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最能代表我國(guó)古代科學(xué)成就的還是天文學(xué)和數(shù)學(xué),也就是古人所說的的天、算。這兩門學(xué)科在我國(guó)古代聯(lián)系得十分緊密,因?yàn)閷?duì)日月五星運(yùn)行規(guī)律的認(rèn)識(shí)以及日食、月食的推測(cè),都離不開數(shù)學(xué)上的計(jì)算。舉一個(gè)例子,漢代已形成的“談天三家”――也就是當(dāng)時(shí)古人對(duì)宇宙的三種認(rèn)識(shí),分別是蓋天說、渾天說與宣夜說。除了宣夜說有點(diǎn)玄奧抽象外,蓋天說與渾天說均是由數(shù)學(xué)模型作為支撐的,盡管兩者建構(gòu)了不同的宇宙模型,但是有一條是共同堅(jiān)守的,就是“日影千里差一寸”,也即八尺之表的日影在子午線方向上千里會(huì)差一寸。而“日影千里差一寸”最早源自《周髀算經(jīng)》,該書既是一部數(shù)學(xué)著作,也是一部天文學(xué)著作。需要說明的是,千里差一寸的論證是錯(cuò)誤的,一直到了唐代一行和尚通過實(shí)測(cè)才使它壽終正寢。
我國(guó)古代天文學(xué)的發(fā)展,深受古代數(shù)學(xué)的影響,盡管蓋天說、渾天說都有數(shù)學(xué)模型建構(gòu),但是這種模型并不與推算日月五星運(yùn)行的另一套數(shù)學(xué)模型(算的模型)相融洽,或者說是各行其是。因此我們也不可能像西方那樣,從古希臘天體運(yùn)行的圓周運(yùn)動(dòng)中解脫出來,發(fā)展出開普勒的橢圓軌道等近代天文學(xué)體系。我國(guó)古代天文學(xué)還把地上的事物都搬到天上,形成了獨(dú)具特色的“三垣二十宿”體系。該體系是天上、人間對(duì)應(yīng)比附的產(chǎn)物,是軍國(guó)星占體系的一種反映,即為戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)、王室興衰、年成豐歉等軍國(guó)大事服務(wù)的,但這已經(jīng)走出了科學(xué)的范疇。
中國(guó)古代的數(shù)學(xué)成就
我國(guó)古代數(shù)學(xué)的基調(diào)是由成書于漢代的《九章算術(shù)》確立的。那么《九章算術(shù)》的基調(diào)是什么呢?就是服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn)生活的應(yīng)用問題集:一題一答一術(shù)?!邦}”就是題目,“答”就是答案,“術(shù)”就是算法。那么推理、論證的過程呢?書中是查不到的,因?yàn)楦揪蜎]寫。所謂“九章”,就是9大類應(yīng)用題目,比如“方田”是計(jì)算土地面積的問題集,“商功”是計(jì)算各種工程(溝渠、倉(cāng)窖等)的土方、人工等。
經(jīng)常有人將《九章算術(shù)》與古希臘歐幾里德的《幾何原本》作對(duì)比,這兩部書的確也代表了東西方不同的思維風(fēng)格,一個(gè)是以“算”為特征的實(shí)用化體系,一個(gè)是以“證”為特征的演繹邏輯體系。我們的祖先一直缺少“證”的那根筋,直到明末徐光啟與傳教士利瑪竇合作翻譯《幾何原本》(前6卷)時(shí),徐光啟被該書的體系所服膺,寫道:“此書未譯,則他書俱不可得。”
說到我國(guó)古代數(shù)學(xué),大家都會(huì)聯(lián)想到南朝祖沖之在圓周率上的貢獻(xiàn)。不過,祖沖之的《綴術(shù)》已經(jīng)失傳,他對(duì)圓周率的推算,學(xué)界認(rèn)為是在魏晉時(shí)期劉徽“割圓術(shù)”的基礎(chǔ)上得到的。當(dāng)時(shí)要計(jì)算出密率355/113的確是很了不起的成就,要知道那個(gè)年代要用算籌去計(jì)算開方在內(nèi)的大數(shù)目運(yùn)算,難度可想而知。
唐代中葉到元代中葉是我國(guó)古代數(shù)學(xué)發(fā)展的黃金時(shí)期,特別是宋元時(shí)期達(dá)到了頂峰。發(fā)展到高峰的標(biāo)志有二:首先是數(shù)學(xué)著作繁興,宋代前后不到300年竟出了50本之多;其次是水平高,就是在算法的改進(jìn)與抽象化程度方面前進(jìn)了許多。無論是高次方程的近似解法、多元一次方程組的解法、高階等差級(jí)數(shù)、同余方程組解法等,都達(dá)到了當(dāng)時(shí)世界上的最高水平。
從元中葉到明末,中國(guó)古代數(shù)學(xué)整體江河日下,以至于當(dāng)時(shí)學(xué)界竟然連宋元時(shí)期的數(shù)學(xué)著作都讀不懂了。到了明末,隨著傳教士的東來,西方的數(shù)學(xué)知識(shí)開始譯介、引入;后來又經(jīng)過清末第二次“西學(xué)東漸”,直到20世紀(jì)初我國(guó)數(shù)學(xué)才匯入世界數(shù)學(xué)發(fā)展的洪流。
農(nóng)業(yè)技術(shù)的突出成就
農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方面,我國(guó)漢代創(chuàng)制的三件農(nóng)事器具值得一提。其一是耬車,也叫耬,華北地區(qū)稱之為耩子。耬車是一種北方用的條播器具,能夠同時(shí)完成開溝和下種程序,后來又在耬車后面拖上覆蓋種子的構(gòu)件,就更加便于耕種了。耬車的發(fā)明,使得單位面積土地上播種量減少,并且有利于之后的田間作業(yè)。其次是翻車,也就是后世稱之為“龍骨水車”的灌溉(或排澇)農(nóng)具。到了元代,出現(xiàn)了多種形式的翻車,有腳踏翻車、牛轉(zhuǎn)翻車、水轉(zhuǎn)翻車等。明代《天工開物》提到一種輕巧的手搖翻車(也叫拔車)。翻車是我國(guó)古代江南地區(qū)應(yīng)用最廣泛的提水、排澇農(nóng)具,也是世界上最早應(yīng)用鏈傳動(dòng)的技術(shù)設(shè)施。還有一種是風(fēng)扇車,也叫扇車,是一種清選農(nóng)具,能夠合理、有效地利用人為產(chǎn)生的風(fēng)力把糧食籽粒與糠秕分開。
唐代詩(shī)人徐來軍寫有一首《調(diào)笑令》:“翻倒,翻倒,喝得醉來吐掉。轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去自行,千匝萬匝未停。停未?停未?禾苗待我灌醉?!边@里描述的就是我國(guó)唐代時(shí)期出現(xiàn)的一種新式提水器具――筒車。大型的筒車遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去就像現(xiàn)代的摩天輪,只不過輪的懸掛的是竹筒,在流水的沖擊下,竹筒在低處兜水,轉(zhuǎn)到高處時(shí)傾瀉到水槽中,水槽通向田地里進(jìn)行灌溉。到了宋代,筒車得到普遍應(yīng)用?,F(xiàn)在湖南西部、廣西北部的溪流邊,還能見到筒車的身影。
天文學(xué)引領(lǐng)技術(shù)高峰
宋元時(shí)期是我國(guó)古代技術(shù)發(fā)展的高峰。北宋曾公亮1044年完成的《武經(jīng)總要》是我國(guó)古代軍事技術(shù)全面、系統(tǒng)的反映;北宋李誡于1100年成書的《營(yíng)造法式》是我國(guó)古代木構(gòu)建筑技術(shù)達(dá)到純熟的標(biāo)志;元代王禎1313年寫就的《農(nóng)器圖譜》是我國(guó)古代農(nóng)事器具的集大成之作。特別值得一提的是北宋1092年由蘇頌、韓公廉制成的水運(yùn)儀象臺(tái),是我國(guó)古代最為復(fù)雜的天文儀器。該儀器集渾儀、渾象、圭表、計(jì)時(shí)與報(bào)時(shí)為一體,實(shí)物高12米,寬7米,蔚為大觀。這部?jī)x器不像魏晉南北朝那些“奇器”徒有盛名而無法得其傳,因?yàn)樘K頌留下了制造這部?jī)x器的《新儀象法要》,并附有插圖66幅,后人根據(jù)這本書完全可以進(jìn)行復(fù)原。2012年8月國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)在北京召開大會(huì)期間,由中科院自然科學(xué)史研究所與清華大學(xué)等單位復(fù)原的模型(原物的1/3)在北京國(guó)家會(huì)議中心展出,轟動(dòng)一時(shí)。
元代天文儀器上的改進(jìn)最重要的當(dāng)屬郭守敬設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)儀。簡(jiǎn)儀是針對(duì)渾儀而言,顧名思義,是簡(jiǎn)化了的渾儀。他改進(jìn)的方法是把赤道裝置與地平裝置分開,去掉一些不必要的環(huán),又在刻度上精細(xì)化,使得觀測(cè)精度更加精準(zhǔn)。
明末1637年宋應(yīng)星完成的《天工開物》,系統(tǒng)總結(jié)了我國(guó)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)方面的技術(shù)成就。但是這就像是快下山的夕陽,在回光返照時(shí)眷戀了一下古老的,隨后在西方世界轟轟烈烈的工業(yè)革命大潮下,中國(guó)則與主流技術(shù)前沿漸行漸遠(yuǎn)。
結(jié)束語
中山大學(xué)副教授譚嘈,就是其中一位。近幾年來,他致力于我國(guó)天文學(xué)的研究,取得了卓越的成就,推動(dòng)了我國(guó)天文學(xué)的快速發(fā)展。然而,他卻異常地謙虛,他始終認(rèn)為,只有專心于科研事業(yè),才能攀登上科學(xué)的高峰,為我國(guó)的科研事業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)。
勤奮求學(xué) 厚積薄發(fā)
早在2002年,出生于香港的譚嘈以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)于香港大學(xué)物理系。2004年,他就讀于香港大學(xué)物理學(xué)專業(yè),取得碩士學(xué)位。2005年,進(jìn)修于德國(guó)的國(guó)際馬普研究所海德堡分所;2008年獲得了自然科學(xué)博士學(xué)位。2009年,他先后在海德堡大學(xué)、臺(tái)灣清華大學(xué)任博士后研究員。譚嘈十分注重交流學(xué)習(xí)。2009年底,他在南京紫金山天文臺(tái)進(jìn)行了兩個(gè)月的訪問交流。2012年,他在臺(tái)灣清華大學(xué)任助理研究員,并成為臺(tái)灣科技主管部門計(jì)劃主持人。2014年,譚嘈開始在中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院任教。他的研究興趣包括高能天體物理、伽瑪射線天文學(xué),研究對(duì)象為中子星、毫秒脈沖星、X射線雙星、伽瑪射線雙星以及伽瑪射線暴。
雖然開始從事科研工作,但是譚嘈對(duì)自己在國(guó)外的求學(xué)經(jīng)歷是異常難忘的。他至今還保留著出國(guó)時(shí)候的圖畫。他在德國(guó)求學(xué)四年,這對(duì)于他來說,確實(shí)是一種難忘的經(jīng)歷。在德國(guó),學(xué)習(xí)方式跟亞洲的不太一樣,相對(duì)比較嚴(yán)謹(jǐn)一些,而且導(dǎo)師也這樣要求自己,要求團(tuán)隊(duì),一定要嚴(yán)謹(jǐn),要有規(guī)矩,這些比國(guó)內(nèi)的要繁雜多了。可是它執(zhí)行的時(shí)候,還是有一點(diǎn)人性的。它還是會(huì)考慮到多方面的因素。比如,譚嘈有一天身體不舒服,他直接打電話給導(dǎo)師,說要晚一點(diǎn)過去。導(dǎo)師就很誠(chéng)懇地說,他明白譚嘈的身體狀況,可是他也等不了,如果譚嘈半個(gè)小時(shí)內(nèi)不來,他就得回去了。那就意味著,譚嘈還得馬上趕過去。其實(shí)導(dǎo)師理解譚嘈的情況,只是擔(dān)心會(huì)有什么后果。
譚嘈覺得,國(guó)外科研人員的國(guó)際視野更前沿一點(diǎn)。雖然德國(guó)與中國(guó)相比是個(gè)小國(guó),但是在科研方面,它還必須凝聚全世界的一些相關(guān)專家來做,并且在科研團(tuán)隊(duì)里常常召開一些視頻會(huì)議,或者就此進(jìn)行討論。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來進(jìn)行科學(xué)討論,為譚嘈節(jié)省了不少時(shí)間,他不用每隔一兩個(gè)月就搭飛機(jī)了。每周科研團(tuán)隊(duì)就可以針對(duì)一些小課題進(jìn)行討論,比如,有的文章該怎么安排,誰做數(shù)據(jù)處理,就在視頻會(huì)議上直接討論了。視頻比較方便,特別對(duì)于歐盟他們之間的自由來往,也是很方便的。
對(duì)天文科研的興趣,來自于譚嘈幼時(shí)的記憶。他小時(shí)候非常喜歡看星星,喜歡自然界中的星空之美,所以對(duì)天象特別關(guān)心。1986年,香港太空館剛剛建成,年幼的譚嘈非常興奮,他喜歡探索宇宙的奧秘。他認(rèn)為,很多天文圖片都很漂亮,有著不同的顏色和形狀。尤其是后來積累的數(shù)學(xué)和物理知識(shí),為他的天文學(xué)研究奠定了深厚的基礎(chǔ)。同時(shí)天文也是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué),人們說的年、月、日,也是根據(jù)天文的規(guī)律演化而來的??蒲泄ぷ饕酝猓卜浅T敢飧蠹曳窒硪恍┨煳男轮R(shí)。
譚嘈非常喜歡自由的科研空間。天文研究的方法和目標(biāo),其實(shí)全球都一樣的??蒲泄ぷ髡呔褪亲非罅私?,所以在日常工作時(shí)間,只要打開電腦就行了。關(guān)于在臺(tái)灣的科研經(jīng)歷,譚嘈認(rèn)為,給他的最大幫助就是能夠讓他自由地探索。臺(tái)灣的外籍專家特別多,專家院士比較少一點(diǎn),科研氣氛相對(duì)比較自由的。當(dāng)然,譚嘈的博士后導(dǎo)師鼓勵(lì)學(xué)生不要整天待在辦公室里,可以到外面走一走,跑一跑,頭腦會(huì)更清醒。導(dǎo)師的話對(duì)譚嘈的科研工作極其有利。
堅(jiān)持不懈 成就斐然
“譚嘈對(duì)科研充滿了濃厚的興趣,他全身心都投入到了科研中。他的研究領(lǐng)域包括兩個(gè)主要的方面,即通過觀測(cè)數(shù)據(jù)了解伽瑪射線雙星特別是PSR B1259-63的非熱輻射機(jī)制和伽瑪暴高能伽瑪輻射的觀測(cè)與數(shù)據(jù)分析。他利用世界上在相關(guān)能段最靈敏的高能空間望遠(yuǎn)鏡Fermi-LAT與地面切倫科夫望遠(yuǎn)鏡H.E.S.S.,并多波段觀測(cè)。他的科研成果得到了科研界的一致認(rèn)可。
譚嘈首次發(fā)現(xiàn)了伽瑪射線雙星PSR B1259-63的GeV高能輻射耀變。PSR B1259-63/LS 2883是銀河系內(nèi)一個(gè)重要而獨(dú)特的雙星系統(tǒng),它包含一個(gè)年輕的自轉(zhuǎn)周期為47.8毫秒的脈沖星PSR B1259-63,還有一個(gè)快速自轉(zhuǎn)的大質(zhì)量O型主序星LS 2883。公轉(zhuǎn)軌道呈長(zhǎng)橢圓形,脈沖星每3.4年經(jīng)過近星點(diǎn) (periastron)一次。當(dāng)兩顆星靠近時(shí),雙星系統(tǒng)產(chǎn)生的射電、X射線與TeV伽瑪射線都會(huì)增加,并在中子星穿越伴星的星盤附近時(shí)達(dá)到最高峰,是一個(gè)獨(dú)特的天體物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室,可以通過研究脈沖星風(fēng)與恒星風(fēng)之間的相互作用。
在伽瑪射線暴的研究方面,過去八年費(fèi)米衛(wèi)星大幅推動(dòng)了對(duì)伽瑪暴的研究發(fā)展。除了伽瑪暴本身的時(shí)輻射以外,在余輝階段LAT也探測(cè)到以冪律衰減的伽瑪幅射。外激波產(chǎn)生的電子同步幅射能很好解釋大部分的GeV余輝。譚嘈對(duì)這種“GeV余輝標(biāo)準(zhǔn)模型”提出了挑戰(zhàn),科研界很快把目光聚焦在了逆康普頓散射模型上。
譚嘈博士在GRB 130427的余輝發(fā)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)立的硬成分,或稱高能輻射超出。這與逆康普頓散射的表現(xiàn)一致,使人們首次找到了10多年來被預(yù)言的余輝中逆康普頓散射的強(qiáng)烈證據(jù)。更重要的是,GRB 130427釋放的最高能內(nèi)稟光子達(dá)到100GeV以上,證明利用切倫科夫望遠(yuǎn)鏡是絕對(duì)可以探測(cè)到伽瑪暴的。
“你知道這是什么部落嗎?”博士很激動(dòng),說道。
“不知道啊,這是什么部落?”
“你看這個(gè)。”博士指著公告上的字說:“這是瑪雅象形文字,還有這個(gè),這是瑪雅的數(shù)字,是由點(diǎn)和橫線組成的。”所以可以確定,我們來到的部落是瑪雅文明的時(shí)代。
“這又如何?”許紀(jì)歌還是不明白。“是瑪雅又怎么了?”
“笨蛋,連瑪雅都不知道,瑪雅的數(shù)學(xué)成就和天文成就可是接近現(xiàn)代水平,在這個(gè)時(shí)代是不可思議的。而且他們可能接觸過高文明的外星人??傊?,我們很有可能可以憑借瑪雅的這種不可思議的力量,回到未來,并揭開瑪雅文明的神秘面紗?!辈┦吭秸f越興奮。
“是嗎,不見得吧,你有沒有想過,或許瑪雅就是一個(gè)普普通通的部落,而因?yàn)槟阄业某霈F(xiàn)而興起。換句話說,瑪雅文明的神奇可能就是我們教他們的!我們回不去了,只有留在這里,并教會(huì)他們了所謂的數(shù)學(xué)和天文學(xué)??!”許紀(jì)歌淡淡說道。
“這…”博士無話可說。
“那就只能靠運(yùn)氣了?!痹S紀(jì)歌說道。
“什么靠運(yùn)氣?”博士不明白。
“我們只有去找證據(jù),不是說瑪雅是神奇的文明嗎,我們就在什么都沒有教給他們的時(shí)候,去找找看,看他們的數(shù)學(xué)和天文學(xué)水平到底怎樣!”
“對(duì)哦,如果他們已經(jīng)有了這方面的知識(shí),那就說明…嘿嘿”博士又有希望了。
“別高興的太早了,那萬一他們沒有這方面的知識(shí)呢…”
“別烏鴉,這很難說,我看希望還是很大的?!?/p>
“恩,在這瞎猜也沒用,我們還是快去找證據(jù)比較現(xiàn)實(shí),找不到的話就只能去找時(shí)光機(jī)了!”許紀(jì)歌頭腦清醒的很,催促道。
“恩,出發(fā)吧。”
于是他們離開了公告牌。走出了村子,在大森林里行走著。
走了許久,終于來到了一個(gè)大城市里。這里車水馬龍,行人川流不息,一派繁榮?!澳阏J(rèn)為呢?”博士問?!半y說,光靠這景象很難判斷?!痹S紀(jì)歌也不保留。如實(shí)說來。
二人來到一商店,許紀(jì)歌問道:“有沒有好玩的東西”,那人說:“兩位要些什么好玩的?!薄坝袥]有三角尺,或量角器之類的東西?”許紀(jì)歌問?!叭浅撸渴鞘裁礀|西?”那人好像糊涂了。不知道許紀(jì)歌在說些什么。“哦,果然不行。那你知道些有關(guān)太陽系的消息嗎?”許紀(jì)歌看上去好像有點(diǎn)失望?!疤栂担?jī)晌坏降紫胍裁窗?,這些東西我都不知道啊。”
“看來問題解決了?!痹S紀(jì)歌說。
“沒有,還不能確定?!蔽覀兊萌ヒ惶颂煳呐_(tái)。
“天文臺(tái)?”
“對(duì),你看那兒?!辈┦空f著,用手指著一組建筑群說道。
“哦,那是天文臺(tái),你確定?”許紀(jì)歌好像不信。
“快走吧,我確定,那就是天文臺(tái)。書上有記錄?!辈┦坷S紀(jì)歌就走。
來到了天文臺(tái)附近,突然二個(gè)手持長(zhǎng)刀的侍衛(wèi)攔住了他們。“不許進(jìn)入,這兒只有國(guó)王才能進(jìn)?!薄芭?,是嗎。”博士說?!安缓靡馑?,我們這就走。”說完拉著許紀(jì)歌就到了一邊?!拔梗趺戳?,許紀(jì)歌問,現(xiàn)在該怎么辦?!痹S紀(jì)歌問。“恩,我看還是等等再說。強(qiáng)攻肯定不行,他們?nèi)颂?。”“等到天黑以后再說。”博士說。
天文系0 1級(jí) 王燕平
XX年8月26日到9月3日,我們?nèi)ピ颇咸煳呐_(tái)實(shí)習(xí),除去坐火車的時(shí)間,我們?cè)诶ッ鞔?天,那5天是短暫而又美好的,而我對(duì)這次的昆明之行也是感觸很多。
到了鳳凰山天文臺(tái),感覺果然和北京很不一樣,那里的氣候很濕潤(rùn),地方也很寬敞,到處都郁郁蔥蔥的,很清新。29號(hào)那天,我們?nèi)チ耸滞妫巧衿娴目λ固氐孛埠苁翘貏e,再一次讓我領(lǐng)會(huì)到了大自然的奇妙。
隨后的兩天,云臺(tái)的老師為我們精心準(zhǔn)備了8個(gè)講座,每一場(chǎng)作講座的都是那里的精英,我對(duì)其中的幾個(gè)報(bào)告印象尤其深刻。首先是云南天文臺(tái)的臺(tái)長(zhǎng)李焱先生為我們介紹那里的一些基本基本情況。云南天文臺(tái)是1972年經(jīng)國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)正式成立的,直屬中國(guó)科學(xué)院,是首批進(jìn)入中科院知識(shí)創(chuàng)新工程的綜合性研究所,也是我國(guó)南方最大的天文實(shí)測(cè)基地。具有天體物理、天體測(cè)量與天體力學(xué)兩個(gè)專業(yè)的碩士授權(quán)點(diǎn)、博士授權(quán)點(diǎn)和一個(gè)天文學(xué)博士后流動(dòng)站。現(xiàn)在云臺(tái)主要分為3個(gè)觀測(cè)站點(diǎn),其中,鳳凰山是天文臺(tái)的研究中心,麗江的高美古天文臺(tái)還在緊張建設(shè)中,澄江的撫仙湖太陽觀測(cè)站建成后也將成為國(guó)內(nèi)首屈一指的太陽觀測(cè)站。鳳凰山上集中了許多的觀測(cè)設(shè)備,主要有:1米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,1.2米激光測(cè)距望遠(yuǎn)鏡,10米太陽射電望遠(yuǎn)鏡,2.8米鍍膜機(jī),以及一些光電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室。那里的工作人員研究的主要領(lǐng)域包括恒星天體物理,星系與活動(dòng)星系核,太陽物理和太陽結(jié)構(gòu),以及一些天文臺(tái)選址、儀器、技術(shù)方面的工作。云臺(tái)還積極加強(qiáng)國(guó)際合作,與英國(guó)劍橋大學(xué)和牛津大學(xué)、美國(guó)國(guó)立天文臺(tái)、德國(guó)馬普學(xué)會(huì)、日本國(guó)立天文臺(tái)等許多國(guó)內(nèi)外著名天文研究機(jī)構(gòu),在天文學(xué)觀測(cè)與研究、望遠(yuǎn)鏡及其終端設(shè)備研制、天文新技術(shù)與方法等方面有廣泛合作,包括合作研究、共同運(yùn)行望遠(yuǎn)鏡、共同研制和開發(fā)新型終端設(shè)備等。
錢聲幫先生為我們做的報(bào)告是《用1 米望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行密近雙星的觀測(cè)和分析研究》,內(nèi)容主要包括1米望遠(yuǎn)鏡簡(jiǎn)介、密近雙星的研究以及較差測(cè)光的觀測(cè)。劉忠副臺(tái)長(zhǎng)的報(bào)告是《天文光學(xué)設(shè)備的新紀(jì)元》,他講得很生動(dòng),我從中了解到了最近天文學(xué)應(yīng)用的新技術(shù),計(jì)劃中的大型望遠(yuǎn)鏡更是讓人期待,從他的報(bào)告中我們感受的到未來天文的魅力。李可軍研究員的《太陽活動(dòng)及太陽活動(dòng)周的研究》為我們介紹了云臺(tái)的主要太陽觀測(cè)儀器以及參加國(guó)際合作的一些研究課題。畢紹蘭女士則就《日震學(xué)和太陽模型》為我們展開了相關(guān)講解。關(guān)于激光測(cè)距的報(bào)告則由于我們專業(yè)知識(shí)欠缺聽的不太明白。
云臺(tái)首席科學(xué)家韓占文研究員的報(bào)告非常精彩,我在來實(shí)習(xí)之前就已經(jīng)久仰他的大名,這次能聽到他的報(bào)告更是覺得激動(dòng)。他講的題目是《恒星演化及其應(yīng)用》,主要探討了橢圓星系的紫外反轉(zhuǎn)問題、星族合成、b型亞矮星的一些研究、以及關(guān)于演化星族合成的初步結(jié)論,其中提出了不少值得研究的問題,加深了我們對(duì)天文研究的興趣。
9月1號(hào),我們參觀了天文臺(tái)的1米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、10米射電望遠(yuǎn)鏡和太陽望遠(yuǎn)鏡,1.2米的激光測(cè)距望遠(yuǎn)鏡還正在建設(shè)。我們還參觀了研究人員的實(shí)驗(yàn)室,他們都在忙碌著。在其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)室我們看到了一些望遠(yuǎn)鏡的小模型,很有趣。
在云臺(tái),我們和那里的研究生接觸不多,只是簡(jiǎn)單了解了一下他們的生活是什么樣的,感受的到,他們的生活和娛樂氣息很濃,那里的學(xué)生很多,有一些專門從事儀器制作。我想,要是能和他們有一些更多的接觸和了解就更好了。
關(guān)鍵詞 沈括 科學(xué)思想 科學(xué)方法
中圖分類號(hào): I206.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、 沈括及其主要科技成就
沈括(1032-1096),字存中,號(hào)夢(mèng)溪,生于北宋中期,浙江錢塘(今浙江杭州市)人。沈括自幼聰慧好學(xué),對(duì)事物充滿好奇心和探索欲,他一生知識(shí)淵博,博學(xué)善文,仕途之余從事著述和科學(xué)研究,精通數(shù)學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和地理學(xué),在音樂、藝術(shù)、文學(xué)、史學(xué)、醫(yī)藥、律歷等方面也取得了矚目的成就,更是出色的工程師、軍事家、政治家和外交家。沈括平生著作四十余種,晚年更是以生平見聞撰寫了筆記體巨著《夢(mèng)溪筆談》,對(duì)我國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展有著巨大的貢獻(xiàn),被英國(guó)學(xué)者李約瑟稱為“中國(guó)科學(xué)史中最卓越的人物”。
沈括在自然科學(xué)等諸多領(lǐng)域中都頗有成就。數(shù)學(xué)方面,他從實(shí)際計(jì)算需要出發(fā),首創(chuàng)了“隙積數(shù)”和“會(huì)圓術(shù)”,促進(jìn)了平面幾何學(xué)的發(fā)展,在天文計(jì)算中也起了重要作用。物理方面,沈括對(duì)小孔成像、凹面鏡成像等做了探討與實(shí)驗(yàn),推動(dòng)了“透光鏡”的研究并最早記錄了磁偏角的存在;此外,他還剪紙人在琴上做實(shí)驗(yàn),研究聲學(xué)中的共振現(xiàn)象。化學(xué)方面,沈括第一次提出了“石油”的概念,對(duì)石油地質(zhì)、產(chǎn)油區(qū)的地表特征作了精辟的闡釋,并利用石油不完全燃燒而生成炭黑的特點(diǎn)創(chuàng)造了石油炭黑代替松木炭黑制造煙墨的工藝。天文學(xué)方面,他研究并改進(jìn)了渾儀、浮漏和影表等天文儀器,制造了側(cè)日影的圭表,改進(jìn)了側(cè)影方法,測(cè)得真太陽日的長(zhǎng)短變化;提出采用“十二氣歷”,建議以太陽運(yùn)動(dòng)作為計(jì)算依據(jù)。地理學(xué)方面,沈括正確解釋了華北平原的成因,并提出制圖九法;他首次將“飛鳥直達(dá)”測(cè)量法用于制圖,并在木板上制成了最早的立體地理模型。沈括還致力于醫(yī)藥研究,搜集整理中醫(yī)藥方并將其收錄于《良方》之中。此外,他對(duì)風(fēng)雨雷電等自然現(xiàn)象的探討,對(duì)動(dòng)植物形態(tài)的描述以及對(duì)晶體的論述等方面也有許多獨(dú)到的見解。
二、 沈括的科學(xué)思想
沈括的科學(xué)思想以元?dú)狻㈥庩?、五行學(xué)說為基礎(chǔ),具有樸素唯物論和辯證法傾向,既注重繼承傳統(tǒng),又勇于懷疑,開拓創(chuàng)新,具有考察和試驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)踐性,并堅(jiān)持經(jīng)世致用益于民生的務(wù)實(shí)思想。
(一)沈括的科學(xué)思想。
1. 唯物辯證的思想。
沈括具有樸素的唯物主義思想和發(fā)展變化的觀點(diǎn),他認(rèn)為“天地之變,寒暑風(fēng)雨,水旱螟蝗,率皆有法”,并指出“陽順陰逆之理,皆有所從來,得之自然,非意之所配也”。沈括認(rèn)為,自然界的事物是不斷運(yùn)動(dòng)變化的,這些變化都是有規(guī)律的,而這些規(guī)律是客觀存在且不以人的意志為轉(zhuǎn)移的?;谧兓乃枷?,沈括提出了“不膠一法,乃為通術(shù)”的觀點(diǎn),他認(rèn)為既然事物是不斷變化發(fā)展的,就應(yīng)當(dāng)用辯證的思想來看待問題。
在沈括看來,“物理有常、有變”,萬物之理受本氣影響在一定階段內(nèi)表現(xiàn)出“?!钡囊幻?,具有一定的穩(wěn)定性,同時(shí)它又受到其他各種因素的影響而呈現(xiàn)出“變”的一面,“有常有變”是正?,F(xiàn)象,“變”是絕對(duì)的、永恒的,“常”是相對(duì)的、暫時(shí)的。既要看到“?!?,又不能忽視其他因素影響下的“變”,才能把握住事物變化的規(guī)律。同時(shí),事物變化的規(guī)律往往是隱藏起來的,不容易被人們所認(rèn)知,但隨著人們認(rèn)識(shí)能力的增強(qiáng),可以深入了解并掌握事物變化的客觀規(guī)律。
2. 繼承創(chuàng)新的思想。
任何科技創(chuàng)新和進(jìn)步都是在前人的研究基礎(chǔ)上形成的,沈括也不例外。他重視并善于批判地繼承前人的成果,通過認(rèn)真搜集和學(xué)習(xí)這些已有的成果,取其精髓,舍其糟粕,遺古而創(chuàng)新。他從已有的文獻(xiàn)中梳理物理、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等各方面的知識(shí),對(duì)它們進(jìn)行歸類思考并提出質(zhì)疑。
如沈括在昭文館擔(dān)任編校書籍的工作時(shí)曾參與考評(píng)渾天儀,他將之前數(shù)十位歷算家關(guān)于刻漏的著作以及二十五種歷書都找來詳細(xì)研讀,很快掌握了天文歷法方面的知識(shí),成為一名對(duì)天文歷法頗有研究的專家。沈括曾對(duì)僧一行的《大衍歷法》有很高的評(píng)價(jià),但發(fā)現(xiàn)這一歷法沿用至北宋已經(jīng)與朔法不盡符合,與四時(shí)節(jié)氣也有脫節(jié),于是在主持編修《奉元?dú)v》時(shí),提出了“十二氣為一年,更不用十二月”的主張。沈括對(duì)歷法的改革在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)飽受非議,直到近代“十二氣歷”的科學(xué)性才得到人們的接受,但他的創(chuàng)新意識(shí)卻得到了普遍的贊譽(yù)。著名的科學(xué)家竺可楨對(duì)沈括遺古創(chuàng)新的科學(xué)思想有很高的評(píng)價(jià):“…而括當(dāng)時(shí)能獨(dú)違眾議,毅然倡立新說,置怪怨攻罵于不顧,其篤信真理之精神,雖較之于伽利略,亦不多讓也。”
3. 實(shí)踐的思想。
沈括主張人的認(rèn)識(shí)和知識(shí)都來源于實(shí)踐,他強(qiáng)調(diào)“事非前定”,認(rèn)為實(shí)踐是第一位的,人們只有經(jīng)過不斷地實(shí)踐、反復(fù)細(xì)致的觀察,才能認(rèn)識(shí)和了解事物,從而掌握事物運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律,即“詳觀而能熟喻”。 沈括正是用實(shí)踐的態(tài)度來從事科學(xué)研究的,他從實(shí)踐的思想出發(fā),重視勞動(dòng)人民的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和發(fā)明創(chuàng)造,實(shí)踐的思想貫穿沈括科學(xué)研究的始終。
沈括得到畢發(fā)明的活泥字后,親自實(shí)踐,在實(shí)踐的過程中進(jìn)行了深入的研究和總結(jié),并對(duì)整個(gè)工藝流程作了詳細(xì)的記錄,進(jìn)而將活字印刷術(shù)的操作過程展現(xiàn)出來??梢哉f,如果沒有沈括對(duì)活字印刷術(shù)技術(shù)的總結(jié),畢的活字印刷術(shù)很可能就失傳了。
(二) 沈括科學(xué)思想的特點(diǎn)。
沈括醫(yī)生的科學(xué)實(shí)踐中,有著中國(guó)古代科學(xué)家重視解決生產(chǎn)、生活中實(shí)際問題的傾向,帶有明顯的經(jīng)世致用的務(wù)實(shí)特點(diǎn)。如他的隙積術(shù)和會(huì)圓術(shù),是在興修水利的工作中,為了準(zhǔn)確計(jì)算各種堆垛而提出的;分層筑堰測(cè)量法也是在他整治汴河的工程中發(fā)明出來的。
沈括的晚年著作《夢(mèng)溪筆談》中,關(guān)于自然科學(xué)的內(nèi)容多達(dá)255條,其中有關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的43條、醫(yī)學(xué)方面88條、工程技術(shù)23條、應(yīng)用技術(shù)數(shù)學(xué)12條、屬國(guó)防與國(guó)家行政管理的地學(xué)20條、應(yīng)用物理、化學(xué)及地質(zhì)學(xué)35條、樂律21條,共242條,這些都于現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān),有一定的實(shí)用價(jià)值。
(三) 沈括科學(xué)思想的局限性。
雖然沈括的思想總體來說是以樸素的唯物論和辯證法為核心的,但是,受歷史時(shí)代影響,他的思想十分復(fù)雜,并夾雜著一些唯心的內(nèi)容。沈括在批判 “萬事無不前定”,提出“事非前定”的樸素唯物論的同事,又陷入了“人有前知”的泥沼。他認(rèn)為,一切都是前世的定數(shù),而圣人是可以知曉未來之事的。沈括在表示占卜之術(shù)不可恃信的同時(shí),又指出這些方術(shù)都是有寓意的,個(gè)人的主觀行為會(huì)對(duì)占卜行為產(chǎn)生影響,凡夫俗子受累于心很難掌握方術(shù)的神奇,只有排除心中的雜念,才有資格談?wù)摗跋戎瘛薄?/p>
三、 沈括的科學(xué)研究方法
科學(xué)研究方法是影響科學(xué)成果的重要因素,在科學(xué)研究中有重大的作用。沈括作為北宋時(shí)期成就斐然的科學(xué)家,能夠在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得如此巨大的成就,很大程度上得益于他先進(jìn)的科學(xué)方法。
(一) 沈括的科學(xué)研究方法。
1. 觀察和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。
科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究過程中借以獲得經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和材料數(shù)據(jù)的重要手段。丹皮爾曾說過:“證明前人說法的惟一方法,只有觀察和實(shí)驗(yàn)”。沈括正是遵循了這一思想,他在科學(xué)領(lǐng)域的巨大成就絕大部分是在觀察與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成的。
他看到凹面鏡照射物體所成的像是倒置的,為了解這一現(xiàn)象的原理,沈括在生活中經(jīng)常觀察類似的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)窗外的樓塔,由于光線穿過窗格,它所形成的塔影也是倒立的。這些為他研究凹面鏡的成像原理提供了真實(shí)的資料。為了驗(yàn)證“同聲相應(yīng)”的原理,沈括對(duì)共振現(xiàn)象也做了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn):他將紙人放在待測(cè)的弦上,彈撥此弦紙人會(huì)因?yàn)楣舱穸鴦?dòng),彈撥其他弦紙人則不動(dòng);如果琴弦的聲調(diào)高低都相同,即使不是同一個(gè)琴上的弦也會(huì)震動(dòng)。
2. 歸納和演繹相結(jié)合。
歸納和演繹是沈括從事科學(xué)研究的重要方法之一,他善于通過對(duì)同類事物和現(xiàn)象的觀察分析,從中找出事物之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而概括出一般性的原理,揭示事物變化發(fā)展的規(guī)律。
沈括在考察雁蕩山諸峰形狀時(shí),分析它們的特點(diǎn)和成因,指出這是由于水流侵蝕作用的結(jié)果,并由此聯(lián)想到西北黃土地區(qū)的地貌特點(diǎn)。經(jīng)過比較和分析,沈括認(rèn)為黃土高原的深壑成因與雁蕩山相同,都是由于流水侵蝕而形成的。他還觀察研究了從地下發(fā)掘出來的類似竹筍、核桃、魚蟹等各種化石,指出它們是古代動(dòng)植物的遺跡,并根據(jù)化石推出了古代地卑氣濕的自然環(huán)境。
3. 矛盾分析方法。
沈括主張“物理有常,有變”,他認(rèn)為事物都是處于矛盾之中,具有深刻的辯證法思想,因此,沈括善于用矛盾分析的方法來研究事物變化發(fā)展的規(guī)律。由于事物是不斷發(fā)展變化的,當(dāng)矛盾的兩方面發(fā)展到一定階段就會(huì)向它的對(duì)立面轉(zhuǎn)化,因此沈括非常重視對(duì)事物內(nèi)部矛盾和轉(zhuǎn)化法則的認(rèn)識(shí)與把握。
沈括曾根據(jù)陰陽五行相互作用的矛盾轉(zhuǎn)化理論,成功預(yù)報(bào)了開封地區(qū)的一次降雨:持久的干旱是因?yàn)闈裢疗鹬鲗?dǎo)作用,連日陰天,從氣已經(jīng)開始見效,只是被厥陰之氣克制才沒有形成雨;后來突然出現(xiàn)晴天,是燥金之氣出現(xiàn),厥陰之氣受阻,太陰之氣伸展開來,到第二天氣運(yùn)都順暢了,所以推斷有雨。除了天文學(xué),沈括的矛盾分析方法更多的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。他指出同一植物上的不同部位有著不同的藥性,同一植物相同部位在不同時(shí)節(jié)、不同地區(qū)的藥性也有差異,因此在采草藥時(shí)應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)。
(二) 沈括科學(xué)研究方法的特點(diǎn)。
沈括在對(duì)自然現(xiàn)象和科技成就的記述時(shí)十分詳細(xì),他觀察事物細(xì)致、準(zhǔn)確、具體,并重視用通俗易懂的語言描述科學(xué)成果和自然現(xiàn)象。他有關(guān)雷電、地震、以及隕鐵等自然現(xiàn)象的記載,貼切而生動(dòng),使人仿佛親臨現(xiàn)場(chǎng)。這不僅僅是沈括進(jìn)行科學(xué)研究和科學(xué)推論的基礎(chǔ),也為后世學(xué)者的研究提供的可靠的信息。
但由于歷史局限性,沈括以及他同時(shí)代的科學(xué)家的科學(xué)研究沒有同生產(chǎn)活動(dòng)分離,沒有形成一種獨(dú)立的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),所有的科學(xué)方法都是被包含在生產(chǎn)過程之中的。
(作者單位:浙江工業(yè)大學(xué)政治與公共管理學(xué)院)
參考文獻(xiàn):
[1]祖慧.沈括評(píng)傳.南京大學(xué)出版社,2004
[2]沈括.夢(mèng)溪筆談.時(shí)代文藝出版社,2001
[3]何任. 宋代偉大的科學(xué)家――沈括. 浙江中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2002,(01)
[4]呂變庭,劉瀟. 論沈括的“天人相分”思想. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版), 2007,(05)
[5]李約瑟.中國(guó)科學(xué)技術(shù)史.上海古籍出版社,1990
關(guān)鍵詞 天文教育 人文素養(yǎng) 滲透和提升
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
天文屬于自然科學(xué),是“求真”,是對(duì)宇宙天體及其運(yùn)行規(guī)律的研究和認(rèn)識(shí)。人文是“求善”,是對(duì)人生和社會(huì)的美好境界的追求??茖W(xué)注重邏輯,給人以嚴(yán)謹(jǐn),人文則關(guān)注人的精神世界,給人以獨(dú)立的精神和自由的思想。若忽視人文教育,人的想象力和創(chuàng)造力就會(huì)被抑制,人的氣質(zhì)就難以高雅,人的同情心、審美感、道德感就會(huì)缺失。
愛因斯坦說過:“科學(xué)是一種強(qiáng)有力的工具,怎樣用它,究竟給人們帶來幸福還是災(zāi)難,全取決于自己,而不是工具,刀子在人類生活上是有用的,但它也可用來殺人”。為了保證科學(xué)這個(gè)工具被正確使用,科學(xué)需要人文導(dǎo)向,求真需要求善導(dǎo)向。在天文教育中融入人文精神的培養(yǎng),對(duì)學(xué)生形成熱愛生活、向往和追求美好事物的積極心態(tài)大有益處,在人文精神熏陶下成長(zhǎng)的學(xué)生今后應(yīng)用科學(xué)知識(shí)時(shí),就會(huì)進(jìn)行政治的、法律的、倫理的、生態(tài)的思考,他們的行為就會(huì)符合國(guó)家、民族、人民的利益。
目前,我國(guó)中小學(xué)的天文教育發(fā)展迅速,許多學(xué)校配備了各種天文觀測(cè)設(shè)備,天文觀測(cè)已成為深受學(xué)生喜愛的課外活動(dòng)。但大多數(shù)學(xué)校的天文教育僅在天象觀測(cè)、普及天文知識(shí)這一層面上游弋,而缺少對(duì)學(xué)生人文精神的培養(yǎng)。其實(shí),在天文學(xué)中蘊(yùn)藏深刻的人文內(nèi)涵。那么,中小學(xué)天文教育中人文精神的培養(yǎng)可通過哪些途徑來實(shí)施?對(duì)此,筆者結(jié)合自己的天文教育實(shí)踐,從以下幾方面進(jìn)行闡述。
1 挖掘天文活動(dòng)中人文教育的內(nèi)涵
1.1 將天文與文學(xué)、哲學(xué)合理自然地整合
我國(guó)的許多歌賦詩(shī)詞、哲學(xué)思想都與天文密切相關(guān),在天文活動(dòng)中融入文學(xué)和哲學(xué),是提升學(xué)生人文素養(yǎng)的重要途徑。如:在中秋夜,可以通過開展詠詩(shī)賞月活動(dòng),將天文和我國(guó)的中秋文化融合起來;在野外觀測(cè)時(shí),讓學(xué)生一邊臥看牽??椗恰⑿蕾p銀河,一邊朗誦有關(guān)銀河的詩(shī)詞,將天文觀測(cè)和經(jīng)典誦讀融合,星空之美和我國(guó)古典文學(xué)之美融合,從而陶冶學(xué)生的審美情趣,幫助他們積淀文化底蘊(yùn)。
宇宙以無比寬大的胸襟,包容了一切,也包容著我們每一個(gè)人。仰望星空,讓學(xué)生聯(lián)想宇宙之大,自身之渺小,從而勉勵(lì)學(xué)生要心胸寬廣,有所包容。了解星空運(yùn)行規(guī)律后,讓學(xué)生談?wù)搶?duì)《周易》中“天行健,君子以自強(qiáng)不息”的理解,使學(xué)生懂得星空的運(yùn)行是如此的剛健而有規(guī)律,世間萬物無能阻擋它的運(yùn)作,于是勉勵(lì)人們效法天宇,為實(shí)現(xiàn)理想而百折不饒。通過這樣的情景體驗(yàn),不僅使學(xué)生領(lǐng)略到星空的美麗,更能使學(xué)生感悟到深邃浩渺的星空中蘊(yùn)藏著的人類思想的美麗。
1.2 從神話傳說中挖掘人文教育內(nèi)涵
神話傳說體現(xiàn)了古人對(duì)美好生活的向往和追求,蘊(yùn)含著豐富的人文內(nèi)容。天文中的神話傳說俯拾皆是,如我國(guó)的后羿射日、嫦娥奔月、天狗食月以及西方的88個(gè)星座的由來、天空之神宙斯等。將這些神話滲透到天文理論學(xué)習(xí)和觀測(cè)活動(dòng)中,不僅能愉悅學(xué)生的精神,還能引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)生命的意義,提高學(xué)生的道德修養(yǎng)。
比如觀測(cè)昴星團(tuán)時(shí)給學(xué)生講董永和七仙女的神話故事,讓學(xué)生體會(huì)到古代勞動(dòng)人民對(duì)自由純真愛情的向往。觀測(cè)天蝎座和獵戶座時(shí),引用杜甫“人生不相見,動(dòng)如參與商”的詩(shī)句,講述帝王嚳的兩個(gè)兒子閼伯和實(shí)沈互不和睦的傳說,使學(xué)生懂得珍惜友誼、親情。學(xué)習(xí)和辨認(rèn)星座時(shí),讓學(xué)生查找各種星座的希臘神話,感受與人同形同性的希臘神靈帶給大家的歡悅之情,了解希臘神話和我國(guó)神話的差異以及希臘神話所凸顯出來的人本意識(shí)和自由觀念。
1.3 從天文發(fā)展史中挖掘人文教育內(nèi)涵
科學(xué)史家薩頓說過:“把科學(xué)同人文主義結(jié)合起來,科學(xué)史是兩者之間的一座橋梁?!痹谔煳陌l(fā)展史中有眾多探索者的事跡都閃爍著人文精神的光輝,他們有的熱愛祖國(guó),運(yùn)用自己的社會(huì)影響反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)、維護(hù)和平;有的互助合作,真誠(chéng)寬容;有的身殘志堅(jiān),用短暫的生命解讀無限的宇宙。在天文活動(dòng)中巧妙地插入對(duì)天文學(xué)家的人生經(jīng)歷、人生體驗(yàn)的介紹,不但能引起學(xué)生的興趣,還能教育學(xué)生如何做人,促使學(xué)生人文精神的形成。另外,我國(guó)的航天事業(yè)不斷發(fā)展,成就舉世矚目,每當(dāng)神舟號(hào)飛船、天宮號(hào)目標(biāo)飛行器、嫦娥號(hào)探測(cè)器發(fā)射時(shí),可以組織學(xué)生觀看發(fā)射的現(xiàn)場(chǎng)直播,激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和愛國(guó)熱情。
2 營(yíng)造人文環(huán)境,發(fā)揮隱性課程的作用
創(chuàng)建良好的人文環(huán)境也是培養(yǎng)和提升學(xué)生人文素養(yǎng)的一條重要途徑。“人創(chuàng)造環(huán)境,環(huán)境也創(chuàng)造人”,和諧良好的人文環(huán)境具有潤(rùn)物無聲的熏陶功能和激勵(lì)功能。我們可以把天文學(xué)中蘊(yùn)含的人文精神挖掘出來,使之滲透到校園的每一個(gè)角落,成為校園文化建設(shè)的一部分。例如,在天文活動(dòng)室張貼我國(guó)古代天文學(xué)家的畫像、學(xué)生書寫的天文詩(shī)詞和天文學(xué)家的格言,在校園中建造大型的日晷、圭表等天文測(cè)量?jī)x器,在學(xué)校的宣傳窗中定期展出學(xué)生天文活動(dòng)的照片。
在加強(qiáng)自然環(huán)境人文化布置的同時(shí),還可以在天文活動(dòng)中為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)表現(xiàn)和發(fā)展自己的溫馨環(huán)境,使學(xué)生看到自身的價(jià)值,建立自信心和榮譽(yù)感。比如,把學(xué)生的天文小制作、天文手抄報(bào)、小論文、觀測(cè)記錄和日記等通過各種途徑展示出來。
在這種充滿人文氣息的環(huán)境感染下,學(xué)生的情感意志、道德品質(zhì)、價(jià)值判斷等就會(huì)受到潛移默化的影響,學(xué)生會(huì)自覺地修正自己的言行舉止,懂得尊重、懂得理解、懂得寬容與合作,心智得到和諧的發(fā)展。
3 提升教師自身的人文素養(yǎng)
要培養(yǎng)學(xué)生的人文精神,教師必須增強(qiáng)自身的人文底蘊(yùn)。作為中小學(xué)天文指導(dǎo)教師,不但要有豐富的天文專業(yè)知識(shí),還應(yīng)具備廣博深厚的文化素養(yǎng),這樣才能成為學(xué)生思想的引導(dǎo)者,才能用自己的個(gè)性魅力去吸引學(xué)生、影響學(xué)生。那么,如何提高教師自身的人文素養(yǎng)?最重要的是讀書,讀書能造就完善的人格。理科教師應(yīng)多讀些文學(xué)、哲學(xué)、歷史等人文方面的書籍,尤其是要加強(qiáng)經(jīng)典閱讀,在讀書中領(lǐng)悟人生真諦、把握人生哲理、體會(huì)人生價(jià)值。
教師自身的人文素養(yǎng)提高了,指導(dǎo)學(xué)生開展天文活動(dòng)時(shí),就會(huì)有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行人文精神的滲透。
總之,中小學(xué)天文指導(dǎo)教師只要努力提高自身素質(zhì),用心挖掘天文教育中的人文內(nèi)涵,精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案,在活動(dòng)中將天文和人文自然地融合起來,必將有助于學(xué)生健康心理和健全人格的形成,必定能為學(xué)生今后的發(fā)展提供強(qiáng)大的情感支持和精神動(dòng)力,為培養(yǎng)出具有較高的科學(xué)素質(zhì)和人文素質(zhì)的創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 馮時(shí).中國(guó)古代的天文與人文[M].北京:中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社,2009.
激情的科學(xué)傳播者
美國(guó)《每日新聞》曾這樣評(píng)論薩根:“他有三只眼睛。一只眼睛探索星空,一只眼睛探索歷史,第三只眼睛,也就是他的思維,探索現(xiàn)實(shí)社會(huì)。”
據(jù)說,在美國(guó),連卡爾·薩根高領(lǐng)毛衣外套皮夾克的裝扮都為年輕人所效仿,這份崇拜來自于他宣講的科學(xué)和他宣講科學(xué)的方式。他談?wù)摰乃嘘P(guān)于科學(xué)的題目都那么有趣,他看上去生機(jī)勃勃,他改變了人們對(duì)科學(xué)的印象,他使科學(xué)充滿吸引力,甚至他還給科學(xué)涂上了一層時(shí)尚的色彩———既然年輕人是愛趕時(shí)髦的。但他改變的僅僅是科學(xué)的表面,他把科學(xué)的內(nèi)涵原本而準(zhǔn)確地告訴給公眾,結(jié)果他成了年輕人追逐的明星,被美國(guó)青少年評(píng)為十大聰明人之一。
同許多科學(xué)家一樣,卡爾·薩根沉迷于科學(xué)并在天文學(xué)領(lǐng)域取得了卓越的成就,用著名科普作家卞毓麟的話說,薩根以他在天文學(xué)方面的成就就是獲得兩個(gè)美國(guó)科學(xué)院院士也不為過。而他與大多數(shù)科學(xué)家不同的是,他自覺地思考這樣的問題:科學(xué)家還應(yīng)該做什么?他認(rèn)為,任何一個(gè)社會(huì),如果希望在下個(gè)世紀(jì)生存得好,且其基本價(jià)值不受影響的話,那么就應(yīng)該關(guān)心國(guó)民的思維、理解水平,并為未來作好規(guī)劃。他說:“我堅(jiān)持認(rèn)為,科學(xué)是達(dá)到上述目的的基本手段——它不僅是專業(yè)人員所討論的科學(xué),更是整個(gè)人類社會(huì)所理解和接受的科學(xué)。如果科學(xué)家不來完成科學(xué)普及的工作,誰來完成?”“我們真正的危險(xiǎn)在于構(gòu)造了一個(gè)基本上依賴于科學(xué)和技術(shù)的社會(huì),卻幾乎沒有人懂科學(xué)和技術(shù)?!彼J(rèn)為理解世界是一種享樂,沒有被鼓勵(lì)著去積極思考的人是不幸的。于是他把這種快樂帶給公眾??纯?0年代末由薩根自編、自導(dǎo)、自演的大型科學(xué)電視系列片《宇宙》,就知道他具有怎樣超群的演說才能以及用通俗的語言闡釋艱深的科學(xué)概念的非凡能力,也就不能不相信學(xué)生要注冊(cè)登記他那限制名額的課必須得經(jīng)過激烈的競(jìng)爭(zhēng),全世界都愿意找他演講這種種事實(shí)。后來出版的《宇宙》一書,曾踞《紐約時(shí)報(bào)》暢銷書排行榜長(zhǎng)達(dá)70周之久,在美國(guó)印刷42次,有31種國(guó)外版本。在此前的1978年他還因科普作品《伊甸園的飛龍——人類智力進(jìn)化推測(cè)》獲普利策獎(jiǎng)。卡爾·薩根被贊譽(yù)為宇宙的解說員、科學(xué)的演員。
我們的科普缺什么
回憶少年時(shí)代,卡爾·薩根說,我對(duì)科學(xué)的興趣是通過讀科學(xué)和科幻的書和雜志而保持下來的。無疑,科普讀物是科學(xué)傳播重要而穩(wěn)定的方式之一。當(dāng)我們將目光停留于書店里科普讀物的柜臺(tái),也許會(huì)有眼花繚亂之感,科普,尤其是青少年科普讀物,近幾年的出版勢(shì)頭可以說是強(qiáng)勁的,但真正給讀者留下印象的,卻實(shí)在不多。
記者近日從對(duì)一批大中學(xué)生進(jìn)行的問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn),他們能說出的科普書的名字僅限于《十萬個(gè)為什么》、《海底兩萬里》、《時(shí)間簡(jiǎn)史》、《昆蟲記》等經(jīng)典科普書,能說出的科普作家的名字更是寥寥。這一方面說明學(xué)生的閱讀視野比較狹窄,更重要的是顯示了我國(guó)原創(chuàng)科普作品的匱乏。從剛剛結(jié)束的第二屆科普好書的獲獎(jiǎng)作品中,我們?cè)俅伟l(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)科普原創(chuàng)力量薄弱的“老問題”,一等獎(jiǎng)作品只有陳省身著《九十初度說數(shù)學(xué)》、徐星著《未亡的恐龍》兩本,二等獎(jiǎng)作品中,原創(chuàng)的也只有7種。
一位30多歲的女士回憶起自己小時(shí)候讀過的《小靈通漫游未來》仍然兩眼發(fā)光:“那本書被我讀了一遍又一遍,太空船、機(jī)器人、電視電話……當(dāng)時(shí)我就盼著時(shí)間快點(diǎn)帶我進(jìn)入2000年,那本書所描繪的未來對(duì)作為孩子的我太有誘惑力了?!毕嘈胚@本書曾點(diǎn)燃過許多孩子對(duì)未來的憧憬和對(duì)科學(xué)的興趣,當(dāng)然,這很大程度上與當(dāng)時(shí)封閉和相對(duì)貧乏的文化氛圍有關(guān),但也必須承認(rèn),能夠吸引讀者的科普書肯定具備這樣的品質(zhì):準(zhǔn)確的知識(shí),有趣的表述。一位中學(xué)教師抱怨說:“現(xiàn)在充斥于科普書架的很大一部分是拼湊之作,除了向?qū)W生推薦一些經(jīng)過時(shí)間檢驗(yàn)的科普書,還有什么選擇呢?”而學(xué)生感覺老師推薦的書大多內(nèi)容陳舊,他們更愿意看介紹新知識(shí)、反映最新科技成果的書。
這樣的書誰來寫?正像那位老師所說的,現(xiàn)在有些科普書由一些非專業(yè)人士操刀,因此存在許多知識(shí)上的錯(cuò)誤。好,那就由站在科技前沿的科學(xué)家來寫,問題又來了:首先,他們?cè)覆辉敢庾??有的人認(rèn)為科普膚淺,看不起,況且又不算研究成果,浪費(fèi)時(shí)間。其次,他們有沒有能力寫?要知道,把深?yuàn)W的理論用淺顯的語言表述出來并非易事,霍金對(duì)寫科普有這樣的見解,每多一個(gè)公式,也許就會(huì)減少一半讀者。而我們的科學(xué)家呢,大多是精于研究而訥于表達(dá)。
所以,怎么寫,同樣是個(gè)問題。在怎么寫中,寫的技巧是一方面,寫的態(tài)度又是一方面。我們傳統(tǒng)意義上的科普通常是居高臨下地告訴讀者這是什么那是什么,讀者只是“被科普”的對(duì)象,難怪一位中學(xué)生說:“我最煩有的書那種口氣,好像我們都是弱智似的,讓人受不了。”薩根的“三只眼睛”使他對(duì)科學(xué)有如此深刻的認(rèn)識(shí)且能透徹地告訴別人,在科學(xué)知識(shí)之外,他具備豐富的人文素養(yǎng)。這也正是我們的大多數(shù)科學(xué)工作者所欠缺的,究其根源,與我們的學(xué)校教育分科過早過細(xì)有很大的關(guān)系。
培根說,知識(shí)的力量不僅取決于其本身的價(jià)值大小,更取決于它是否被傳播以及傳播的深度和廣度。據(jù)中國(guó)科協(xié)公布的2001年中國(guó)公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查報(bào)告:每千人中只有14個(gè)人具備基本的科學(xué)素養(yǎng),不及美國(guó)十年前的1/6。
我們的科普缺什么?說到底,缺薩根這樣富于激情地傳播科學(xué)的明星!
期待中國(guó)的科學(xué)明星
在西方,每到圣誕節(jié)前夜,科學(xué)家們就會(huì)像其他公眾人物一樣,盛裝華服,向大家講述自己一年來的研究成果,展示自己的迷人風(fēng)采。有人把這一古老的傳統(tǒng)比作連接在樂曲與樂曲之間的一個(gè)高雅的“過門兒”,上周末,在北京的中國(guó)科技會(huì)堂也有這樣一場(chǎng)“演出”,由中外科學(xué)家、科普作家與公眾進(jìn)行關(guān)于科普本身、關(guān)于地外文明、關(guān)于反偽科學(xué)的演講和交流,這就是“公眾與科學(xué)”論壇。
居里夫人就是最典型的代表,她發(fā)現(xiàn)了兩種放射性元素,還兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)。不過,要是你只知道她這一位女科學(xué)家,那你就OUT了。
在科學(xué)上取得杰出成就的女科學(xué)家可多了,最近,中科院地球環(huán)境研究所的周衛(wèi)健和中科院生物物理所的閻錫蘊(yùn)都榮獲由中科院頒發(fā)的“優(yōu)秀女科學(xué)家獎(jiǎng)”哦。
女科學(xué)家是科學(xué)界一道美麗的風(fēng)景,她們?nèi)缍涠涿倒?,絢爛綻放,演繹著別樣的精彩。在中國(guó)乃至世界,有哪些杰出女科學(xué)家呢?我們一起來認(rèn)識(shí)一下她們吧!
中國(guó)女將別樣酷
在中國(guó),有一群為科學(xué)默默奉獻(xiàn)的女將們,他們不圖名利,只為了真正做點(diǎn)實(shí)事,最大限度地發(fā)出自己的光和熱。
黃道婆:紡紗織布人人夸
“黃婆婆,黃婆婆,教我紗,教我布,兩只筒子兩匹布”,這首歌里面的黃婆婆出身平凡,卻非常了不起,是宋末元初知名的棉紡織家,被稱為“棉神”。
黃婆婆的大名叫黃道婆,家在松江烏泥涇,從小做童養(yǎng)媳,受到公婆和丈夫的百般虐待。有一次,因?yàn)閯诶圻^度,她織布的速度慢了點(diǎn),被公婆和丈夫毒打了一頓,還被鎖在柴房里。
年幼的她欲哭無淚,再也無法忍受這種非人的折磨,便決定逃出去另尋生路。于是,一天晚上,她設(shè)法逃出家門,躲到一條海船上,隨船漂泊,到了海南島南端的崖州。
雖然流落他鄉(xiāng),舉目無親,但是黃道婆堅(jiān)信,憑自己勤勞的雙手一定能夠活下去。當(dāng)?shù)氐睦枳迦艘娺h(yuǎn)道而來的黃道婆衣衫襤褸,面容憔悴,便紛紛來照顧她,想辦法讓她安居下來。
當(dāng)時(shí),崖州盛產(chǎn)木棉,當(dāng)?shù)氐闹裁薹椒ê图徔椉夹g(shù)都比較先進(jìn)。黃道婆看到黎族人不僅棉花種得好,織的布好看,而且紗也紡得好,于是認(rèn)真地向他們學(xué)習(xí),結(jié)合黎漢兩族人民紡織技術(shù)的長(zhǎng)處,逐漸成為一名出色的紡織能手。
雖然在崖州過得衣食無憂,但是常常思念家鄉(xiāng),到老年的時(shí)候,她毅然回到了故鄉(xiāng)。
黃道婆一邊無私地向父老鄉(xiāng)親們傳授崖州的紡織技術(shù),一邊著手研究并制作更先進(jìn)的紡織工具,設(shè)計(jì)出一套軋籽、彈花、紡紗、織布的操作方法。
她教人們制造軋車,有了軋車軋棉籽,就可以不用手剝了;她改進(jìn)彈棉花的工具,把手撥的小竹弓改為用槌擊的大弓。同時(shí),她改進(jìn)了紡紗工具,把紡一根紗的手搖車改為能紡三根紗的腳踏車。
為了讓紡織品更加美觀,她又教大家把花卉、鳥獸等各式各樣的圖案織在織物上。這樣,圖案生動(dòng)、色彩艷麗的“烏泥涇被”應(yīng)運(yùn)而生,不久便聞名全國(guó)。
王貞儀:敢為天下先
清代著名女科學(xué)家王貞儀可厲害了,是舉世罕見的才女,她既不像一般的才女那般吟紅詠綠、彈拉賦唱,也不滿足于巾幗英雄的跨馬彎弓,卻饒有興趣地研究數(shù)學(xué)、地理、物理等,成果豐碩,被當(dāng)時(shí)的人們譽(yù)為“當(dāng)代班昭”。
她從小聰穎,胸懷大志,敢于突破封建社會(huì)“女子無才便是德”的束縛,十幾歲時(shí),就曾向蒙古將軍的夫人學(xué)習(xí)騎射,還以花木蘭、大小喬等為題材,抒發(fā)“足行萬里書萬卷,常擬雄心似丈夫”的胸懷。
作為女性,相比其他科學(xué)家,王貞儀在科學(xué)道路上走得更艱難。
剛開始鉆研天文學(xué)時(shí),就有一幫封建衛(wèi)道士嘲笑她,她沒有屈服,據(jù)理駁斥,頑強(qiáng)地頂住封建禮教的重壓,不屈不撓地進(jìn)行科學(xué)研究。
而且,她還為女性在封建社會(huì)中沒有受教育的權(quán)利、沒有學(xué)習(xí)科學(xué)文化的機(jī)會(huì)而大聲疾呼。
王貞儀堅(jiān)持自己的研究,在天文學(xué)方面,對(duì)歲差原理、測(cè)定和推算方法有清晰的了解,對(duì)日月食的成因和地圓的概念,做了生動(dòng)的論證和通俗易懂的說明。
她十分注重實(shí)踐,每當(dāng)晴朗的夜晚,就坐在院子里仔細(xì)觀察天象,注意星星的變化及月食同圓月的關(guān)系,還用燈籠當(dāng)太陽,圓桌當(dāng)?shù)厍?,鏡子當(dāng)月亮,不斷調(diào)整它們的位置、距離,做簡(jiǎn)單的模擬實(shí)驗(yàn)。
在數(shù)學(xué)研究中,王貞儀吸收了中西算法之長(zhǎng),善于邏輯推理,著有《歷算簡(jiǎn)存》、《籌算易知》和《西洋籌算增刪》等。
何澤慧:中國(guó)的“居里夫人”
雖然她開創(chuàng)了中國(guó)科學(xué)界眾多的第一:中國(guó)第一位物理學(xué)女博士、中科院第一位女院士、中國(guó)第一代核物理學(xué)家,可很少有人知道她。她是誰?她就是低調(diào)做科學(xué)的大人物何澤慧。
18歲,何澤慧考入清華大學(xué),26歲,在德國(guó)柏林高等工業(yè)學(xué)校成功拿到了博士學(xué)位。
后來她丈夫錢三強(qiáng)考到了法國(guó)巴黎大學(xué)居里實(shí)驗(yàn)室,跟隨居里夫人學(xué)習(xí)鐳學(xué)。幾年后,她也去了錢三強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)室,與他一起發(fā)現(xiàn)了鈾核的三分裂,又獨(dú)自發(fā)現(xiàn)了鈾核的四分裂。
他們的發(fā)現(xiàn)在國(guó)際科學(xué)界引起了巨大反響,因?yàn)殁櫤巳至殉霈F(xiàn)的概率是三百分之一,四分裂出現(xiàn)的概率是萬分之一,何澤慧也因此被贊譽(yù)為中國(guó)的“居里夫人”。
然而,人們不知道的是,這位大名鼎鼎的女科學(xué)家不僅低調(diào),還閑不住。
在籌建“兩彈一星”團(tuán)隊(duì)時(shí),人選名單里原本有何澤慧,但因?yàn)樗清X三強(qiáng)的家人,又是女性,最終與研究團(tuán)隊(duì)擦肩而過。但她以自己的方式參與了“兩彈一星”工程:氫彈研發(fā)時(shí),她帶人在實(shí)驗(yàn)室完成了一個(gè)重要數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。
1994年科學(xué)出版社出版了《中國(guó)現(xiàn)代科學(xué)家傳記大辭典》,在第6集“物理學(xué)”部分,竟沒有何澤慧的名字,她的傳記出現(xiàn)在了最后幾頁(yè)上。
據(jù)說,何澤慧本人不同意立傳,后來在編輯的一再請(qǐng)求下,她才著手撰寫自傳,并在全書付印前交稿。因全書頁(yè)碼已定,不便插入相應(yīng)學(xué)科,故補(bǔ)排在最后。
耄耋之年,何澤慧仍堅(jiān)持全天上班,就算到了86歲,還堅(jiān)持每周到高能物理所上幾天班。
她住在中關(guān)村,上班坐公交車,出門買菜也擠公交車。她生活一點(diǎn)也不講究,衣服上都是補(bǔ)丁,穿的是老式解放鞋,背的人造革書包,書包帶子已經(jīng)斷了,她仍然用繩子系著,革裂開了,她就用針線縫好。
李方華:獲“女性諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)”
物理的魅力,曾經(jīng)牽動(dòng)了一個(gè)17歲少女的心,也就是從那時(shí)開始,李方華步入了由男性主宰的科學(xué)界,與物理結(jié)下了不解之緣。
在實(shí)驗(yàn)物理學(xué)中,有人說有“大科學(xué)”和“小科學(xué)”之分。他們認(rèn)為所謂的“大科學(xué)”是指幾千名科學(xué)家和技術(shù)人員一起工作幾十年,研究巨大的儀器設(shè)備,“小科學(xué)”則指一小群人研究一些小的項(xiàng)目或設(shè)備。
無疑,李方華研究的是“小科學(xué)”,因?yàn)閺?0世紀(jì)50年代開始,她就一直執(zhí)著于探索極其細(xì)微的世界――電子晶體顯微鏡。不過,在她眼中,科學(xué)沒有大小之分。
1956年,李方華畢業(yè)于蘇聯(lián)列寧格勒大學(xué)物理系,回國(guó)后在中國(guó)科學(xué)院物理研究所工作,從事合金結(jié)構(gòu)的粉晶X射線衍射研究。
后來,經(jīng)歷了在電子衍射、高分辨電子顯微學(xué)、電子晶體學(xué)和準(zhǔn)晶體學(xué)等方面的大量研究實(shí)踐后,李方華成為頗有建樹的國(guó)際知名電子顯微學(xué)家,1993年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士,1998年當(dāng)選第三世界科學(xué)院院士。
2003年,她征服了各國(guó)評(píng)委,在法國(guó)巴黎摘取了有“女性諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)”之稱的“歐萊雅-聯(lián)合國(guó)教科文組織世界杰出女科學(xué)家成就獎(jiǎng)”。
在生活中,李方華踐行簡(jiǎn)單法則,她覺得越簡(jiǎn)單越好。
在蘇聯(lián)留學(xué)時(shí),助學(xué)金不是很高,而且飲食不習(xí)慣,有的中國(guó)學(xué)生就幾個(gè)人一塊開火做飯。李方華則堅(jiān)持在學(xué)生餐廳吃,甚至幾塊點(diǎn)心、一杯咖啡就算一頓飯了。
參加工作特別是結(jié)婚后,她依然生活簡(jiǎn)單。除了買菜買吃的,李方華很少逛商場(chǎng)。平時(shí)她還盡量少看電視,從不想著8小時(shí)以外的休閑,總是將零碎的、小塊的時(shí)間利用起來搞研究,把問題裝在腦子里,走路、做飯、洗衣服時(shí)都會(huì)思考,不經(jīng)意間就把問題解決了。
李方華很善于在工作外放松自己,她喜歡自己做衣服,手藝很好,而且愛唱歌,參加了中科院老年合唱團(tuán),經(jīng)常上聲樂課,還曾登臺(tái)表演。
韓喜球:美麗的海底探寶人
韓喜球,乍一聽,還以為是個(gè)爺們,誰知竟是位美麗的女科學(xué)家。
韓喜球看上去柔弱斯文,卻有著常人難以企及的意志力。她原本學(xué)的是陸地地質(zhì),卻常年與大海相伴,在海洋地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域如魚得水――榮獲“第五屆中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng)”和2008年度“海內(nèi)外有影響力的《中國(guó)婦女》時(shí)代人物”; 在2007年我國(guó)大洋科考第19航次中,作為第二航段的首席科學(xué)家助理參與發(fā)現(xiàn)了西南印度洋中脊上的第一個(gè)海底“黑煙囪”;在第三航段被提拔為首位女首席科學(xué)家, “領(lǐng)航”發(fā)現(xiàn)了4個(gè)海底熱液活動(dòng)區(qū)。
20年來,她執(zhí)著于海洋科考,并沉浸在探索海洋未知世界的無窮樂趣中。
海上條件異常艱苦,有時(shí)烈日當(dāng)空刺得人睜不開眼睛,甲板的溫度高達(dá)四五十度,每次出海至少要待上一個(gè)多月,調(diào)查工作得不分晝夜地開展。面對(duì)如此惡劣的條件和艱辛的科研工作,韓喜球以平常心對(duì)待,認(rèn)為習(xí)慣了就好,而且任務(wù)再艱巨,也欣然接受。
她工作的時(shí)候,從來不會(huì)因?yàn)樽约菏桥跃徒档蛯?duì)自己的要求,反而嚴(yán)格要求自己,不避重就輕。特別是在擔(dān)任首席科學(xué)家的時(shí)候,壓力非常大,她時(shí)刻保持高度緊張的精神狀態(tài),有時(shí)候沒時(shí)間睡覺,就靠在椅子上打個(gè)盹。
除了艱苦的生活條件和繁忙的科考任務(wù),最讓人難以忍受的是航行途中長(zhǎng)時(shí)間的孤獨(dú)。作為一個(gè)妻子和母親,她也非常牽掛家里,在海上經(jīng)常通過衛(wèi)星傳輸給家里發(fā)電子郵件,向兒子介紹海上的科考生活。
韓喜球很活潑,說話語速很快,平時(shí)著裝很隨意,不求名牌,但求得體。
除了中國(guó)大洋科考史上首位“女首席”之外,韓喜球還擔(dān)任了許多其他職務(wù),每天的生活都要繞著工作轉(zhuǎn)。
雖然很忙很辛苦,但她過得很充實(shí),如果沒有特殊情況,每周會(huì)去跳兩次健身操。
外國(guó)姑娘也不賴
除了中國(guó)有一批出色的女科學(xué)家們,外國(guó)的姑娘們也不遜色。盡管要比男性付出更多,但他們?nèi)匀辉诳茖W(xué)道路上勇敢前行,將一生都獻(xiàn)給了科學(xué)。
“灰姑娘”變身科學(xué)
誰說灰姑娘永遠(yuǎn)是灰姑娘,她們也能變成公主哦。你看,卡羅琳?赫歇爾這個(gè)“灰姑娘”通過自己的努力,完成了完美的蛻變,成為了一名杰出的科學(xué)家。
她出生在德國(guó)的漢諾威市,在家中的地位相當(dāng)于女仆,每天干活。1772 年,她被哥哥威廉?赫歇爾帶到英國(guó)巴斯,幫忙操持家務(wù)。
那時(shí),威廉?赫歇爾在八角教堂演奏管風(fēng)琴,她負(fù)責(zé)伴唱,曾受邀出席伯明翰音樂節(jié),可她推掉了這個(gè)演出機(jī)會(huì)。
后來,威廉?赫歇爾轉(zhuǎn)行,全身心研究天文學(xué),卡羅琳?赫歇爾也跟著轉(zhuǎn)行,不僅盡心竭力地協(xié)助哥哥進(jìn)行天文學(xué)觀測(cè)與研究、制作天文望遠(yuǎn)鏡,還利用每一個(gè)可以觀測(cè)的晴夜獨(dú)自觀測(cè),發(fā)現(xiàn)了新的星云和星團(tuán)。
1786年8月1日,她發(fā)現(xiàn)了第一顆彗星――35P/Herschel-Rigollet,是第一位發(fā)現(xiàn)彗星的女性。之后,她又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了7顆彗星,其中有幾顆曾被人觀測(cè)過,包括恩克彗星等。
另外,她還是第一位由英國(guó)皇家學(xué)會(huì)出版其作品的女性,是英國(guó)第一位領(lǐng)到報(bào)酬的女科學(xué)家。
1822 年,威廉?赫歇爾去世,卡羅琳退休回到漢諾威市,在那兒繼續(xù)進(jìn)行天文學(xué)研究,并編纂了一部星云錄,里面記載了2500個(gè)星團(tuán)。
1828年,英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)向她頒發(fā)金獎(jiǎng)?wù)?,并?835年推選她為該會(huì)的榮譽(yù)會(huì)員。1848 年,卡羅琳?赫歇爾去世,享年 97 歲。
為了紀(jì)念她在天文學(xué)上的貢獻(xiàn),小行星281“盧克雷蒂婭”以她中間的名字命名。此外,在月球的虹灣上也有一座名為“C. 赫歇爾”的環(huán)形山。
不輸給父母的伊蕾
作為皮埃爾和瑪麗?居里的大女兒,伊蕾娜追隨父母的腳步,也進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)室工作。
1926年,她嫁給了母親在巴黎的鐳研究院的一位助手――弗雷德里克?約里奧,從此之后,她和弗雷德里克在實(shí)驗(yàn)室里合作,研究原子結(jié)構(gòu)。
1934年,他們用人工方法制造出了放射性元素,即用 α 粒子轟擊鋁、硼、鎂,從而產(chǎn)生了氮、磷、硅和鋁的同位素。
第二年,他們獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),瑪麗?居里和伊蕾娜因此成為第一對(duì)分別獲得諾貝爾獎(jiǎng)的母女。
由于多年接觸放射性物質(zhì),伊蕾娜身體一日不如一日,在 1956 年死于白血病。
邦妮?巴斯勒聆聽細(xì)菌之
作為微生物學(xué)專家,邦妮?巴斯勒花了20多年時(shí)間聆聽細(xì)菌們的“竊竊私語”,最終破譯了“細(xì)菌密碼”,獲得2012年度世界杰出女科學(xué)家獎(jiǎng)。
她發(fā)現(xiàn)細(xì)菌不僅會(huì)進(jìn)食、繁殖,也有自己的意識(shí),會(huì)建立“城市”,甚至能區(qū)分其他細(xì)菌是否屬于自己的同類,并對(duì)它們發(fā)起“挑戰(zhàn)”或“聚會(huì)”邀請(qǐng)。
這個(gè)研究使人們對(duì)細(xì)菌的了解前進(jìn)了一大步。邦妮希望通過對(duì)細(xì)菌特性的了解,能夠研究出新式抗菌藥物。
誰能想到,這位在國(guó)際上聲名鵲起的女科學(xué)家,年輕時(shí)差點(diǎn)成為了一名普通的獸醫(yī)?!靶液谩币?yàn)殡y以克服解剖動(dòng)物時(shí)的生理不適,她不得不改行,專注研究微生物。
閑暇時(shí),邦妮很喜歡戲劇,偶爾會(huì)客串演員、舞者和歌手。她每天堅(jiān)持早起,參加有氧健身班,把一天的行程安排得滿滿當(dāng)當(dāng)。
德博拉?金:探索物質(zhì)第六態(tài)
自1997年被美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院聘為助理教授以來,德博拉?金在物理學(xué)研究中頗有建樹。2012年10月,她還榮獲了2013年度世界杰出女科學(xué)家獎(jiǎng)。
1968年,德博拉出生于美國(guó)加利福尼亞州,但她童年的大部分時(shí)間都待在佛羅里達(dá)州,她父親是佛羅里達(dá)理工學(xué)院的物理學(xué)教授,母親是工程物理碩士。
也許不少人會(huì)覺得,德博拉就是在這樣的科學(xué)氛圍中形成了對(duì)物理學(xué)的熱愛,但事實(shí)并非如此,在進(jìn)入普林斯頓大學(xué)之前,她一直沒有將物理學(xué)作為自己的研究方向。
大二時(shí),德博拉在一個(gè)物理學(xué)研究室實(shí)習(xí),在那里,她看到了物理學(xué)同現(xiàn)實(shí)生活千絲萬縷的聯(lián)系,并覺得實(shí)驗(yàn)室太有趣了,里面堆滿了各式各樣好玩的“玩具”,于是就踏入了物理學(xué)領(lǐng)域。
張衡生在南陽,葬在南陽。張衡墓位于南陽市北25公里的石橋鎮(zhèn),墓高8米,周長(zhǎng)79米,周圍有磚砌通道和八角形圍墻,墓周蒼松翠柏,遍植園內(nèi),綠茵遮地,墓園肅穆靜宜?;▔φ鏋橐辉麻T,門前兩側(cè)豎有墓碑兩通,一為明嘉靖年間所立,一為清光緒年間所立。
墓前有郭沫若的撰文石刻:“如此全面發(fā)展之人物,在世界歷史中亦屬罕見,萬祀千齡,令人敬仰?!?/p>
張衡,字平子,南陽郡西鄂(即今日之石橋鎮(zhèn))人。生于漢章帝建初三年(78年)卒于漢順帝永和四年(139年),終年62歲。張衡天資聰明,敏而好學(xué),博學(xué)多能,才華橫溢,在世界科學(xué)文化史上樹起了一座巍峨的豐碑,被譽(yù)為“世界文化名人,中國(guó)科學(xué)泰斗。”
東漢時(shí)期的都城在洛陽,當(dāng)時(shí)的洛陽是全國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心,文人薈萃,學(xué)校如林,學(xué)術(shù)空氣濃厚,文化教育空前繁榮。張衡為了開闊眼界,實(shí)地考察,于漢和帝永元六年(94年)的陽春三月,來到了洛陽。這次他在洛陽居住了6年。其間他把主要精力用在游太學(xué)、訪名師、求好友、虛心學(xué)習(xí)、刻苦鉆研方面。
他精通了五經(jīng)(易、書、詩(shī)、禮、春秋)和六藝(禮、樂、射、御、書、數(shù)),又在好友崔瑗的幫助下,開始研究自然科學(xué)方面的天文、數(shù)學(xué)、歷法。他寫了不少優(yōu)美的辭賦,初步展現(xiàn)了他非凡的才華,引起了社會(huì)上的關(guān)注。在文學(xué)和科學(xué)方面已經(jīng)有了很高的造詣,這為他后來成為一位偉大的科學(xué)家奠定了思想上和理論上的基礎(chǔ)。
公元100年深秋,鮑德調(diào)任南陽郡守,經(jīng)崔援推薦,23歲的張衡離開京師洛陽,隨鮑德去南陽郡任主簿。
漢安帝永初五年(111年),鮑德等人在京奏明皇上,使安帝得知張衡學(xué)識(shí)淵博,便公車南陽征張衡到洛陽當(dāng)了尚書臺(tái)郎中,三年后升為尚侍郎,次年改為太史令。
太史令的職務(wù)是掌管天文、歷法、氣象、祀典等。這為張衡對(duì)天文歷算方面的深入研究和實(shí)踐創(chuàng)造了極為有利的條件。漢安帝陽嘉二年(133年),張衡被提升為侍中,作了皇帝的高級(jí)顧問。漢順帝永和元年(136年),張衡被排擠出京師洛陽,當(dāng)了河間相。張衡第二次來洛陽,居住了26年之久。在這26年中,他的官職雖幾經(jīng)變動(dòng),但擔(dān)任太史令的時(shí)間最長(zhǎng)。他擔(dān)任太史令時(shí),作了大量的科學(xué)研究工作。靈臺(tái)是東漢時(shí)期全國(guó)最大的天文觀測(cè)臺(tái),使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)250年之年。張衡在這里反復(fù)實(shí)踐,認(rèn)真鉆研,不但撰寫了《靈憲》、《地震對(duì)策》、《渾天儀注》等重要的科學(xué)著作,還設(shè)計(jì)創(chuàng)制了渾天儀和候風(fēng)地動(dòng)儀等精巧的儀器,為人類做出了卓越的貢獻(xiàn)。
張衡在《靈憲》中詳細(xì)地解釋了月象變化和月食發(fā)生的自然現(xiàn)象。經(jīng)過科學(xué)分析,提出了許多富有科學(xué)性的見解。他在靈臺(tái)觀察時(shí),記錄了天空中的星體。較亮的星有2500個(gè),常明星有124個(gè),叫出名字的320個(gè)。這與現(xiàn)代天文學(xué)所統(tǒng)計(jì)的在同一時(shí)間、地點(diǎn)用肉眼可以看到的星為2500~3000顆數(shù)據(jù)大體相同。當(dāng)時(shí)在洛陽觀察到的星體,與現(xiàn)代觀察的星體數(shù)基本相同。他因此還繪制了《靈憲圖》,這是中國(guó)最早的星相圖。
漢安帝元初四年(117年),張衡根據(jù)渾天學(xué)說,在前人研究的基礎(chǔ)上,經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),終于研制出了世界上第一架利用水利自行轉(zhuǎn)動(dòng)并能準(zhǔn)確地觀察天象的大型天文儀器--渾天儀。他這一發(fā)明,對(duì)當(dāng)時(shí)社會(huì)上流傳的圖箕迷信之說是一個(gè)有力的回?fù)?,?duì)中國(guó)天文學(xué)的研究是一個(gè)偉大的貢獻(xiàn)。渾天儀制成后,張衡又著《渾天儀圖注》,解釋渾天儀的制造原理和使用方法。張衡的渾天學(xué)說認(rèn)為,天地都是圓的,天在外,像雞蛋殼,地在內(nèi),像雞蛋黃。這種說法雖然不完全正確,但比起當(dāng)時(shí)流行的天圓地方學(xué)說要進(jìn)步得多。
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東漢時(shí)期,地震時(shí)有發(fā)生。張衡從青年到中年這個(gè)時(shí)期就有20多次大的地震,其中一次就波及42個(gè)郡國(guó),百姓死傷無數(shù)。這些觸目驚心的事實(shí),促使了他對(duì)地震進(jìn)行研究,決心創(chuàng)制一個(gè)測(cè)知地震的儀器。漢順帝陽嘉元年(132年),54歲的張衡創(chuàng)制出了世界上第一架測(cè)定地震的儀器--地動(dòng)儀。地動(dòng)儀用青銅制成,圓徑8尺,狀如酒樽;中有立柱,連著8個(gè)方向的機(jī)械;外面有8個(gè)龍頭,口銜銅丸;下面有8個(gè)蟾蜍,口向上張。哪個(gè)方面地震,哪個(gè)方向的龍口就吐出銅丸;落在蟾蜍口內(nèi),發(fā)出清脆的聲音,看守人就可知道發(fā)生地震的方向,并推測(cè)出震源的距離。公元133年、135年、137年,京師洛陽連續(xù)三次發(fā)生地震,“地動(dòng)儀”均有顯示??墒堑搅斯?38年的一天,地動(dòng)儀西面的機(jī)械發(fā)動(dòng),銅丸落入蛤蟆口中,而人們沒有感到地震,有人則認(rèn)為地震儀不靈了。但沒過幾天,釋使報(bào)告說,那一天隴西郡發(fā)生了地震。地動(dòng)儀可以測(cè)到千里之外的地震,這真奇跡!據(jù)英國(guó)李約瑟研究說,直到公元1880年,歐洲才制造出第一臺(tái)地震儀,這已晚于張衡地動(dòng)儀1700余年了。張衡發(fā)明地動(dòng)儀在世界地震學(xué)史上是一件大事,具有劃時(shí)代意義。因此,張衡被公認(rèn)為是世界地震學(xué)的鼻祖。
張衡又是一位氣象學(xué)家,他發(fā)明了測(cè)定風(fēng)向的儀器,叫候風(fēng)儀,又名相風(fēng)銅鳥。銅鳥銜花,安放在五丈高的木干頂端,風(fēng)來則轉(zhuǎn)向,便可知風(fēng)向,這一發(fā)明,比歐洲的候風(fēng)鳥早1000年,可謂世界之冠。
張衡是一位學(xué)識(shí)淵博、富于創(chuàng)新的科學(xué)家。他還發(fā)明了指南車。車上裝著一個(gè)木頭人,不管車子怎么轉(zhuǎn)動(dòng),但木頭人的手始終指向南方。他又發(fā)明了記里鼓車。車上放著一個(gè)鼓,鼓的兩端各坐一個(gè)手持棒槌的木人,車輪轉(zhuǎn)動(dòng)149周,便為一里,木人出手擊鼓報(bào)告。這些都是用機(jī)械原理制成的,在1800多年前能成功的制作出這樣的機(jī)械,實(shí)在是一個(gè)創(chuàng)舉。
在數(shù)學(xué)方面,張衡有專著《算罔論》,計(jì)算出圓周率在3.1415926與3.1415927之間,比歐洲早1300年;在地理學(xué)方面,他繪制有完備的地形圖。
張衡為人正直,清正廉潔,性格剛強(qiáng),行政有方,經(jīng)常受到宦官和方士的攻擊。漢順帝永和三年(136年),他被排擠出了京師,調(diào)任河間相。永和三年(138年),他深感事實(shí)不平,猶如霾霧迷瘴,懷才不遇,憂國(guó)憂民,回天無力,報(bào)效無門,遂上書皇上,告老還鄉(xiāng)。順帝不但沒有準(zhǔn)奏,反而升遷為尚書,協(xié)助處理政務(wù),皇帝速詔張衡回京都洛陽任職。他在回洛陽的路上,百感交集,為了不使渾天儀渦沒后世,抓緊時(shí)間趕寫《渾天儀圖注》,此書對(duì)渾天儀作了詳盡的說明。他第三次去到洛陽后,終于完成了這部著作,也是他生前最后的一部大作。由于他極端勞累,回京師任職不到一年就病故了。死后就埋葬在故土南陽石橋鎮(zhèn)。他的好友崔青特地趕到洛陽,含淚揮筆在碑文中寫到:“道德漫流,文章浮動(dòng),數(shù)術(shù)窮天地、制作造化?!睂?duì)張衡作了極高的評(píng)價(jià)。