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重生之大科學家

作者:何事公
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卷一 念家山破 十三、江梅已挾春風嫩

卷一 念家山破

十三、江梅已挾春風嫩

趁著這個空兒,與這位老同行討論了一下物理的課程設置:第一年講物理學中的力學、聲學;第二年講熱學、光學;第三年講電學、磁學;第四年講授「物理教授之次序方法」,物理教學法前身。每周都是3個小時,考慮到初次學習物理,分成三次,每次1小時。
大學堂之開學也,在二十四年之仲冬,先頒諸科之教材。余試閱之,文史各本多陳詞濫調,無非忠孝仁義;而西學各本,太半譯自西洋,佶屈聱牙,難明其意。惟有格致教材,名曰「物理」,初以為誤也。及開卷,則圖文並茂,妙趣橫生,寓哲理于粗淺之中,藏妙思于平白之外,並無膠澀之感,因生信服之心。如此涉淺入深,非邃於此道之巨手不能為也。視著者,署曰「孫元起百熙先生」,乃以為是學界耆宿。然問諸同行,咸雲不知。
瑞利分析了維恩公式,認為他的推導不嚴密。1900年6月,發表了瑞利輻射公式。但其中的一個係數存在錯誤,為金斯所糾正,故而又稱瑞利—金斯定律。該定律在長波區和實驗結果符合,而在短波區又不符合。而且當波長接近紫外時,計算出的能量為無限大!但瑞利—金斯等人得出的共識,是根據經典物理的理論嚴密推導的,瑞利和金斯也是物理學界公認的治學嚴謹的人,理論值與實驗值在短波區的北轍南轅,使人們不得不稱之為「紫外災難」。
「那個……嗨,老臉豁出去了!」老佟黃黑的麵皮都漲得通紅,「我有幾個侄孫,和院子里這幾個孩子年齡都差不多。我看咱這小學堂開了,您的學問又那麼好,便尋思著他們能不能來?您看,您對老佟這麼好,我還沒機會報答您,又給您添上這檔子事兒,老佟我——」
大車上拉的都是米面和幾斤鹿脯,也就是傳說中的「束脩」了。孫元起知道這家人生活不寬裕,推辭不要。老佟卻說這是給自己的,因為孩子上學期間要住在這兒。孫元起心想:你吃飯,不是和我們大家一塊兒么?當下,卻不好說什麼。只好任由老佟把東西留下來。
剛到門口,就見彩珠手裡捏著陣線,看著趙景范、鄭景賢、鄭景懿、紅桃四個小孩玩耍。彩珠來了兩三個月,由於飲食跟得上,人也精神不少,看著就是一個質樸的鄉下姑娘,只是害羞得緊,不大說話。尤其是和孫元起說話的時候,經常面紅耳赤的。
「胡說什麼!」一直沒有說話的人開口斥道,大約因為他年歲比較大,說話間有一種大哥的氣勢,「師道尊嚴,知道不?一日為師,終身為父!」
光緒二十五年正月二十日,京師大學堂正式開課。
「嗬!孫中堂的侄孫?可這年輕先生沒有一點兒豪奢之氣呢。」第二個說話的人插上一句。
孫元起大致掃了一眼,用發乾的嗓子說道:「大家好,我叫孫元起,字百熙……」
老佟笑道:「自然是孫先生,您的學問可是第一流的。」
孫元起自然不知道學生們的震驚,因為是第一節課,而且面對的是一群大齡青年,所以講的內容比較寬泛和圖書且豐富。首先是宣講物理的學科範疇和實際作用,再介紹經典物理學的基本框架和主要內容,接著說明課本編寫的主要思想和面向對象,最後介紹本學期階段學習的目標。就這樣天南海北的扯上一通,第一節課就下課了。孫元起最後說:「第一節課,我們主要說明物理是什麼,能幹什麼;然後明白自己要學什麼,做什麼。從下一節課起,我們正式開始講授力學,希望大家能預習課本力學分冊的前五頁。就這樣。」
孫元起只好換個說法:「連個字兒都不識,怎麼伺候人?」
論文寄出沒幾天,京師大學堂和崇實中學都開學了。崇實中學的學生與孫元起都已經稔熟,知道他搬了新家,每日里來得更加頻繁。課程還是按照上學期之初所設定的,一步步地往下走,那教材也一點點地往下編。倒是京師大學堂,剛成立不久,學生來自五湖四海,也不知道物理學到什麼程度,讓孫元起很是忐忑。
現在,孫元起也算是家大業大:光「僕人」就有十個,專門負責自己的衣食住行,真是豪奢!其實,孫元起每月支付月份錢的只有五個:老佟、老趙、鄭友三,每人五塊銀元;老趙家的、老鄭家的,每月三塊。至於那些「童工」,算是免費使用。即便如此,老佟加上這兩家人已經盛讚「孫先生實在太慷慨了」!
……
大家也都起身收拾,準備下節課了。
老佟奇怪了:「女孩子上什麼學堂?!」
維恩1896年發表的公式,被稱為維恩輻射定律。該定律在低溫、短波區域內和實驗結果符合得較好,而在高溫、長波區域則不符。
「開學?他們不上學的。」彩珠站起身,福了一福。
過了春節,孫元起清點了一下自己的積蓄。京師大學堂教習,每月五十兩銀子,一共領了8個月,計400兩;崇實中學教員,每月四十塊銀元,也是8個月,計320塊;再加上論文所得的近300塊銀元,這是來清朝之後的全部收入。這幾個月來,吃穿住行、往來應酬,都從這裏面支出。如今,手頭只有二百六十兩銀子,不到二百塊銀元。銀元剩得少,銀兩剩得多,那是因為銀元使用和攜帶方便。
看到下面學生靜謐一片,沒有什麼疑問,便整理一下自己的講稿,邁步走出教室。趙景行聽到下課鐘聲,早已跑到門口候著,見孫元起出來,接過書稿裝進書包,跟在孫元起背後,漸漸走遠。
紅桃這個名字,孫元起每次聽起來都覺得彆扭:「紅桃?那是撲克牌!」趁著開學,給她改了名,叫宋景堯。
過了沒兩周,老佟找過來,羞羞答答、期期艾艾的說道:「孫先生,求您個事兒……」
二十五年春正月,大學堂課開,同窗無不翹首。上課鐘聲既響,一少年翩翩然入,身形修頎,面容白皙,眼神燦爍,顧盼生姿,居然美男子。眾人初以為同學。及其徑登講台,又以為助教。已而開口曰:「某孫元起也,字百熙。」一座震愕,相對瞠目結舌。世傳有生而知之者,余初不m•hetubook•com•com之信。今觀諸孫先生,則信矣!
老佟在一旁悶悶地說:「讀書,能有啥用?街上的酸秀才個個都餓得直不起腰,還不如跑堂的小夥計呢!——先生,我可不是說您!您是家學淵源的。」
叫「功先」的青年蹙起眉頭:「應該是不錯的。只是他懂得比我多,我大不如他,所以不好評價的……」
孫元起想想,小學不外乎語文、數學,最多再有自然和外語,這些都難不倒咱!便說:「行吧!景行也不用跟著我,先上學識字。既然在自己家,沒那麼多講究,景懿和紅桃也都來。就這樣定了!」
在孫元起對自己大齡學生們感到驚奇的同時,學生們感到的震驚並不比他少。多年後,有人寫文章回憶這段歲月時,還掩飾不住當時的驚奇。文中說道:
老鄭也說道:「我們都知道先生是好心,可孩子不是那塊料,還是讓他們學著伺候先生吧。」
「哄——」講堂中的學生頓時一反平時沉穩之態,大聲討論起來,彷彿不大聲就不能表達自己的驚奇之情:
老趙、老佟都點點頭,說道:「不錯!」
去年十一月開學的時候,已經發了教材,正是孫元起呈遞給孫家鼐的那幾本,封面依然是「初等物理教科書」,扉頁上卻改成「孫元起百熙先生著,京師大學堂刊行」。孫元起見了,只能付之一笑。
紫外災難也就是經典物理的災難。
「算了算了,準備去上下節課咯!反正以後見面的時間多,總會水落石出的。」第一個青年站起來收拾筆墨紙硯。
孫元起才想起:這是清末,女子無才便是德!
孫元起見不得老佟這樣:「你看看!我們誰跟誰啊,有話直說!缺錢?還是……想回大學堂?」
孫元起只好把他們放到與崇實中學一年級的水平。
「這得問功先。」另一個人答道,「功先,這位少年先生如何?」
叫「功先」的人想了一下,說:「據說,這位孫先生是協辦大學士孫大人的侄孫。孫大人可是咸豐九年的狀元,如此說來,家學淵源倒是極可能的。只是,我們這位先生學的是格致,不太可能是家學啦……」
孫元起聽明白了:「就這事兒啊?一隻羊也是放,一群羊也是放。領來唄!」
大學堂有格致講堂——也就是物理教室——兩處,分別是給仕學、中學兩批人準備的。按照中文總教習許景澄的看法,「俟算學門徑諳曉,再及格致、化學等事」,即先學好數學,再考慮學物理、化學。眼下,只有仕學院的學生在選拔進來時,數學成績不錯,可以直接學物理。
這樣,小學堂里多了佟景仁、佟景智、佟景聖三個男孩。
那兩三個人都連連稱「是」。過了片刻,還是第一個青年說話:「先生這麼年青,就可以著書立說、登台授課,卻不知是家學淵源,還是天賦異稟?」
到孫家鼐、丁韙良、美國公使館拜完年,孫元起躲在書房,把改名趙景行的大毛也趕出去,自己一個人鋪開白紙,開始構思論文。剽竊方向是早就想好的,那就是解決經典物理的重大https://www.hetubook.com.com難題:「紫外災難」。
老趙一家到了孫府已經兩個月了,雖說第一天就讓他們說普通話,可說了幾十年的方言實在不好一下子改過來,只說得別彆扭扭的。反倒是幾個孩子,已經是一口標準的京片子。
論文寫好之後,孫元起把它郵寄給了美國的《Science》。因為論文中「能量子」的猜想,與經典物理學界長期信奉的「一切自然過程都是連續的」原則相違背,老牌的《Nature》可能對文章后一部分嗤之以鼻,刪去最後一段關於能量子的論述也是極有可能發生的事情。倒是開放的《Science》,可能會更歡迎這種奇思妙想。
老佟畢竟是皇城根上的,看孫元起的語氣不善,就說:「孫先生是個學問人,以後有達官顯貴、東西洋人來拜訪,身邊人要是不識字,確實說不過去。這樣吧,孫先生身邊離不開人,景行就先跟著;景范和景賢先送到小學堂。京師大學堂不是有個小學堂么?那個就行。」
「天哪!這位孫先生也太年輕了吧!」
隔了一天,老佟領了三個男孩,大的十一二歲,和趙景行差不多;小的那倆都是八九歲,和趙景范相彷彿。後面還跟著兩個三十歲左右的中年人,趕著一輛大車。聽老佟介紹,原來都是老佟的侄兒,孩子的家長。
京師大學堂離孫元起在什剎海的住宅非常近,分分鐘就可以到,不像崇實中學那麼遠。從京師大學堂上完第一節課回來,還不到上午十一點。
孫元起論文的名字就是《輻射強度與光波長之間的函數關係》。因為此時瑞利和普朗克都還沒有得出自己的定律,所以全文分為兩個部分:第一部分是沿著瑞利—金斯等人走過的路,根據經典物理學的能量均分原理,嚴密推導出瑞利—金斯定律,但指出該定律在長波區和實驗結果符合,而在短波區則存在問題,而且當波長接近紫外時,計算出的能量為無限大!認為經典物理學存在一定的問題。第二部分則是根據普朗克的方向,得出普朗克內插公式,並進一步認為能量可以劃分為等份的能量子。
孫元起在崇實中學、京師大學堂上課,再加上這個小學堂,嗬!大、中、小學一應俱全。每天除了上課,回來還有備課、改作業,最重要的還是給崇實中學和小學堂編寫教材。這樣,教材的編、教、改工作也繫於一身。天天忙得腳不沾地。
計議已定,孫元起方回去準備。這半年多,孫元起已經會認會寫很多繁體字,只是榜書時不注意還會順手寫簡體字——學生們認為是「白字」——而且寫得拙劣,至少比起學生們工整秀媚的蠅頭小楷是差遠了。如今備課準備的,就是考慮板書該寫哪些字的問題。
但孫元起並不知道這些,只是囑咐老鄭現在院子中找一個窗明几淨的屋子,老趙和老佟準備桌椅,而自己,則回到書房,開始撰寫小學語文、數學、自然、英語四門的教材。這倒不難,主要是要生動有趣。好在自己那個時代的教材已經做到了這一點,只要回憶和_圖_書默寫出來就行。而且這些孩子都像白紙一樣,讓他們接受這種教育也更容易。
18世紀後期,在化學反應中,人們開始察覺到熱輻射現象。1790年,法國的皮克泰特進行了實驗研究,證實物體能夠類似於發光那樣產生熱輻射。之後,人們開始注意研究物體的輻射與這個物體對光的吸收之間的關係。尤其是在19世紀末,由於冶金等各方面的需求,人們急於知道輻射強度與光波長之間的關係。單靠實驗逐一找對應點的方法,猶如鈍刀子割肉。這時候維恩和瑞利—金斯分別發表了兩個公式,試圖解決這一問題。
「既然功先都說不錯,那定然是好的!」第一個青年點點頭,「不過,這位先生也忒年青了吧?說是我們的學生,怕都有人信!」
「那是什麼事?」
「那景懿和紅桃呢?」孫元起覺得老佟少數了兩個。
因為小學堂的授課時刻,和其他兩個學校肯定存在衝突。當他不在的時候,就讓孩子們背誦《三字經》。心想:讓孩子們在接受新式教育的同時,背誦點國學基礎的蒙學教材,也是很好的吧?
彩珠見一屋子都是「景」字輩,自己這個名字也很不雅,就讓二弟趙景范央求老師給改個名。於是,班上就有了一個叫「趙景惠」的女學生。
「嗯。話說回來,先生的官話說得是極好,但也能聽出是江淮口音,依約和孫壽州是一個地方的。侄孫之說,定然不是無源之水、無根之木的。」老成的「大哥」說出自己的判斷。
老佟他們仨正在家裡閑聊,立馬趕過來。孫元起便說起這幾個孩子上學的事兒。老趙首先說話了:「俺知道先生好意嘞。俺們一家能吃飽穿暖,全靠先生的大德,那還能再麻煩先生呢?再說,俺家那倆個娃兒,皮得很,哪能讀進去書?象先生這樣,都是文曲星下凡的。」
因為是自己人,沒那麼多講究。很快,第二天,「孫府私塾」就開課了,就像後世史料記載的那樣,最初坐在課堂裏面的學員只有五名,三男兩女。第一堂課是語文,學的既不是《三字經》、也不是《百家姓》、《千字文》,而是標準的漢語拼音字母。
「返老還童么?」
1900年10月19日,普朗克在德國物理學會的會議上,以《維恩輻射定律的改進》為題報告了他的成果,史稱「普朗克公式」。該公式將維恩公式和瑞利公式綜合在一起,理論值與實驗結果符合得較好。同年12月14日,普朗克又在德國物理學會宣讀論文《關於正常光譜的能量分佈定律的理論》,提出了一個假設,即能量可以劃分成N個相等的小份,每個小份叫能量子,每個能量子又與頻率成正比。這一天,被人們看作是量子論的誕生日,普朗克也被尊稱為「量子論之父」。
見了面,就讓孩子給孫元起磕頭,說是拜師。孫元起無奈地解釋道:「小學堂不講究這個……」
老鄭點點頭:「我從小,就開始伺候孫老大人的大少爺;大了,又伺候三少爺;現在,是伺候先生您。等景賢長大了,還伺候您。這不挺好么hetubook•com•com?外面不知多少人羡慕呢!」
孫元起用指頭指著自己,疑惑地說:「要我給起名?」
「看到他的書童沒?估計才十一二歲,他肯定大不到哪兒去!」
即便之前在崇實中學神經已經被鍛煉得粗大無比,當孫元起走進仕學院格致講堂時還是大吃一驚:講台下坐著二十幾個人,年齡小的也有二十歲,年齡大的怕有三四十歲,大部分都留著鬍髭,顯得愈發老成。人人面前除了硯台、毛筆之外,還擺著一套三冊的物理課本。有些嶄新如初,看來是一直沒有開卷;有些則已經磨出毛邊,想來是經常翻閱。但無論如何,都保存得非常好。他們看見自己進來,都用驚異的眼光盯著孫元起。
老趙在一旁就奇怪了:「孫先生不就是京師大學堂的先生么?每天在家隨便指點指點那倆娃兒,不就行了?幹嘛那麼麻煩,還送什麼大學堂、小學堂的!」
……
開學前,抽空又去拜訪丁韙良一次。丁韙良說話很直接:「這些新生,都是各省保送的秀才,背誦《四書》、《五經》是行的;對於物理,怕是一竅不通。」
「不上學?」孫元起拍拍腦袋,才想起大清朝可沒有九年義務教育。想了一回,叫趙景行去喊老佟、老趙、老鄭,和他們商議這事兒。
老鄭、老佟一想,也是,都贊成老趙的說法。
老佟連連搖頭:「這府上頂好啦,我哪兒都不想去!也不缺錢,這裏供吃供喝,孫先生給的錢我都攢著呢,不缺錢,不缺錢!」
每天小學堂上課的時候,老趙家的大閨女彩珠就捏著針線,坐在教室外面。不知是做女紅,還是聽課。後來聽趙景范說,他每天回去做作業,姐姐都在一旁看,做錯了、不會做,姐姐都能說出來。孫元起心想:這不是真心向學么?於是,又把彩珠招進班裡。彩珠已經是大姑娘了,還有些害羞,過了好久,方才習慣。
孫元起既然收下這三個孩子,就問他們叫什麼。
其中有四個人在角落裡圍成一圈,一個衣裝鮮整的年青人先說道:「這格致課果然很有趣,就是不知說得錯沒錯?」
聽了這幾個人的「讀書無用論」,孫元起有些氣急:「那他們就這麼一直這樣下去?」
孫元起隨口問了句:「他們還沒開學么?」
銀子流水價的花出去,自然得想法子賺進來,所謂「堤內損失堤外補」,否則沒幾個月,「孫府」上不得破產,也得裁人!京師大學堂和崇實中學給的薪水已經很豐厚,不能再去請求加工資。最後,只能從洋人身上撈錢了:繼續深入開展論文「撰寫」大業!
就這樣,這所後來被稱為私立經世大學附屬實驗小學的學堂成立了。最初學員只有五名,三男兩女。但卻堂而皇之的被載入《中國教育史》中,學者認為:這是中國近現代第一所男女同校的學校,開創了中國教育史的新篇章。
老趙搖搖頭:「伺候人,還有識字幹啥?」
老佟插話說:「鄉下人,知道什麼?都是胡亂起些名字罷了,登不了大雅之堂的。看看老鄭、老趙家孩子的名字,真是雅緻!孩子的名字,還要請孫先生費心。」
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