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第15部分

重生之大科学家-第15部分

小说: 重生之大科学家 字数: 每页4000字

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    到孙家鼐、丁韪良、美国公使馆拜完年,孙元起躲在书房,把改名赵景行的大毛也赶出去,自己一个人铺开白纸,开始构思论文。剽窃方向是早就想好的,那就是解决经典物理的重大难题:“紫外灾难”。

    18世纪后期,在化学反应中,人们开始察觉到热辐射现象。1790年,法国的皮克泰特进行了实验研究,证实物体能够类似于发光那样产生热辐射。之后,人们开始注意研究物体的辐射与这个物体对光的吸收之间的关系。尤其是在19世纪末,由于冶金等各方面的需求,人们急于知道辐射强度与光波长之间的关系。单靠实验逐一找对应点的方法,犹如钝刀子割肉。这时候维恩和瑞利—金斯分别发表了两个公式,试图解决这一问题。

    维恩1896年发表的公式,被称为维恩辐射定律。该定律在低温、短波区域内和实验结果符合得较好,而在高温、长波区域则不符。

    瑞利分析了维恩公式,认为他的推导不严密。1900年6月,发表了瑞利辐射公式。但其中的一个系数存在错误,为金斯所纠正,故而又称瑞利—金斯定律。该定律在长波区和实验结果符合,而在短波区又不符合。而且当波长接近紫外时,计算出的能量为无限大!但瑞利—金斯等人得出的共识,是根据经典物理的理论严密推导的,瑞利和金斯也是物理学界公认的治学严谨的人,理论值与实验值在短波区的北辙南辕,使人们不得不称之为“紫外灾难”。

    紫外灾难也就是经典物理的灾难。

    1900年10月19日,普朗克在德国物理学会的会议上,以《维恩辐射定律的改进》为题报告了他的成果,史称“普朗克公式”。该公式将维恩公式和瑞利公式综合在一起,理论值与实验结果符合得较好。同年12月14日,普朗克又在德国物理学会宣读论文《关于正常光谱的能量分布定律的理论》,提出了一个假设,即能量可以划分成n个相等的小份,每个小份叫能量子,每个能量子又与频率成正比。这一天,被人们看作是量子论的诞生日,普朗克也被尊称为“量子论之父”。

    孙元起论文的名字就是《辐射强度与光波长之间的函数关系》。因为此时瑞利和普朗克都还没有得出自己的定律,所以全文分为两个部分:第一部分是沿着瑞利—金斯等人走过的路,根据经典物理学的能量均分原理,严密推导出瑞利—金斯定律,但指出该定律在长波区和实验结果符合,而在短波区则存在问题,而且当波长接近紫外时,计算出的能量为无限大!认为经典物理学存在一定的问题。第二部分则是根据普朗克的方向,得出普朗克内插公式,并进一步认为能量可以划分为等份的能量子。;

    论文写好之后,孙元起把它邮寄给了美国的《science》。因为论文中“能量子”的猜想,与经典物理学界长期信奉的“一切自然过程都是连续的”原则相违背,老牌的《nature》可能对文章后一部分嗤之以鼻,删去最后一段关于能量子的论述也是极有可能发生的事情。倒是开放的《science》,可能会更欢迎这种奇思妙想。

    论文寄出没几天,京师大学堂和崇实中学都开学了。崇实中学的学生与孙元起都已经稔熟,知道他搬了新家,每日里来得更加频繁。课程还是按照上学期之初所设定的,一步步地往下走,那教材也一点点地往下编。倒是京师大学堂,刚成立不久,学生来自五湖四海,也不知道物理学到什么程度,让孙元起很是忐忑。

    开学前,抽空又去拜访丁韪良一次。丁韪良说话很直接:“这些新生,都是各省保送的秀才,背诵《四书》、《五经》是行的;对于物理,怕是一窍不通。”

    孙元起只好把他们放到与崇实中学一年级的水平。

    趁着这个空儿,与这位老同行讨论了一下物理的课程设置:第一年讲物理学中的力学、声学;第二年讲热学、光学;第三年讲电学、磁学;第四年讲授“物理教授之次序方法”,物理教学法前身。每周都是3个小时,考虑到初次学习物理,分成三次,每次1小时。

    计议已定,孙元起方回去准备。这半年多,孙元起已经会认会写很多繁体字,只是榜书时不注意还会顺手写简体字——学生们认为是“白字”——而且写得拙劣,至少比起学生们工整秀媚的蝇头小楷是差远了。如今备课准备的,就是考虑板书该写哪些字的问题。

    光绪二十五年正月二十日,京师大学堂正式开课。

    大学堂有格致讲堂——也就是物理教室——两处,分别是给仕学、中学两批人准备的。按照中文总教习许景澄的看法,“俟算学门径谙晓,再及格致、化学等事”,即先学好数学,再考虑学物理、化学。眼下,只有仕学院的学生在选拔进来时,数学成绩不错,可以直接学物理。

    去年十一月开学的时候,已经发了教材,正是孙元起呈递给孙家鼐的那几本,封面依然是“初等物理教科书”,扉页上却改成“孙元起百熙先生著,京师大学堂刊行”。孙元起见了,只能付之一笑。

    即便之前在崇实中学神经已经被锻炼得粗大无比,当孙元起走进仕学院格致讲堂时还是大吃一惊:讲台下坐着二十几个人,年龄小的也有二十岁,年龄大的怕有三四十岁,大部分都留着胡髭,显得愈发老成。人人面前除了砚台、毛笔之外,还摆着一套三册的物理课本。有些崭新如初,看来是一直没有开卷;有些则已经磨出毛边,想来是经常翻阅。但无论如何,都保存得非常好。他们看见自己进来,都用惊异的眼光盯着孙元起。

    孙元起大致扫了一眼,用发干的嗓子说道:“大家好,我叫孙元起,字百熙……”

    在孙元起对自己大龄学生们感到惊奇的同时,学生们感到的震惊并不比他少。多年后,有人写文章回忆这段岁月时,还掩饰不住当时的惊奇。文中说道:

    大学堂之开学也,在二十四年之仲冬,先颁诸科之教材。余试阅之,文史各本多陈词滥调,无非忠孝仁义;而西学各本,太半译自西洋,佶屈聱牙,难明其意。惟有格致教材,名曰“物理”,初以为误也。及开卷,则图文并茂,妙趣横生,寓哲理于粗浅之中,藏妙思于平白之外,并无胶涩之感,因生信服之心。如此涉浅入深,非邃于此道之巨手不能为也。视著者,署曰“孙元起百熙先生”,乃以为是学界耆宿。然问诸同行,咸云不知。

    二十五年春正月,大学堂课开,同窗无不翘首。上课钟声既响,一少年翩翩然入,身形修颀,面容白皙,眼神燦烁,顾盼生姿,居然美男子。众人初以为同学。及其径登讲台,又以为助教。已而开口曰:“某孙元起也,字百熙。”一座震愕,相对瞠目结舌。世传有生而知之者,余初不之信。今观诸孙先生,则信矣!;

    ……

    孙元起自然不知道学生们的震惊,因为是第一节课,而且面对的是一群大龄青年,所以讲的内容比较宽泛且丰富。首先是宣讲物理的学科范畴和实际作用,再介绍经典物理学的基本框架和主要内容,接着说明课本编写的主要思想和面向对象,最后介绍本学期阶段学习的目标。就这样天南海北的扯上一通,第一节课就下课了。孙元起最后说:“第一节课,我们主要说明物理是什么,能干什么;然后明白自己要学什么,做什么。从下一节课起,我们正式开始讲授力学,希望大家能预习课本力学分册的前五页。就这样。”

    看到下面学生静谧一片,没有什么疑问,便整理一下自己的讲稿,迈步走出教室。赵景行听到下课钟声,早已跑到门口候着,见孙元起出来,接过书稿装进书包,跟在孙元起背后,渐渐走远。

    “哄——”讲堂中的学生顿时一反平时沉稳之态,大声讨论起来,仿佛不大声就不能表达自己的惊奇之情:

    “天哪!这位孙先生也太年轻了吧!”

    “返老还童么?”

    “看到他的书童没?估计才十一二岁,他肯定大不到哪儿去!”

    ……

    其中有四个人在角落里围成一圈,一个衣装鲜整的年青人先说道:“这格致课果然很有趣,就是不知说得错没错?”

    “这得问功先。”另一个人答道,“功先,这位少年先生如何?”

    叫“功先”的青年蹙起眉头:“应该是不错的。只是他懂得比我多,我大不如他,所以不好评价的……”

    “既然功先都说不错,那定然是好的!”第一个青年点点头,“不过,这位先生也忒年青了吧?说是我们的学生,怕都有人信!”

    “胡说什么!”一直没有说话的人开口斥道,大约因为他年岁比较大,说话间有一种大哥的气势,“师道尊严,知道不?一日为师,终身为父!”

    那两三个人都连连称“是”。过了片刻,还是第一个青年说话:“先生这么年青,就可以著书立说、登台授课,却不知是家学渊源,还是天赋异禀?”

    叫“功先”的人想了一下,说:“据说,这位孙先生是协办大学士孙大人的侄孙。孙大人可是咸丰九年的状元,如此说来,家学渊源倒是极可能的。只是,我们这位先生学的是格致,不太可能是家学啦……”

    “嗬!孙中堂的侄孙?可这年轻先生没有一点儿豪奢之气呢。”第二个说话的人插上一句。

    “嗯。话说回来,先生的官话说得是极好,但也能听出是江淮口音,依约和孙寿州是一个地方的。侄孙之说,定然不是无源之水、无根之木的。”老成的“大哥”说出自己的判断。

    “算了算了,准备去上下节课咯!反正以后见面的时间多,总会水落石出的。”第一个青年站起来收拾笔墨纸砚。

    大家也都起身收拾,准备下节课了。

    京师大学堂离孙元起在什刹海的住宅非常近,分分钟就可以到,不像崇实中学那么远。从京师大学堂上完第一节课回来,还不到上午十一点。

    刚到门口,就见彩珠手里捏着阵线,看着赵景范、郑景贤、郑景懿、红桃四个小孩玩耍。彩珠来了两三个月,由于饮食跟得上,人也精神不少,看着就是一个质朴的乡下姑娘,只是害羞得紧,不大说话。尤其是和孙元起说话的时候,经常面红耳赤的。

    孙元起随口问了句:“他们还没开学么?”

    “开学?他们不上学的。”彩珠站起身,福了一福。

    “不上学?”孙元起拍拍脑袋,才想起大清朝可没有九年义务教育。想了一回,叫赵景行去喊老佟、老赵、老郑,和他们商议这事儿。

    老佟他们仨正在家里闲聊,立马赶过来。孙元起便说起这几个孩子上学的事儿。老赵首先说话了:“俺知道先生好意嘞。俺们一家能吃饱穿暖,全靠先生的大德,那还能再麻烦先生呢?再说,俺家那俩个娃儿,皮得很,哪能读进去书?象先生这样,都是文曲星下凡的。”;

    老赵一家到了孙府已经两个月了,虽说第一天就让他们说普通话,可说了几十年的方言实在不好一下子改过来,只说得别别扭扭的。反倒是几个孩子,已经是一口标准的京片子。

    老郑也说道:“我们都知道先生是好心,可孩子不是那块料,还是让他们学着伺候先生吧。”

    老佟在一旁闷闷地说:“读书,能有啥用?街上的酸秀才个个都饿得直不起腰,还不如跑堂的小伙计呢!——先生,我可不是说您!您是家学渊源的。”

    听了这几个人的“读书无用论”,孙元起有些气急:“那他们就这么一直这样下去?”

    老郑点点头:“我从小,就开始伺候孙老大人的大少爷;大了,又伺候三少爷;现在,是伺候先生您。等景贤长大了,还伺候您。这不挺好么?外面不知多少人羡慕呢!”

    老赵、老佟都点点头,说道:“不错!”

    孙元起只好换个说法:“连个字儿都不识,怎么伺候人?”

    老赵摇摇头:“伺候人,还有识字干啥?”

    老佟毕竟是皇城根上的,看孙元起的语气不善,就说:“孙先生是个学问人,以后有达官显贵、东西洋人来拜访,身边人要是不识字,确实说不过去。这样吧,孙先生身边离不开人,景行就先跟着;景范和景贤先送到小学堂。京师大学堂不是有个小学堂么?那个就行。”

    “那景懿和红桃呢?”孙元起觉得老佟少数了两个。

    老佟奇怪了:“女孩子上什么学堂?!”

    孙元起才想起:这是清末,女子无才便是德!

    老赵在一旁就奇怪了:“孙先生不就是京师大学堂的先生么?每天在家随便指点指点那俩娃儿,不就行了

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