| | | 2017年03月19日 星期日
8
笔会

我最钦佩的“望月人”


    月亮清光普照让人感到安谧、慰藉。它更像个精神客体,与人类相依相伴,相互毫无所求。相比之下,太阳就像我们的“衣食父母”,以它的能量供养我们生存的一切。

    望月之人必得“心中有月”。那些整天琢磨勾心斗角的政客,没日没夜推杯换盏声色犬马的豪富……犹如狎妓之人不见淑女,他们早就对月视而不见,人月两隔了。

    精神上最丰富,感情上最敏感,又最有闲情逸致的当属诗人。这些骚人墨客想必是整个人类中最热衷望月的一族。如李白“今人不见古时月,今月曾经照古人。古人今人若流水,共看明月皆如此”;杜甫老病孤凄,忧国忧民,但也留下“露从今夜白,月是故乡明”的优美诗句;苏轼与好友月下小酌时还幽默地以“月”劝酒:“山城酒薄不堪饮,劝君且吸杯中月。”这样的咏月名篇佳句不胜枚举。

    不过,古今中外,三千年里,百亿人中,我最最钦佩的“望月人”当属古希腊的天文学家阿里斯塔克 (而且没有“之一”) ! 他只是望望月亮,不用任何专业仪器,又仅凭现在中学生都已掌握的那点浅显几何知识,就能计算出太阳、地球与月球的相对大小,以及“日-地距离”与“月-地距离”两者之间的尺度之比,并且他比哥白尼还要早1785年提出了“地球一定是绕太阳运转”的“日心说”。

    阿里斯塔克的方法十分简单,当月亮恰好半圆时,按照月面上的半圆直径取垂直线,此线直接指向太阳方向 (悟出此线乃是他学说的第一关键)。再从地球望太阳又得到一条直线,此时“地-月”、“地-日”、“月-日”这三条线构成了一个十分狭窄的直角三角形。只要测量“地-月”与“地-日”这两条线的夹角 (即月-地-日夹角),再根据直角三角形边长的“勾股弦定理”就可以很容易算出“地球到月球”与“地球到太阳”这两者距离之比。他的方法极其简单,并且完全正确,只是他测出的角度并不准确,只有87。(实际应该是89。51′),这使得关键的“月-日-地”这极为狭小的夹角比实际大了6倍多 (也难怪,这个夹角实在是太小了,他得出的是3。,实际为0。49′)。这6倍的误差非同小可,可谓“差之毫厘,谬以千里”,这使得他计算出的“日-地距离”只比“月-地距离”大20倍 (实际应该是400倍)。由于在地球上所看到的太阳与月亮几乎一般大小,这“日-地”与“月-地”距离之比也就是“太阳直径”与“月亮直径”之比 (这是该学说立论的又一关键点),为此他得出太阳直径要比月亮直径大20倍(实际上也是400倍)。不仅如此,阿里斯塔克在观察月食时,发现此时地球恰好完全遮住太阳,并据此估算出月球半径约是地球的一半 (实际应是四分之一)。由此,他得出日、地、月三者直径之比为20:2:1(实际应是400:4:1),也就是说太阳直径是地球直径的10倍 (实际为100倍)。

    即使按照他所得出的太阳只比地球大10倍,这也是个石破天惊的结论(以往人们普遍认为太阳比地球小得可怜,它只有伯罗奔尼撒半岛那么大 (面积仅2.1万平方公里)。据此,阿里斯塔克得出了更为惊世骇俗的推论———太阳并不围绕着地球转动! 在阿里斯塔克看来,既然太阳直径比地球大10倍,太阳就不可能绕着一个体积、重量只有自己千百分之一的地球旋转,唯一的结论只能是———地球绕着太阳运转!

    仅仅望望月亮,就能算出“地-日”与“月-日”的距离之比,得出太阳、地球、月球的直径之比,甚至横空出世创立了“日心说”的宇宙观。

    普天之下那么多人望月,又都懂这点浅显数学,却只有阿里斯塔克在望月之时,顺手把太阳、地球、月亮关系做了重新安排。在人类文明史上,仅对“望月”而言,他凭什么如此独一无二地成为千古一人? 答曰:凭的就是他那独具只眼的思想悟性!

    有句名言:“凡是真正的美都不是用钱堆出来的。”同样,最伟大的科学也不是用金钱就能堆得起来的。哪怕科研经费十亿百亿,超大型仪器世界顶级,教授“博导”如过江之鲫,研究生多如河滩卵石,缺少了学术上的奇绝独见,就很难做出当代最伟大的科学成就。

    创立伟大科学首要的是:必须具备超迈绝伦的独特见识。这与“钱”绝对无关,更不靠兵多将广,有时只要一个头脑就够了。屈原对渔父说道:“举世皆浊我独清,众人皆醉我独醒”,有时科学发展到当口,举世都处在迷惑不解之时,确确实实需要一位独步当代之人出乎意外地提出一个全新观念,创立一种崭新理论,从而使科学突破隘口,跃升到一个新的高度。这里关键的是“全新的思想”与“独到的见识”,它们来自于超乎常人的洞察力与非凡的想象力。

    与阿里斯塔克颇为相似的还有一位年轻的法国公爵德布罗意,他在博士毕业论文中提出的“物质波”观念。其实这纯粹是一种“逆向思维”方式,他认为:既然光波有“粒子性”,那么反过来微观粒子也应该具有“波性”,为此他提出了让人耳目一新的“德布罗意波”概念。受这个概念的影响,薛定谔创建了著名的“量子力学波动方程”。幸运的是,三年后的1927年,美国的戴维森和革末以及英国的G.P.汤姆孙几位年轻科学家,通过电子衍射实验各自独立地证实了“电子确实具有波动性”。“物质波”的存在这么快就得到证实,使德布罗意获得了1929年诺贝尔物理学奖,时年27岁。

    其实德布罗意学习物理总共也没几年 (此前先得了个文学学士,后才转行物理,又当了6年兵),也无需做什么事,又没花什么钱,尤其是没动用大型仪器,没做繁琐公式推导,更没进行复杂的数学计算,仅仅凭着一种独特理念就取得了伟大的成就。

    科学史上最重要的科学成就几乎都来自于独特的科学理念。例如魏格纳,生病卧床时闲看墙上的世界地图,发现非洲西海岸与南美洲东海岸两者的海岸线如此之契合,几乎可以“拼合”起来,故在1912年大胆提出了“大陆漂流学说”(此学说在20世纪60年代被基于实验测量的“板块构造理论”所证实)。门捷列夫像玩纸牌似的把每个元素的性质都写在一张张小卡片上,几经排布变换,居然排出了“化学元素周期表”。再比如DNA双螺旋结构的发现,C 球形分子的发现,研究者都是突然悟出了一种独特的分子链接方式才最终破解了这些特殊分子的结构之谜。当然,科学史上最具颠覆性的突破当属20世纪初的两个最独特理念:普朗克提出“能量不连续”观念创立了“量子论”;爱因斯坦提出“光速不变”观念创立了“相对论”。

    如是观之,开创新科学终究还是要靠独出心裁的全新思想。有此思想,就能树起一座“擎天柱”,撑起一片科学新天地。若总是缺少孕育新思想的沃土,旷世大才羁缚难出,就只能是叨陪末座的“矮科学”,投入再多也没用。

    在科学上,有时一个伟大的思想足能胜过10所大学、100名院士、1000名教授,再加1万名研究生 (这些我们仅仅一个省就都能凑够)。

    詹克明

上海报业集团 版权所有