????()????過(guò)了春節(jié),孫元起清點(diǎn)了一下自己的積蓄。╔?╗京師大學(xué)堂教習(xí),每月五十兩銀子,一共領(lǐng)了8個(gè)月,計(jì)400兩;崇實(shí)中學(xué)教員,每月四十塊銀元,也是8個(gè)月,計(jì)320塊;再加上論文所得的近300塊銀元,這是來(lái)清朝之后的全部收入。這幾個(gè)月來(lái),吃穿住行、往來(lái)應(yīng)酬,都從這里面支出。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?yàn)殂y元使用和攜帶方便。
????現(xiàn)在,孫元起也算是家大業(yè)大:光“仆人”就有十個(gè),專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)自己的衣食住行,真是豪奢!其實(shí),孫元起每月支付月份錢(qián)的只有五個(gè):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。至于那些“童工”,算是免費(fèi)使用。即便如此,老佟加上這兩家人已經(jīng)盛贊“孫先生實(shí)在太慷慨了”!
????銀子流水價(jià)的花出去,自然得想法子賺進(jìn)來(lái),所謂“堤內(nèi)損失堤外補(bǔ)”,否則沒(méi)幾個(gè)月,“孫府”上不得破產(chǎn),也得裁人!京師大學(xué)堂和崇實(shí)中學(xué)給的薪水已經(jīng)很豐厚,不能再去請(qǐng)求加工資。最后,只能從洋人身上撈錢(qián)了:繼續(xù)深入開(kāi)展論文“撰寫(xiě)”大業(yè)!
????到孫家鼐、丁韙良、美國(guó)公使館拜完年,孫元起躲在書(shū)房,把改名趙景行的大毛也趕出去,自己一個(gè)人鋪開(kāi)白紙,開(kāi)始構(gòu)思論文。剽竊方向是早就想好的,那就是解決經(jīng)典物理的重大難題:“紫外災(zāi)難”。
????18世紀(jì)后期,在化學(xué)反應(yīng)中,人們開(kāi)始察覺(jué)到熱輻射現(xiàn)象。1790年,法國(guó)的皮克泰特進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,證實(shí)物體能夠類(lèi)似于發(fā)光那樣產(chǎn)生熱輻射。之后,人們開(kāi)始注意研究物體的輻射與這個(gè)物體對(duì)光的吸收之間的關(guān)系。尤其是在19世紀(jì)末,由于冶金等各方面的需求,人們急于知道輻射強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系。單靠實(shí)驗(yàn)逐一找對(duì)應(yīng)點(diǎn)的方法,猶如鈍刀子割肉。這時(shí)候維恩和瑞利—金斯分別發(fā)表了兩個(gè)公式,試圖解決這一問(wèn)題。
????維恩1896年發(fā)表的公式,被稱(chēng)為維恩輻射定律。該定律在低溫、短波區(qū)域內(nèi)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得較好,而在高溫、長(zhǎng)波區(qū)域則不符。
????瑞利分析了維恩公式,認(rèn)為他的推導(dǎo)不嚴(yán)密。1900年6月,發(fā)表了瑞利輻射公式。但其中的一個(gè)系數(shù)存在錯(cuò)誤,為金斯所糾正,故而又稱(chēng)瑞利—金斯定律。該定律在長(zhǎng)波區(qū)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合,而在短波區(qū)又不符合。而且當(dāng)波長(zhǎng)接近紫外時(shí),計(jì)算出的能量為無(wú)限大!但瑞利—金斯等人得出的共識(shí),是根據(jù)經(jīng)典物理的理論嚴(yán)密推導(dǎo)的,瑞利和金斯也是物理學(xué)界公認(rèn)的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜?,理論值與實(shí)驗(yàn)值在短波區(qū)的北轍南轅,使人們不得不稱(chēng)之為“紫外災(zāi)難”。╔?╗
????紫外災(zāi)難也就是經(jīng)典物理的災(zāi)難。
????1900年10月19日,普朗克在德國(guó)物理學(xué)會(huì)的會(huì)議上,以《維恩輻射定律的改進(jìn)》為題報(bào)告了他的成果,史稱(chēng)“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(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得較好。同年12月14日,普朗克又在德國(guó)物理學(xué)會(huì)宣讀論文《關(guān)于正常光譜的能量分布定律的理論》,提出了一個(gè)假設(shè),即能量可以劃分成n個(gè)相等的小份,每個(gè)小份叫能量子,每個(gè)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(chēng)為“量子論之父”。
????孫元起論文的名字就是《輻射強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的函數(shù)關(guān)系》。因?yàn)榇藭r(shí)瑞利和普朗克都還沒(méi)有得出自己的定律,所以全文分為兩個(gè)部分:第一部分是沿著瑞利—金斯等人走過(guò)的路,根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)的能量均分原理,嚴(yán)密推導(dǎo)出瑞利—金斯定律,但指出該定律在長(zhǎng)波區(qū)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合,而在短波區(qū)則存在問(wèn)題,而且當(dāng)波長(zhǎng)接近紫外時(shí),計(jì)算出的能量為無(wú)限大!認(rèn)為經(jīng)典物理學(xué)存在一定的問(wèn)題。第二部分則是根據(jù)普朗克的方向,得出普朗克內(nèi)插公式,并進(jìn)一步認(rèn)為能量可以劃分為等份的能量子。
????論文寫(xiě)好之后,孫元起把它郵寄給了美國(guó)的《science》。www.yzuu點(diǎn)com因?yàn)檎撐闹小澳芰孔印钡牟孪耄c經(jīng)典物理學(xué)界長(zhǎng)期信奉的“一切自然過(guò)程都是連續(xù)的”原則相違背,老牌的《nature》可能對(duì)文章后一部分嗤之以鼻,刪去最后一段關(guān)于能量子的論述也是極有可能發(fā)生的事情。倒是開(kāi)放的《science》,可能會(huì)更歡迎這種奇思妙想。
????論文寄出沒(méi)幾天,京師大學(xué)堂和崇實(shí)中學(xué)都開(kāi)學(xué)了。崇實(shí)中學(xué)的學(xué)生與孫元起都已經(jīng)稔熟,知道他搬了新家,每日里來(lái)得更加頻繁。課程還是按照上學(xué)期之初所設(shè)定的,一步步地往下走,那教材也一點(diǎn)點(diǎn)地往下編。倒是京師大學(xué)堂,剛成立不久,學(xué)生來(lái)自五湖四海,也不知道物理學(xué)到什么程度,讓孫元起很是忐忑。
????開(kāi)學(xué)前,抽空又去拜訪丁韙良一次。丁韙良說(shuō)話(huà)很直接:“這些新生,都是各省保送的秀才,背誦《四書(shū)》、《五經(jīng)》是行的;對(duì)于物理,怕是一竅不通?!?br/>
????孫元起只好把他們放到與崇實(shí)中學(xué)一年級(jí)的水平。╔?╗
????趁著這個(gè)空兒,與這位老同行討論了一下物理的課程設(shè)置:第一年講物理學(xué)中的力學(xué)、聲學(xué);第二年講熱學(xué)、光學(xué);第三年講電學(xué)、磁學(xué);第四年講授“物理教授之次序方法”,物理教學(xué)法前身。每周都是3個(gè)小時(shí),考慮到初次學(xué)習(xí)物理,分成三次,每次1小時(shí)。
????計(jì)議已定,孫元起方回去準(zhǔn)備。這半年多,孫元起已經(jīng)會(huì)認(rèn)會(huì)寫(xiě)很多繁體字,只是榜書(shū)時(shí)不注意還會(huì)順手寫(xiě)簡(jiǎn)體字——學(xué)生們認(rèn)為是“白字”——而且寫(xiě)得拙劣,至少比起學(xué)生們工整秀媚的蠅頭小楷是差遠(yuǎn)了。如今備課準(zhǔn)備的,就是考慮板書(shū)該寫(xiě)哪些字的問(wèn)題。
????光緒二十五年正月二十日,京師大學(xué)堂正式開(kāi)課。
????大學(xué)堂有格致講堂——也就是物理教室——兩處,分別是給仕學(xué)、中學(xué)兩批人準(zhǔn)備的。按照中文總教習(xí)許景澄的看法,“俟算學(xué)門(mén)徑諳曉,再及格致、化學(xué)等事”,即先學(xué)好數(shù)學(xué),再考慮學(xué)物理、化學(xué)。眼下,只有仕學(xué)院的學(xué)生在選拔進(jìn)來(lái)時(shí),數(shù)學(xué)成績(jī)不錯(cuò),可以直接學(xué)物理。
????去年十一月開(kāi)學(xué)的時(shí)候,已經(jīng)發(fā)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(shū)”,扉頁(yè)上卻改成“孫元起百熙先生著,京師大學(xué)堂刊行”。孫元起見(jiàn)了,只能付之一笑。
????即便之前在崇實(shí)中學(xué)神經(jīng)已經(jīng)被鍛煉得粗大無(wú)比,當(dāng)孫元起走進(jìn)仕學(xué)院格致講堂時(shí)還是大吃一驚:講臺(tái)下坐著二十幾個(gè)人,年齡小的也有二十歲,年齡大的怕有三四十歲,大部分都留著胡髭,顯得愈發(fā)老成。人人面前除了硯臺(tái)、毛筆之外,還擺著一套三冊(cè)的物理課本。有些嶄新如初,看來(lái)是一直沒(méi)有開(kāi)卷;有些則已經(jīng)磨出毛邊,想來(lái)是經(jīng)常翻閱。但無(wú)論如何,都保存得非常好。他們看見(jiàn)自己進(jìn)來(lái),都用驚異的眼光盯著孫元起。
????孫元起大致掃了一眼,用發(fā)干的嗓子說(shuō)道:“大家好,我叫孫元起,字百熙……”
????在孫元起對(duì)自己大齡學(xué)生們感到驚奇的同時(shí),學(xué)生們感到的震驚并不比他少。多年后,有人寫(xiě)文章回憶這段歲月時(shí),還掩飾不住當(dāng)時(shí)的驚奇。文中說(shuō)道:
????大學(xué)堂之開(kāi)學(xué)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(diào),無(wú)非忠孝仁義;而西學(xué)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(kāi)卷,則圖文并茂,妙趣橫生,寓哲理于粗淺之中,藏妙思于平白之外,并無(wú)膠澀之感,因生信服之心。如此涉淺入深,非邃于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(xué)界耆宿。然問(wèn)諸同行,咸云不知。
????二十五年春正月,大學(xué)堂課開(kāi),同窗無(wú)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(xué)。及其徑登講臺(tái),又以為助教。已而開(kāi)口曰:“某孫元起也,字百熙。”一座震愕,相對(duì)瞠目結(jié)舌。世傳有生而知之者,余初不之信。今觀諸孫先生,則信矣!
????……
????孫元起自然不知道學(xué)生們的震驚,因?yàn)槭堑谝还?jié)課,而且面對(duì)的是一群大齡青年,所以講的內(nèi)容比較寬泛且豐富。首先是宣講物理的學(xué)科范疇和實(shí)際作用,再介紹經(jīng)典物理學(xué)的基本框架和主要內(nèi)容,接著說(shuō)明課本編寫(xiě)的主要思想和面向?qū)ο?,最后介紹本學(xué)期階段學(xué)習(xí)的目標(biāo)。就這樣天南海北的扯上一通,第一節(jié)課就下課了。孫元起最后說(shuō):“第一節(jié)課,我們主要說(shuō)明物理是什么,能干什么;然后明白自己要學(xué)什么,做什么。從下一節(jié)課起,我們正式開(kāi)始講授力學(xué),希望大家能預(yù)習(xí)課本力學(xué)分冊(cè)的前五頁(yè)。就這樣?!?br/>
????看到下面學(xué)生靜謐一片,沒(méi)有什么疑問(wèn),便整理一下自己的講稿,邁步走出教室。趙景行聽(tīng)到下課鐘聲,早已跑到門(mén)口候著,見(jiàn)孫元起出來(lái),接過(guò)書(shū)稿裝進(jìn)書(shū)包,跟在孫元起背后,漸漸走遠(yuǎn)。
????“哄——”講堂中的學(xué)生頓時(shí)一反平時(shí)沉穩(wěn)之態(tài),大聲討論起來(lái),仿佛不大聲就不能表達(dá)自己的驚奇之情:
????“天哪!這位孫先生也太年輕了吧!”
????“返老還童么?”
????“看到他的書(shū)童沒(méi)?估計(jì)才十一二歲,他肯定大不到哪兒去!”
????……
????其中有四個(gè)人在角落里圍成一圈,一個(gè)衣裝鮮整的年青人先說(shuō)道:“這格致課果然很有趣,就是不知說(shuō)得錯(cuò)沒(méi)錯(cuò)?”
????“這得問(wèn)功先。╔?╗”另一個(gè)人答道,“功先,這位少年先生如何?”
????叫“功先”的青年蹙起眉頭:“應(yīng)該是不錯(cuò)的。只是他懂得比我多,我大不如他,所以不好評(píng)價(jià)的……”
????“既然功先都說(shuō)不錯(cuò),那定然是好的!”第一個(gè)青年點(diǎn)點(diǎn)頭,“不過(guò),這位先生也忒年青了吧?說(shuō)是我們的學(xué)生,怕都有人信!”
????“胡說(shuō)什么!”一直沒(méi)有說(shuō)話(huà)的人開(kāi)口斥道,大約因?yàn)樗隁q比較大,說(shuō)話(huà)間有一種大哥的氣勢(shì),“師道尊嚴(yán),知道不?一日為師,終身為父!”