“力矩”一词的前世今生1)

2017-09-11赵慧明赵玉成

力学与实践 2017年4期

关键词：乘积物理学教科书

赵慧明赵玉成

(中国矿业大学力学与土木学院力学系，江苏徐州221116)

“力矩”一词的前世今生1)

赵慧明2)赵玉成

(中国矿业大学力学与土木学院力学系，江苏徐州221116)

首先介绍了古人对“力矩”概念的理解和描述，然后梳理了“力矩”一词在西方的发展脉络，接着又分析了“力矩”一词在中国产生的历史和原因.伽利略首先用“momento(意大利语)”一词表示力对物体转动效应的概念；1830年，卡特和拉德纳引入了 “moment of force”这一名词；1859年，李善兰与艾约瑟合译《重学》时曾将“moment”一词翻译成“重距积”；1904年，中国学者伍光建最早使用“力矩”一词；1932年，萨本栋编成《物理学名词汇》，确定将“moment”译为 “矩，转矩”.

力矩，重矩积，能率，李善兰，伍光建，萨本栋

引言

力学名词的变迁是力学史的一个重要组成部分.每一个力学名词的历史都包含了相应力学概念的发展历程，包含了人们对这个力学概念理解的逐步清晰化过程.教师在上课时如果能把力学名词的发展过程给学生解释一下，就可以帮助学生把概念理解得更清楚.

力使物体转动的概念的形成在西方经历了漫长的时间，力学传入中国后，这个概念的中文翻译又历经波折.“力矩”一词的创制和发展更是如此.李协[1]在1922年的《科学》杂志上撰文称：“西国名辞译为华语，其难得切当之义者多矣，而无如‘moment’一字为尤难，于此一字聚讼者多矣”.因此，本文仅就 “力矩”一词的产生和发展脉络做一个简单的说明.

1 “力矩”概念的早期描述

人类很早就对力对物体的转动效应有所认识并加以应用，古希腊的亚里士多德曾讨论过杠杆的原理，阿基米德更是发明过军用抛石机[2].中国墨子的《墨经》中有关于杠杆原理的准确描述：“衡，加重于其一旁，必垂.······长重者下，短轻者上[3].”达·芬奇甚至严格确定了“力矩”的概念：杆上物体的平衡“由它们的重量和距支点的距离决定[4]”.但是他们都没有提出“力矩(moment of force)”这样一个力学名词.

2 “力矩”一词在西方的发展脉络

1638年出版的《关于两门新科学的对话》[5]中讨论 “梁的断裂”问题时，伽利略使用了 “moment of weight”，认为“当横梁的长度与重量同时以某一给定的比例增加，“moment of weight”(等于两者的乘积)将以这一比例的平方增加”.可见，伽利略使用的“moment”的含义与现代比较接近.但是，伽利略没有对“moment”进行明确的界定，且用法含混，他在讨论其他问题时也用“moment”表示力的大小. (注：伽利略原著中为意大利语momento)

欧拉在《早期特殊问题》[6]一文中专门讨论了伽利略的 “梁的断裂”问题，拓展了 “moment”的概念，使用了“moment of force”、“moment of resistance”和“balance of moments”等概念.(注：原著为德语)

1811年，法国学者泊松在其《力学》[7]中使用了 “moment d’une force”的概念，并对其进行了明确的界定：等于力与转动中心到力作用线的距离的乘积.

1812年，爱丁堡大学的约翰·普莱费尔在其撰写的《自然哲学纲要》[8]中使用了 “momentum of force”一词，词义与“moment of force”基本相同.

1830年，卡特和拉德纳在其合著的《力学》[9]一书中讨论“物体绕轴运动的机械属性”问题时引入了“moment of force”这一名词：

“因此，一个力产生的转动能力(power)准确地说并非仅由力本身决定，而由力与轴到力的作用线的距离的乘积决定.在力学中经常需要引入这一乘积来描述力的转动能力.我们称这一乘积为力绕轴的矩(moment of the force round the axis)”

《牛津英语词典》[10]指出这是英语中首次出现“moment of force”一词.

1835年，巴塞洛缪·劳埃德在其《机械论哲学基础》[11]中给出“moment”的确切定义：一个力与从支点到此力的垂直距离的乘积称为此力的力矩(moment of that force).不但如此，此书还引入了以“moment”为核心的一系列衍生词：moment of strain(张力矩)，moment of weight(重力矩).

1836年，惠威尔(中国早先也翻译成胡威立)编纂的《力学基础》[12]也使用了“moment of force”这一词语.

所以，严格地说，英语是在 1830年之后才有“moment of force”一词的.

3 “力矩”一词在中国的创制和发展

1859年，李善兰与艾约瑟合译的《重学》[13]在介绍杠杆平衡、物体平衡等内容时曾将“moment”一词翻译成“重距积”或“质距积”，“moment of force”又译为“实生动力”.译名前后不一致，实际上表明译者对“moment”的意义尚不完全清楚.

1877年5月，在华新教传教士成立“School and Text–Books Series Committee”，中文名为“益智书会”.1904年，益智书会编写《术语辞汇》[14]，其中“moment”被翻译为“体质距”和“重距”，“moment of force”也译为“重距”.

1904年，谢洪赉译成《最新中学教科书·物理学》[15]一书，书中“moment”译为“能率”.这一译名很可能参考自留日学生陈榥基于日本教科书编译的物理学教科书.

“能率”很可能是出口转内销的一个词.“能率”最早见于1858年由伟烈亚力口译、王韬笔述的《重学浅说》[16]：

“法以重乘重倚距，以力倚距约之，所得即力数也.如重十斤，重倚距十寸，相乘得一百，以力倚距二十寸约之，得力五斤，此力之能率.”

即有如下关系：可见其中具有比率的因素，也许这正是采用“能率”译名的原因，但它表示的并不是 “moment of force”的概念.《重学浅说》一文刊登在期刊《六合丛谈》上并传入日本，“能率”这一译名也同时传入日本.在这之前，日本学者将moment译为 “平均量”，后来逐渐转变为“能率”.中国留日学生再将“能率”一词带回中国[15].

1904年，伍光建(图1)最早在《最新中学教科书·力学》[17]一书中使用“力矩”一词.此书由商务印书馆出版，是伍光建在上海南洋公学执教时基于其所授课程编写的[18].

书中有关力矩的叙述如下(图2)：

设有一力，其向如甲乙.在甲乙线外，任取一点“心”，从 “心”作垂线至甲乙.若以 “天”代力，则“天×心丙”，谓之绕心力矩.

伍光建之所以使用“矩”这一译名，主要出于力与力臂的乘积正好等于以二者为边的矩形面积的考虑：若以甲乙代“天”，则“天×心丙”等于甲乙巳戊矩形面积[17].伍光建以“矩”翻译“moment”，还有可能出于“矩”与“距”音近的考虑，即暗指“moment”含有 “距离”这一因素，也许正是对前人以“距”为核心译名的修正.

图1 伍光建像

图2 伍光建《力学》中力矩计算图示

现代力学书籍都使用了伍光建的翻译，但是当时大多物理学教科书都使用 “能率”译名，“矩”这一译名影响并不大.

1906年，常福元修订了严文炳翻译的《力学课编》[15]，“moment”译名为“旋斡”.

1908年，在我国物理学翻译前辈、时任学部专门司郎中的王季烈主持下，清政府学部编译图书局的审定科编纂《物理学语汇》[19]一书出版，这是中国第一次将物理名词汇集成书.此书中“moment”译名为 “能率”.

1916年，由赫美玲编纂的《官话词典》[20]中，“moment”的部定译名为“力距”，“moment of force”译为 “重距”.

1920年民国教育部科学名词审查会增设物理组，由中国科学社主稿.当年，由中国科学社起草、科学名词审查会通过的《物理学名词 (第一次审查本)》编制完成，但未出版.

1922年，李协在《科学》杂志上撰文称应该以“几”来翻译“moment”，“moment of force”译为“力几”[1].

1927年民国大学院组织了译名统一委员会.第二年，大学院改组，译名事宜归教育部编审处办理.之后，教育部将《物理学名词(第一审查本)》加以订正，名为《物理学名词(教育部增订本)》，于1931年分发国内物理学家，征求意见，但仍未颁行.

1932年，萨本栋(图3)以《物理学名词》“第一次审查本”和“教育部增订本”为蓝本，编成《物理学名词汇》[21]，由中华教育文化基金董事会编译委员会出版，译“moment”为“矩，转矩”.

图3 萨本栋像

书中 “凡例”讨论了第一次审查本所决定的几个词，并给出了选用这些译名的理由，其中的第二条就是“moment”的译名：moment常含转动之意，例如moment of force，moment of a couple，moment of momentum，moment of inertia，magnetic moment等无一非由转动时而发生者，其中moment of force，moment of a couple，moment of momentum俱为各量与其垂直距离之乘积，故译 moment为转矩.矩字暗示垂直距离之意.矩从矢旁，且以表示此种量含有方向意义.本册对于moment of force(力矩)，moment of a couple(力偶矩)，moment of momentum(动量矩)，magnetic moment(磁矩)等词均依此译法[21].可见，1920年的第一次审查本就采用了“矩”这一译名.

第一次审查本形成之后，商务印书馆新出版的物理学教科书率先使用“矩”这一译名.

1933年8月，编译馆将整理的物理学名词提交给中国物理学会第二届年会审查，物理学会推举吴有训、周昌寿等7人为委员对这些名词逐一进行审查，至9月2日审查完毕.国立编译馆对审查结果略加整理，于1934年1月25日呈请教育部核定，教育部于1月31日公布《物理学名词》[22]，于1934年8月由商务印书馆出版，其中moment的译名为“矩”.

从此以后，中学及大学的物理教科书逐渐使用“力矩”这一名词.

4 小结

从认识到力对物体的转动效果，到用“moment of force”表达，再到翻译成汉语“力矩”一词，经历了漫长曲折的历程，尤其是汉译过程中时，翻译家和物理学家付出了大量的心血.李善兰与艾约瑟提出的 “重距积”一词应该是根据定义进行的直译，正确但不全面；“能率”的翻译方式体现了“能力、效果”的含义，但是没有充分包含“力对物体转动”的含义；伍光建最早使用的“力矩”一词，既包含了“力对物体转动”的含义和效果(“矩”既表明了“力矩”大小的计算，还表明了“力矩”的矢量性质)，还具有简洁、文雅的特性.古人提出的翻译“信、达、雅”三原则，这里都有充分的体现。“力矩一词的翻译过程”体现人们对“力矩”概念的认识从模糊到清晰的过程，也体现了人们对翻译境界的更高追求.

致谢：本文是在中国科学院自然科学史研究所王广超老师的《物理学名词moment中文译名之创制及变迁》一文所提供史料的基础上，又参考了其他一些资料写成的.在写作过程中受到清华大学航空学院工程力学系的殷雅俊教授的支持和帮助，在此一并感谢！

注：文中人物照片均来自网络.

1李协．Moment译言商榷．科学，1922，7(5):513-517

2武际可.力学史.重庆：重庆出版社，2000

3墨子．墨子 ·43章经说 (下).古诗文网 (www.gushii.com/ bookview-3435.html)

4钱坚.中国大百科全书·力学卷(第1版),词条：达·芬奇.北京：中国大百科全书出版社，1985

5 Galilei G．Dialogues Concerning Two New Sciences．Translated by Henry Crew and Alfonso De Salvio．New York:The Macmillan Company，1914

6 Euler L.The Rational Mechanics of Flexible or Elastic Bodies 1638-1788．Translated by Truesdell．Leonhard Euler，Opera Omnia，Vol．2．Venditioni Exponunt:Orell Fssli Turici，1960

7 Poisson SD.Trait´e De M´ecanique．Paris:Chez M Veuve Courcier，1811

8 Playfair J．Outlines of Natural Philosophy:Being Heads of Lectures Delivered in the University of Edingburgh．Edingburgh，1812

9 Kater H，Lardner D．A Treatise on Mechanics．London: Printed for Longman Press，1831

10 Oxford English Dictionary,Second Edition on CD-ROM．Oxford:Oxford University Press，2009

11 Lloyd B．An Elementary Treatise of Mechanical Philosophy．2nd edn．Dublin，1835

12 Whewell W．An Elementary Treatise on Mechanics:Intended for the Use of Colleges and Universities．5th edn．Cambridge:Deightons and Whittaker，1836

13艾约瑟，李善兰．重学．卷13．上海:美华书馆，1867

14 Committee of Educational Association of China．Technical Terms，English and Chinese．Shanghai:Presbyterian Mission Press，1904

15王广超.物理学名词moment中文译名之创制及变迁.自然科学史研究，2013，32(2):214-226

16王韬，伟烈亚力．重学浅说//沈国威．六合丛谈 ·附题解 ·索引．上海:上海辞书出版社，2006

17伍光建．最新中学教科书·力学．上海:商务印书馆，1904

18邓世还．伍光建生平及主要译著年表．新文学史料，2010，(1): 153-158