角邊準確地量出斜邊來。”這個學者叫希帕索斯,他在畢達哥拉斯學派中是一個聰明、好學、很有獨立思考能力的青年數(shù)學家。今天要不是因為爭論,還不想發(fā)表自己這個新見解呢。那個搖槳的大個子一聽這話就停下手來大叫著:“不可能,不可能,先生的理論置之四海而皆準。”希帕索斯眨了眨一雙聰明的大眼,伸出兩手,用兩個虎口比成一個等腰直角三角形說:
“如果直邊是3,斜邊是幾?”
“4。”
“再準確些?”
“4.2。”
“再準確些?”
“4.24。”
“再準確些呢?”
大個子臉漲得緋紅,一時答不上來。希帕索斯說:“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:“你敢違背畢達哥拉斯先生的遺言,敢破壞我們學派的信條!敢不相信數(shù)學就是世界!”希帕索斯這時倒十分冷靜,他說:“我這是個新的發(fā)現(xiàn),就是畢達哥拉斯先生在世也會獎賞我的。你們可以隨便去驗證。”可是人們不聽他說,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,當胸給了他一拳。希帕索斯抗議著:“你們無視科學,你們竟這樣無理!”“捍衛(wèi)學派的信條永遠有理。”這時大個子也沖過來,猛地將他抱起:“我們給你一個最高的獎賞吧!”說著就把希帕索斯拋進了海里。藍色的海水很快淹沒了他的軀體,吞沒了他的聲音。這時,天空飄過幾朵白云,海面掠過幾只水鳥,靜靜的遠山綿延起伏,如一道屏風。一場風波過后,這地中海海濱又顯得那樣寧靜。
……