科学和科学家的故事

乔木

大观园是哪里来的

科学在今天简直是座大观园。一来是太复杂了，东也是科学，西也是科学；二来也太新奇了，人们提到科学，惯常是拿它跟常识对立起来，看见它是高不可攀。就是这么一来二去的，广大的青年就不免做了刘老老，觉得科学真是一种难于接近的东西，科学家真是一种难于接近的人物。事实果然是这样的么？

科学在今天当然跟常识之间有一段不小的距离。科学是一种客观地、而常识却多少是带有本质、事物的抽象规律的学习，而常识却多少是带有主观的，粗枝大业只鳞片爪的，常常满足于现象的。但是这也只在今天是这样吧了。远古的时候人们就没有这种常识分离出来的科学。是的，那时候他们有的多迷信，但是他们能完全迷信么？谁要活着谁就请看客观的真理，所以刚刚发明了生产方法的原始人也就是有了科学知识的萌芽。科学的独立跟踪那些唯心论的发生同样是精神劳动和肉体劳动离了婚以后的事。科学独立的当初自然也没有今天这样的五花八门。实际上科学已经跑了几千年的远路，近几百年它更是选了条件，所以虽说今天的科学里也有许多东西，还是并不科学的常识，虽说今天的常识里面也有许多东西实在已是不折不扣的科学了，要拿常识比起科学来或是拿群众比起科学家来，就简直成了乌鸦！不过话说回来，这也只在今天是这样吧了。将来呢？将来精神劳动和肉体劳动是会有改变的一天，那样群众的文化水平提高了，文化生活丰富了，今天的这种界限就会不见了。

下面我将对你讲一串故事，说明贾府上这座园子是怎样一片荒地发达起来，我们是怎样被它关在墙外的。

从历史上第一件有确实年代的事情说起

历史上有确实年代的第一件事，既不是什么

历古氏开天辟地的野史，也不是什么英雄豪杰的传奇，却是非洲北部的埃及人制定了他们的阳历。在公元前四千二百四十一年，尼罗河畔的奴隶王国就已把一年定为三百六十五天，又把每三十天定为一月，而在十二个月以外的五天则用为祝祭宴乐的日子。但是一年并不是整整三百六十五天，所以他们每逢第一千四百六十年就多参加了一年。年为闺年。

你说这件事情很平淡不是？你想错了。第一，这个算法是很准确的。一年本是三六五.二四二二日，埃及历和这个数的相差每年不过是十六个光景。第二，这个历法就是现在全世界有行的阳历的来源。埃及历到现在曾经两度的修改的，一次是三百六十年前的教皇格雷果利修改的以后当然有了些进步，但是从每月的日数不一律这一点来说，反而不如埃及历了，所以现在有许多人所主张的世界历，就想大体上恢复埃及人的原则。

尼罗河每年泛滥一次，不但使埃及人发明了阳历。而且使他们认识了天狼星，一个除了太阳离地最近的恒星，因为当它和太阳同时出没时，新的洪水就和新的年增添一道开始了，尼罗河帮助了埃及人测量时间，也帮助了他们测量空间——因为被洪水冲毁而需要减免王税的土地。埃及人发明了圆的面积是以直径减去九分之一的平方，这就说圆周率（圆周对于直径的比率）等于三.一六。他们又发明了一种每行九颗珠的算法。约莫三千五百多年前，埃及有一位精通数学的教士叫做阿麦斯，他做了一本算书叫做《求获各种事物和各种晦味神秘知识之指南》，现在藏在伦敦的不列颠博物馆；这本书里只有答案，没有演算，有许多解答谁也不知道是怎样得来的，因此这就真成了一种晦昧神秘的知识了。

埃及以外，现在亚洲西部的伊拉克地方也是古代科学的著名发祥地之一。在底格里斯和幼佛拉底尔河流域，四千多年前有一个国家叫做巴比伦。巴比伦人的天文学和数学对于欧洲有和埃及人同样的功绩。他们利用小钟发现了太阳在一昼夜所走的路恰恰是太阳直径的七百二十倍，因此

把一天分为十二时和二十四小时，一小时分为六十分，一分分为六十秒。他们又把一个圆周分为三百六十度，一度也分为六十分和三千六百秒（这样太阳在时钟上走一分或一秒就在天体的圆弧上走上十五分或五十秒了）。他们的这种六十进位制和日月水火木金土的七曜制都一直除尽一年的三百六十五日和一月的三十日或三十一日，而且又因为希伯来人的上帝七天创造世界的童话染上了神秘的色彩，所以现在已经开始动摇了，但是六十进位制在数学上却有重大的和永远的价值。

天才的希腊

希腊人是埃及人和巴比伦人的门生。但是，如同中国的一句成语所说，青出于蓝，而胜于蓝，希腊的学生也远远超过了他们的老师。

留学于埃及的希腊人中间，有三个名子是最伟大的，这就是泰里斯，毕达果拉斯和伯拉图。他们都是哲学家，却都曾在科学上尤其数学上有过贡献。我们现在把他们在几千年前所想出的事情举出几件来请大家想想看，看是想通想不通。泰里斯是著名的主张万物生于水的哲学家，他的这个思想曾启发了后来德莫克利多斯的万物流转论和赫拉克利多斯的原子论，这些理论是被近代的科学发展所证明了的。

泰里斯还是个数学家和天文家。他曾插一棒在金字塔旁的地上，见了两个影子的影子的长而算出金字塔的高；又曾在海边的塔顶上伸出一根短棒，使棒尖和海上的船同在一条视线上，量了塔的高与眼睛和棒尖到肩头的距离而算出船的远近。但是最使他出名的却是他预测了纪元前五八五年十一月间的日蚀。当人们惊慌万分的时候，他却能理解这是因为那不能自己发光的月亮走到太阳和地球之间的一条直线上来了而安详地注视着天空。于是大家就争奉他为师，并尊为所谓七贤之首。

毕达果拉斯也是一位哲学家，对于自然曾有种种神秘的说教，这些说教早已无人理会了，但是数学上的毕达果拉斯定理（有人说，毕达果拉斯曾因为发现这个定理和它的证法屠牛百头以谢

神助）却依然存在着。这个定理是说直角三角形的勾方加股方等于弦方。他又发现了两个连续数相乘恒等于若干连续的公里数相加，若干连续的奇数相加恒等于平方数；发现了音高和弦长成反比，弦长有简单的整数比率就可以得到谐音。毕达果拉斯也开过学校，其中不但有男弟子并有女弟子。他的一个弟子非罗劳斯发现地球是每天由西向东转动的，另一个弟子阿尔克明发现了视神经和连接口腔和耳鼓的管子。

伯拉图自然更是哲学家，而且也是神秘的哲学家。他的哲学的名声常把他的数学家的名声掩盖了，虽然他曾在他的学校门口挂过“未习几何者不许入门”的标语。据说代利亚地方发生过瘟疫，神占说非把一个神坛改成双倍大不可，于是工匠就把神坛第边的尺寸加一倍，但是瘟疫更厉害了，原来神坛被改做八倍了。伯拉图的朋友巧斯岛的希波克拉弟，《几何学初步》的作者，也不会解答了这个所谓立方倍积的难题。只有伯拉图解答了出来。此外他还发明了几何学上的分析证法和点线面的定义。

伯拉图的时代被称为希腊科学的黄金时代，也就是雅典的全盛时代。这是在公元前的第四世纪。这时至少还有两个科学家是必须介绍的。一个是与伯拉图的友人同名的考斯岛的希波克拉第，他不是数学家而是医学家；人们都说他是现代医学的鼻祖。另一个是伯拉图的著名弟子亚里斯多德。亚里斯多德是古代最渊博的学者，他对科学的贡献特别是在生物方面，但是很可惜的是他的这方面著作却不曾像他的其他著作那样完好地流传了下来。

无话不可信的人

亚里斯多德也有个弟子，那就是鼎鼎大名的青年马其顿王亚历山大·亚历山大的大帝国在他死后马上就瓦解了，跟着希腊本土的文化也就衰微了。正当罗马人开始耀武扬威的时候，文化的中心重行回到非洲的北岸。亚历山大在埃及北部所建的亚历山大里亚现在是成了托勒密王朝的首都。它的大学出过不少科学家，其中最著名的便是历史上第一个重视实验的数学家和物理学家阿

基米得。

关于这位古代的最大科学家你一定听见过许多故事。它们中间最有名，怕要算他给叙拉古王歇罗辨别王冠是否纯金的事了。一次在洗澡的时候看见身体入水愈多，澡盆里的水也溢出愈多，忽然想起了解决的办法，登时叫着“有了！有了！”就裸体奔回家中去进行实验。原来金比银重，所以银块体积一定比同重的金块大，金冠如果是渗银的，放在盛满水的器具中，排出的水量也一定比同重的纯金多。阿基米得由此又发现了排出的水的重量也就等于一个东西在水中因受浮力抵抗而失去的重量。这就是物理学上著名的阿基米得原理。在物理学上他又发现了螺旋和杠杆可以省力的原理，发明了汲水的阿基米德螺旋机，并且说过，“只要给我一个立足点，我就可以转动地球。”怀疑他的歇罗王会把武库中所有兵器搬到一个船上，他果然利用复杂的杠杆纵容地把它托上岸来。歇罗叹道：“阿基米得的话，没有一句是不可信的。”

但是你可别忘记了，实际上他主要地还是一个数学家。他算出圆的面积等于一个高为半径而底为圆周的三角形，又因为它介于内接八角形和外切八角形的面积之间，推算出圆周率小于七分之二十二而大于十七分之二百二十三。他最得意的发明是球面积四倍于同半径的圆面积，而圆柱面积则二分之三倍于其内接球的面积。相传他在叙拉古被罗马人占领时死于乱兵之手，死前还指着他的沙盘说道：“不要弄坏我的圆呀！”罗马的将官马塞路斯厚葬了他，并且遵照他平生的志愿，在他的墓前造了一个内接球体的圆柱。

科学史上的欧洲怎样由上古转入中古

亚历山大里亚时代另外的重要科学家是著《几何原本》的欧几里得，研究圆锥曲线的阿坡罗纽斯（他俩和阿基米得并称为当时的三首），以及稍后的天文学家阿里斯他可斯·阿里斯他可斯是抛弃了伯拉图、亚里斯多德等的地球中心说而首创地球绕日说的天文学家，他发现了昼夜由于

地球的自转，而四季则由于地球的公转。不幸在他以后不到四百年（这时埃及的美丽女王克留巴特拉已经自杀了快二百年，所谓后期的亚历山大里亚完全是在罗马的统治下）另一个天文学家托勒密却不曾了解他的创见。托勒密的大著《综论》实际上只是综合了地球中心的理论，这一交就把阿里斯他可斯的发现埋没了一千四百年之久。

但是更不幸的事还在后面呢。罗马帝国虽曾先后产生过《建筑学》的作者维脱路维、《自然史》的作者大普利尼和医学家加林，但是罗马人对于科学究竟不会显出过什么特异的才能和兴趣。正在这时，基督教的势力却已经逐渐跟奴隶主以及后来的封建主与日耳曼人结合在一块，成为科学的劲敌了。在第四世纪的代数学家（也可以说是古代唯一的代数学家）丢反多斯死后不久，基督教徒就抢劫了亚历山大的图书馆，再后不久，他们又在路上用蚌壳凌迟了女数学家希巴提亚。五二九年，茹兰底年大帝通令封闭一切学校，禁绝研究希腊学术，于是长期燃烧于地中海边的科学火烧就几乎被完全灭亡，而基督教的武断宣传就成为不可怀疑的“一个主义”了。

中国·印度·阿刺伯

现在我们又得回到东方来，而且得比巴比伦更走远些。当巴比伦人开始兴盛的时候，亚洲另一端的中国人，已经是在夏朝以来就沿用阴历，同时却很早就知道两个多至相距三百六十五又四分之一日，而有四分历的发明。四分历最迟当起于西周。所谓周公作的“周体算经”大概是战国时的历算书，其中已不但说到一年的长短是“三百六十五日者三，三百六十六日者一”，而且说到北极和赤道的情形，说到以勾股之法来度天地之高厚，推日月之运行了。其后汉朝张衡的发明浑天仪地动仪，三国刘洪的推算日蚀，虞喜的发现岁差，东晋祖冲之形容圆周率，以及宋朝秦九韶和元朝李治、朱世杰等的研究代数学，都是中国人对于历算的重要贡献，但是这些却不会像指南针、火药、造纸术和印刷术的发明那样地影响了四方。相反地，印度人对于欧洲的重要影响却在于

勤学。印度人首先创造了123456789的数字，到了第六七世纪时又创造了0来表示零，使计数得到了极大的便利。印度人又首先发明了正负数和代数。印度的三大数学家阿梨巴、布拉马古塔和巴斯卡拉都研究了圆周率，分别的得了三.一四一六，十的方根和一二五○分之三九二七等三个答案，在代数学三角学上他们也都有所推进。

但是中国和印度的多数成就并不是直接传到西方去的。中古亚洲和欧洲的最重要的媒介乃是摩罕默德及其后继者所建设的大食帝国。摩罕默德的一手执剑、一手执可兰的教徒们，虽曾焚毁过亚历山大里亚，并宣布过“同于可兰经的书可烧，异于可兰经的书应烧”的理论，但是他们对于中世纪的文化却不像基督徒那样地罪多功少。如同托勒密王朝复活了埃及，他们也使巴比伦的废墟出了第二次的光辉。八九世纪间以巴比伦的巴格达、埃及的开罗和西班牙的科尔多瓦为活动中心的阿刺伯人不但吸收了中国人和印度人的发明，而且翻译了希腊人的许多科学著作，因此他们又成了沟通文化欧洲和近代欧洲的桥梁。阿刺伯的数学阿尔卡力斯米融合丢反多斯和布拉马塔的代数学。写了一部有名的代数学教科书，直到现在，欧洲文字中的代数学一词还是从他的书沿用下来的。此外阿刺伯还出了一个化家学给贝尔，一个物理家阿尔——哈岑，一个医学家阿昧洛也兹。给贝尔是表金卫士，他发明了蒸溜和毕华的方法，制造硫酸、硝酸、硝酸银、胺酸和王水的方法；阿尔——哈岑发现了光的反射和屈折；而阿洛也兹则不但研究了医学，并且研究了天文学、物理学和化学；他曾注释亚里斯于黑暗时代的欧洲人中间。（下期续完）