小說博覽 第121 六日談:單擺運動 文 / 傅戍己
第121六日談:單擺運動
劉杲用誇張手法,提出「萬步弩弓」概念後,除了個別重視《小戴禮記》的儒生,略微失望外,眾人皆是稍稍提起興趣。
漢世,設壇開講的,大都是講解儒家經典。如今劉杲提出《格物》之學,自成體系,眾人都想想知道,劉杲將要如何闡述格物之道。
只見台上劉杲揚了揚手,劉杲帳下僮僕喜錯,托著木盤走上台前。劉杲接過木盤,走下高台,至高台下那方高腿案牘前。
掀開木盤,上面放置這些器物:t形坐架、細線、小重球、錯金鐵尺[1]、水漏[2]。後世在校學生,若是對漢世器物作用瞭解,怕是一眼就看出劉杲打算。沒錯,劉杲這是要在二千年前的漢世,做一個著名的物理實驗--單擺運動!
劉杲安裝好單擺後,左手撥動小球:「似這種懸掛物,受力後,會左右搖晃。這種現象,大家都司空見慣。但是不知在座諸位,可曾發現一個問題?」
「隨著時間流逝,圓球擺動越來越弱,擺動的距離也漸漸縮短。但是,圓球,每一次擺動的時間卻是相等。」
「擺動幅度減弱,距離也縮短,但是每一次擺動需要時間卻是相等。在座諸位,有人注意到此種情況麼?」
若想做單擺實驗,前提當知道單擺擺動時,每次擺動時間相等。
劉杲一席話,頓時吸引大部分人注意。畢竟單擺擺動時間相等,被伽利略發現以前,很多人都以為,擺動距離短了,時間也要變短。
剛剛平靜的台下眾人,又開始議論起來。劉杲也不廢話,立即尋找三十人,一一上前,操作單擺。經過半晌驗證後,這些人不得不承認,劉杲所言,竟然是正確的。
「真是怪異。這擺,難道做過手腳?」
「其他不說,這九門侯觀察倒是入微」
三十人各懷心思,但都是對劉杲這《格物》之學更加好奇。
當三十人齊聲宣佈,劉杲所言非虛後,全場嗡嗡大作。劉杲用日常中生活,不引人注目的小事,突然推翻他們十數年乃至數十年認知。這讓他們驚訝的同時,又覺得這《格物》之學,似乎蠻有趣的。
劉杲又總結道:「大家回家後,可做個簡易實驗,驗證一下。」
「當然,發現擺動時間相等,不是什麼大不了的事情!但是在座諸位有沒有想到,既然擺動時間如此相等,那麼我們是不是可以利用這個特性,作出一個比水漏,更加精確的計時器?」
「這就是我所謂的格物之學。從細小之處,發現不平常。從不平常處,窮盡其理,而後以其義理,發明出世間尚無有之物。」
劉杲知道,如今在座的眾人,對自然科學感興趣的寥寥無幾。他們雖然對單擺每次擺動時間相等,感到驚訝,甚至覺得不可思議。但也僅僅限於如此。
譬如後世之人,看到精彩魔術表演,鼓掌歡呼;看到網上有人發貼,言一些眾人平素忽略的事實,齊齊跟帖。但是歡呼過後,沒有幾人去費盡心思鑽研魔術,並創造魔術;跟帖之後,沒有幾人會反思,自己為什麼會忽略那些事實,並改變自己。
這些都是常情。
如今,劉杲所做的單擺闡述,就好比街上耍猴的雜耍。玩耍時,眾人鼓掌叫好,玩耍過後,眾人散去。
高潮過後,一地雞毛!
劉杲要的可不是這種效果。
所以,提起單擺,劉杲並不是簡單敘述單擺的原理,以及讓眾人驗證其正確性。而是拐彎抹角,提出諸如「精確計時器」,勾引住眾人心思,借此留下印象。這和劉杲剛開始提出的「萬步弩弓」是一樣道理。
劉杲又道:「姑且把這種擺動稱之為單擺。不過,我對單擺的觀察不止於此。」
「經我多次驗證,探索。我發現單擺擺動時間,與擺動幅度、擺球重量皆無關。單擺運動時間,與這條細線緊密相關。並且,時間乘積與這條細線長度成一定比例,且這個比例是一個常數。」
這是劉杲在闡述單擺運動公式t=2π{t=2π√(l/g)}。
劉杲闡述完後,依舊是選幾個人上來做實驗。
劉杲沒有列出具體公式,更沒有去闡述那難以描繪萬有引力.這是因為劉杲知道,即便自己講的再細,也沒有幾個人會因此對自然科學感興趣,而對自然科學感興趣的人,為了能得到翔實內容,才會更加細心的研究。
雖然自然科學重要,但是劉杲也沒有偏執的,不顧一切準備在漢帝國,開展自然科學普及建設,全民進行數理化教育。
講完單擺後,劉杲又簡單闡述一下比重問題。即後世;同種物質,在同等條件下,其密度一定;相同質量,其體積一定。
和講單擺一樣,劉杲沒有去偏重講解密度公式,而是言:「金、銅,有人混起為一。格出比重等一,就可知這金,成色有幾分。」
不知不覺,時間已到午時中(12點)。
劉杲在結束講課前,又提出三個問題,吸引眾人目光。
第一,亦是伽利略作出的著名實驗,兩個不同質量的鐵球,同時從同一高度拋下,誰先落地?
第二,十歲童稚,能否單手將鐵釘,一掌拍入木板內?
第三,日出通紅,日中橙黃至白,日落橙紅,雨後彩虹七彩。那太陽光,有顏色麼?
這些問題,放在後世,大都是初中學生所習物理課內容,但劉杲隨手牽來,便讓這些兩千年前的眾人,思考數日半月,也難得出結論。
這就是劉杲長處所在。
以我之長,擊彼之短,無不勝也!
最後,劉杲作出最後總結:「天下萬物,無一不可格,無一不可窮其理。然世間,靈種繁多,事物不可萬計,其義理,或可一目而知,或數十年皓首而不可得。」
「《格物》之法,亦有無數種,然最重要者,當為數術。」
「明日,我在此處,講習《數術》」
課散之後,眾人自講壇返回邯鄲。
一路上,眾人議論紛紛,或言劉杲乃是講習雜術,或言劉杲乃有大智慧。
「九門侯言,單擺可製作計時器。我一直苦思,卻想不通,這左搖右晃的,怎麼製作計時器?不懂,不懂!」
「豈止。九門侯最後提出三問,更是離奇。一石[3]鐵球和一斤[3]鐵球,誰先落地?按照常理,這自然是一石鐵球先落地。不過九門侯既然如此說,難道是一斤小球先落地?」
「還有,九門侯又言,十歲童稚,能否一掌將鐵釘擊入木板?怪哉怪哉!我一掌擊下去,還要被鐵釘劃破手皮,這十歲童稚能成功?真不知這是妖言,還是另有說辭?」
「九門侯今日三問,可比昔日屈平做《天問》之辭吶!」屈平,即屈原。
「不過,正如九門侯所言,凡《格物》之義理,當非偶然而信,而在於眾人只要知其理,便皆能驗證。九門侯這三問,若是能問能答,並且合乎事實,當比屈平做《天問》,更加風流。」
又有人感歎道:「九門侯所言計時器,若是能做出,那可真是奪天地之才。可惜南陽張子平早死五十年,不然當與九門侯拊掌而談。」張子平,即張衡也,南陽郡人。
「這位仁兄所言大善。聽九門侯今日一課,幾乎再現當年張子平之風采。」
除個別純儒學者,對劉杲所講大為失望外,其他眾人都是相互約定,明日再來聽劉杲講解《數術》。
注[1]:河北省,漢墓曾出土過錯金雲紋鐵尺。兩面有錯金雲紋,為漢孝武皇帝初年時物品。有興趣的同學,可去找百度娘,搜索之。此處用「錯金鐵尺」,只是覺得此尺,比較好用些。
注[2]:漢世,一種計時工具。
注[3]:斤、石。漢世重量單位。二十四銖為一兩,十六兩為一斤,三十斤為一鈞,四鈞為一石。一斤,約250克;一石,約30千克。