十六、秋風(fēng)涼到薜蘿衣
孫元起領(lǐng)回了孫家鼐的墨寶,自己不知道那個字兒好。便叫老佟捧著這字兒,到琉璃廠制個大一些的牌子,相信書畫店的師傅自然曉得哪個寫得好。不過孫元起囑咐老佟:最好是白漆地兒,黑色字兒,另外右側(cè)再加一行英文:instituteofphysicalresearchandteaching。這個名兒,是盧瑟福來訪時,孫元起隨口說出的。隨后,《科學(xué)人》雜志的記者采訪盧瑟福時,盧瑟福提到“iprt”這個名字。前不久,孫元起翻閱盧瑟福寄來的雜志中,看到這個名字時,還會心一笑。這回,總是把這個名字正式打出去了。
轉(zhuǎn)過一日,孫府的仆人領(lǐng)了一隊小孩兒過來了,大的也就十一二歲,小的才七八歲。估計來之前,孫家鼐先給他們上了課,所以見了孫元起,都恭恭敬敬地跪下磕頭:“拜見先生。”
孫元起趕忙讓孩子們起來。一旁,仆人說:“這五位公子,都是幾位老爺?shù)膶O兒輩。老爺說了,孫先生是他們的兄長,俗話說‘長兄如父’,一定要嚴加督教。如果不聽,老爺會施家法的。”
孫元起遜謝不已。問了幾句才知道他們名字分別是孫多福、孫多壽、孫多男、孫多益、孫多士。看著又多了五個孩子,孫元起頭疼不已。老師只有自己一個,這可怎么教啊?
心中思忖一番,決定把這后來的五個孩子另外編成一個“多”字班,按照以前教“景”字班的方法教就可以了,反正原先的教材還在。教師嘛,就抓韓蘧、周宗武他們,別的不說,英文、算術(shù)總是沒問題的吧?不過他們似乎沒當(dāng)過老師,看來還得給他們補補心理學(xué)和教育學(xué)的課,自己這也算是現(xiàn)炒現(xiàn)賣。
課程表嘛,就是隨時有兩個學(xué)生在給不同班級的學(xué)生上課,自己身邊有兩名學(xué)生。這樣,自己先給兩人上課,另兩個人上課;等兩人回來,這四人互相傳授,順便編寫教材;如果有疑問,孫元起就在院中,隨時發(fā)問。
等韓蘧、周宗武、張純、顧之麟來了,大致跟他們說了一下。他們都很同意。在他們看來,一邊當(dāng)學(xué)生、一邊當(dāng)老師,應(yīng)該是蠻有趣的。然后,孫元起給他們講述現(xiàn)代教育學(xué)與心理學(xué),順便拿出小學(xué)堂的課本,給他們溫習(xí)。
韓蘧首先選了本自然,周宗武抽的是英文,都沒問題。顧之麟隨手一拿,卻是語文,翻開一看,先是英文字母,偶爾上面還有奇怪的小符號,看了半天,沒看懂。只好請教孫先生:“先生,這是?”
孫元起抬頭瞟了一眼,隨口答道:“漢語拼音!”
“漢語拼音?那是干什么的?”顧之麟疑惑地問。其他三人都探過頭,看了一眼,都不認識。
“你們不知道么?哦你們不知道哈!”漢語拼音方案是新中國建國后才確立的,清末人自然是不曉得的了。孫元起便把這大致功用給他們說了一下,比如認字方便啊、檢字容易啊、以后便于啟蒙普及啊。還方便電腦輸入,這卻不能說了。
“知道了這拼音,確是方便認字讀音。而且知道怎么讀,就可以查到怎么寫,卻是很好。不過這檢字的字典,還沒有吧?”在一旁的張純問道。
孫元起一拍腦袋,嗨!忘了這茬兒。只好打馬虎眼:“我是想編一本的,工作倒是極簡單,可眼下實在太忙,卻沒空”
顧之麟趕忙說道:“只要先生在一旁指點,我們動手,相信很快就能編出來!”
清朝最流行的字典,當(dāng)屬康熙五十四年大學(xué)士張玉書等奉命編寫的《康熙字典》,全書共42卷,收錄了4萬多個單字。在這群學(xué)生看來,編字典是了不起的大事,但先生說“極簡單”,便躍躍欲試。孫元起看他們?nèi)杠S的樣子,當(dāng)下命他們尋來一本字典。
很快,學(xué)生們便拿來一本《康熙字典》,厚厚的四十二本,看得孫元起直發(fā)虛:這是字典么?確信它不是百科全書?
大致翻了一下《康熙字典》,是先按部首檢字,每個部首中又按筆畫數(shù)檢字,使用起來也頗為方便。但對于只知道讀音、不知道字形的字,就幾乎無能為力了。,
孫元起給他們定下體例:先編寫《漢語拼音方案》,畢竟現(xiàn)在人還不知道什么是漢語拼音;緊接著排好音序;再把《康熙字典》中比較常用的字標(biāo)好拼音,再把該字的常見意思抄到一張裁好的紙條上,然后按照音序放好;全部抄好之后,謄錄到一本上,最后編寫拼音檢字和部首檢字。
說起來簡單,做起來工作量還真不小。尤其是這四個學(xué)生,白天要聽課、上課、整理教材,晚上還要回家抄字典,忙得是昏天暗地。幸好清末的學(xué)生很懂事,不敢整出什么幺蛾子。否則,他們真得吐血了。
孫元起也在忙,除了備課、上課、指導(dǎo)學(xué)生、回答海外學(xué)者來信之外,他還要寫一篇論文,和盧瑟福說好的那一篇論文。
這篇論文孫元起籌劃許久了,因為這篇論文要綜合法國物理學(xué)家林納(lenaral)、德國物理學(xué)家勒納德(lenard)、愛因斯坦(einstein)、美國物理學(xué)家密立根(millikan)、康普頓(pton)、英國物理學(xué)家威爾遜(wilson)等人的結(jié)論,其中勒納德、愛因斯坦、康普頓、威爾遜都是諾貝爾物理學(xué)獎的得主。由此可見這篇論文的分量。想了很久,給論文定名為《光電效應(yīng):從現(xiàn)象到本質(zhì)》。雖然很想起個“光是一種粒子”之類吸引眼球的名字,想想還是算了。
早在1887年,德國物理學(xué)家赫茲第一個觀察到用紫光照射的尖端放電特別容易發(fā)生,這實際上是光電效應(yīng)導(dǎo)致的。由于當(dāng)時還沒有電子的概念,所以對其機制不是很清楚。直到1897年,湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子,人們才注意到一定頻率的光照射在金屬表面上時,有大量電子從表面逸出,人們稱之為光電效應(yīng)。1902年,法國物理學(xué)家林納發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的四個主要特征:(1)當(dāng)光照到金屬表面時,電子幾乎同時發(fā)射出來;(2)單位時間逸出的電子數(shù)目正比于光的強度;(3)光電子的最大能量和光強無關(guān);(4)對特定金屬表面,都分別有非常確定的截止頻率(也稱為閾頻率),入射光的頻率必須超過這個截止頻率,才能產(chǎn)生電子,否則,不論光強多大,都無電子逸出。
孫元起的論文就從剽竊林納的發(fā)現(xiàn)開始,首先用實驗表明光電效應(yīng)的四個主要特征,并測出幾種金屬的截止頻率。然后說明光電效應(yīng)的實驗規(guī)律不能用已有的波動說理論加以解釋。經(jīng)典物理認為,電磁波是一種橫波,其能量連續(xù)分布在波上。當(dāng)它照在金屬上時,橫向電場作用到金屬表面的電子上,電子就得到能量。當(dāng)電子集聚的能量達到一定程度時,電子就能脫離原子的束縛而逸出。電磁波的強度和電場強度的平方成正比,因此,給予電子的能量肯定應(yīng)當(dāng)取決于電場強度,所以我們應(yīng)當(dāng)期望出射電子的最大能量取決于光強(每秒入射到單位面積的能量),而和頻率無關(guān)。但從實驗觀察中可知,絕非如此。這是論文的第一部分。
論文第二部分起,開始發(fā)展在之前《輻射強度與光波長之間的函數(shù)關(guān)系》中提及的量子學(xué)說,提出了光的粒子說“光量子假說”,用來解決光電效應(yīng)問題。認為應(yīng)當(dāng)把光當(dāng)成是由一個個的能量包所組成的,每一個能量包的能量是e,且每一個包都以某種方式保持其本體,以致使其全部能量可以集中在一個單一電子上。光在空間的傳播像粒子那樣運動,當(dāng)光射到金屬表面時,能量為e的光子被電子吸收,電子把這能量的一部分用來克服金屬表面對它的束縛,另外一部分就是電子離開金屬表面后的動能。并得出著名的光電方程。即光子能量小于金屬表面對電子的束縛時,電子不能脫出金屬表面,因而沒有光電子產(chǎn)生;當(dāng)光子能量大于金屬表面對電子的束縛時,電子會立即脫出金屬表面,以剩余能量作為動能運動;光子的頻率決定了光子的能量,也就決定了電子的能量;光子的強度只是決定光子的數(shù)目,光子多,產(chǎn)生的光電子也多。這樣,經(jīng)典理論不能解釋的光電效應(yīng)就被解釋了。,
同時也指出,根據(jù)光量子說可以立刻解釋光電效應(yīng),但是用來解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象時又會遇到困難。從而認為光具有“波粒二象性”。
緊接著,是論文的第三部分,則是包括密立根、康普頓、威爾遜所做的實驗因為孫元起手中沒有實驗器材,只能設(shè)計實驗方案,并“預(yù)計”實驗結(jié)果。比如,仔細測量了光的頻率和逸出電子能量之間的關(guān)系,“可以”驗證了光電效應(yīng)量子公式。把x射線投射到石墨上,以觀測被散射后的x射線,可以發(fā)現(xiàn)其中有兩種不同的頻率成分:一種與入射射線相同,另一種則會低于入射射線。使用“設(shè)想”中的云室,可以觀測到帶電粒子的軌跡。這表明起作用的不僅是光子的能量,還有它的動量因為現(xiàn)在,偉大的愛因斯坦還沒有提出狹義相對論,所以很多東西需要、曲折地隱晦地指出。這比直接指出還麻煩。
1922年,愛因斯坦因光電效應(yīng)獲諾貝爾物理獎。而康普頓因發(fā)現(xiàn)康普頓效應(yīng)、威爾遜因發(fā)現(xiàn)用蒸汽凝聚觀測帶電粒子軌跡的方法,分享了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎。由此可以想見這些發(fā)現(xiàn)與發(fā)明的巨大影響。
這篇論文花了孫元起兩個月的時間,寫了九十多頁。寫完之后,才有些猶豫,這么個大小的篇幅有點兒不上不下:作為一本專著,嫌小;作為一篇論文,太大。
“算了,不考慮了,還是讓《science》的編輯煩惱去吧!”孫元起心想。至于能不能發(fā)表,這從不在孫元起關(guān)注的范圍內(nèi)。試想能寫進《物理學(xué)史》的東西,能不重要么?這么重要的東西,能不發(fā)表么?然后便把論文裝進信封,寄給了美國。
在忙亂中,日子過得飛快。
等孫元起論文投寄出去的時候,已經(jīng)是1899年的九月了。京師大學(xué)堂、崇實中學(xué)都已經(jīng)結(jié)束暑假,開始了新學(xué)期。孫元起又開始了每天的奔波。至于孫元起的那四個學(xué)生,每天腳不沾地,字典才編了一半兒。那兩個班的小學(xué)生,也一切照舊。孫元起已經(jīng)開始考慮給他們是不是要給補上一門“思想品德”課。嗯!招聘老師也是必須的。
這天孫元起拖著疲憊的身子回到院子。剛進院子,就看見韓蘧、顧之麟他們陪著陳驥德還有一個陌生的年輕人在“物理傳習(xí)所”的牌子旁聊天。這個牌子已經(jīng)擺放在那兒已經(jīng)有一兩個月了,雖然房子只是一般的平房,不是很好,可擺上了這么一個白底黑漆的牌子,多少有一些莊嚴的氣象在。孫元起在《光電效應(yīng):從現(xiàn)象到本質(zhì)》的署名上,就惡作劇地署上了“instituteofphysicalresearchandteaching”的名字。
傍晚的陽光把孫元起的影子拉得老長。那個陌生的年輕人好像被隔在陳驥德、韓蘧的圈子外面,插不上話,只在一旁傾聽,時不時四下打量著這所奇怪的院落:有給小孩上課的地方、有給中學(xué)生上課的地方、還有署名“物理傳習(xí)所”即給大學(xué)生上課的地方所以他最早看見孫元起走進院子,便悄悄地捅了捅身邊的陳驥德。
陳驥德一回頭,看見剛邁進院子的孫元起,便迎上去:“先生回來了”韓蘧、周宗武他們也跟在后面,臉上帶著笑意。
孫元起向他們揮揮手,等近了,問道:“以德,你不是去西學(xué)學(xué)堂么,怎么有空過來?西學(xué)學(xué)堂還沒開學(xué)?”
陳驥德有些尷尬地笑了笑。倒是旁邊的張純心直口快:“他從西學(xué)學(xué)堂叛逃了!”
叛逃?孫元起一時沒反應(yīng)過來:難道是逃課?不過,從天津衛(wèi)到北京城確實不是很遠。沒有細問,只是說:“以德,剛開學(xué)就逃課,這可不好。你身邊的這位,是你同學(xué)?”
陳驥德答道:“先生,這是我的發(fā)小劉斌,字吉甫。他和我本來都是想去西學(xué)學(xué)堂的,去了幾天,發(fā)覺沒意思,就慫恿他和我一起,來投奔先生了!”說完,嘿嘿一笑。
那個叫劉斌的少年連忙上前見禮。兩下行了禮。孫元起才開始教訓(xùn)陳驥德:“以德,大學(xué)里面的精髓,需要很長時間才能發(fā)現(xiàn)的。如果浮光掠影的看一眼,就說這個不好、那個不行,是接觸不到本質(zhì)的。西學(xué)學(xué)堂是很好的,畢竟是早期成立的大學(xué)堂嘛”孫元起心里想:這西學(xué)學(xué)堂乃是天津大學(xué)的前身,肯定是很不錯的。,
韓蘧和陳驥德關(guān)系不錯,在一旁說:“先生,以德過來也是很好的。那西學(xué)學(xué)堂的教習(xí)實在不行,尤其是物理教習(xí)他們叫格致水平真不行,上課說不明白,問他問題,還愛理不理的,只叫人回去自己看書。以德在那兒,一天能跟他吵三回。所以,就回咱這兒了。先生,照您以前說的,一只羊是放,一群羊也是放。反正先生也在教我們,多兩個人,也沒有任何影響。況且,咱們現(xiàn)在編字典,不是人手不夠么?”
陳驥德也湊上來,涎著臉說:“先生的學(xué)問,在大清國可是數(shù)一數(shù)二的,要想學(xué)學(xué)問,還得到你這兒!吉甫看了先生之前的教材,佩服得五體投地,所以哭著喊著要來,我迫不得已,只好把他也捎上!”
聽了陳驥德的馬屁,孫元起哭笑不得:“你們家里人知道這事兒呢?”
“沒事沒事!”陳驥德篤定地說:“我不在家,他們高興還來不及呢。對了,你別看劉吉甫現(xiàn)在這么規(guī)矩,從小家里就是花果山,他便是那沒尾巴的猴兒。哎呦吉甫,你捅我干什么?我說錯了么?”
孫元起無奈了,只好說:“你們要來就來吧不過,我這兒頂多算是個大一點的私塾,和那些大學(xué)堂沒法比,你們可得想好了!”孫元起覺得,把這些都明明白白地說出來,要讓他們知道這是周瑜打黃蓋一個愿打、一個愿挨,這才是對學(xué)生負責(zé)任的態(tài)度,不是欺騙消費者。
韓蘧可不樂意了:“孫先生,我們這兒就是大學(xué)堂!你看,有小學(xué)生、有中學(xué)生,我們幾個,便是大學(xué)生。有老師、有學(xué)生,不就是大學(xué)堂么?”
周宗武、張純、顧之麟他們一個勁兒的點頭。
孫元起嘆了口氣:“你見過只有一個老師、幾個學(xué)生,沒有任何專業(yè)系科的大學(xué)堂么?”
“有啊,我們現(xiàn)在不就是么?”韓蘧說道。
事實上,孫元起倒不用如此妄自菲薄。在中國大學(xué)的早期發(fā)展階段,學(xué)生人數(shù)一直比較稀少,而學(xué)科專業(yè)也不是很齊全。比如1909年創(chuàng)立的京師大學(xué)堂(北京大學(xué)前身)格致科地質(zhì)學(xué)門,那是中國最早的高等地質(zhì)教育機構(gòu),但是直到1913年,只有2個學(xué)生畢業(yè)。此后因?qū)W生太少而停辦,直到1917年方才恢復(fù),并改稱北京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系,由曾留學(xué)美國的何杰任系主任,留學(xué)德國的王烈任教授,到1920年才有孫云鑄等8人畢業(yè)。此后該系一直是中國最重要的地質(zhì)教育機構(gòu)之一。
再比如著名物理學(xué)家、原臺灣“中央研究院”院長吳大猷先生曾就讀的南開大學(xué)物理系,當(dāng)時一共只有兩個教授,一位是饒毓泰先生,一位是陳禮先生,他那一屆的物理系畢業(yè)生居然只有他這個“孤家寡人”。
也正是如此,培養(yǎng)的學(xué)生往往都是精華。南開大學(xué)物理系“三人行”的格局,卻出了饒毓泰和吳大猷兩位物理學(xué)大家。相反,進入二十一世紀,各個大學(xué)瘋狂擴招,一屆學(xué)生動輒上萬,卻能有幾個成才呢?
孫元起不再糾纏這件事,只好對陳驥德他們倆說:“既然來了,那就留下吧。”
人多力量大,這句話說得沒錯。陳驥德、劉斌來了之后,雖然補習(xí)課程、熟悉漢語拼音需要一段時間。一個月后,大家配合開始漸漸默契,教材、字典的編寫都漸入佳境。到了十一月份,字典編寫已經(jīng)進入尾聲,韓蘧、顧之麟他們遇到的問題也漸漸暴露出來。每天,孫元起上完課,便急匆匆地趕回去,解決大大小小、各種各樣的問題。
在農(nóng)歷七、八月間,京師大學(xué)堂文理分科,有四十九人學(xué)習(xí)物理、化學(xué)等科目。這樣,大學(xué)堂中學(xué)習(xí)物理的就有兩個班,孫元起每周須在大學(xué)堂上六次課。即便如此,加上崇實中學(xué)和家里小學(xué)堂的事情,每次在大學(xué)堂都是來去匆匆,有些驚鴻一瞥的味道。這幾天,加上字典的事情,幾乎是下課即走。
十一月的一天,鐘聲響起。孫元起收拾起書本、講稿,循例問了聲:“你們還有什么問題么?”京師大學(xué)堂的學(xué)生,都是乖乖兒,但知讀經(jīng)、寫八股文,喜歡物理的很少。比如新一班中被分到理科的,半數(shù)是文史科學(xué)員太多,競爭不上而被分發(fā)過來的。現(xiàn)在上課的這一班,是原先仕學(xué)科的,鮮有人發(fā)問。孫元起只是例行公事般的問一下,打算立馬走人。,
誰知道,今天太陽從西部出來了,居然有個學(xué)生站起來:“先生,學(xué)生想私下問個問題,不知可否?”
孫元起有些錯愕:“自然是可以的。”說完,示意其他學(xué)生下課。
那個學(xué)生走到臺前,身后還有三個學(xué)生,好像是對他問的問題很感興趣的樣子,跟在后面。這時候,孫元起感覺有點后世大學(xué)的意思了。抬眼望望窗外,深秋的夕陽掛在半空中,地上是金黃的樹葉,加上大學(xué)堂古老的建筑,美好中透著憂傷。就對學(xué)生說:“外面的景色很好。我們一邊走一邊談吧。”
說完,挾著書本,往門外走去,那四個學(xué)生跟在后面。
在落滿黃葉的小徑上,孫元起回過頭:“你們有什么問題呢?對了,我好不太認識你們,提問之前,時不時應(yīng)該自我介紹一下?”
當(dāng)頭的那個學(xué)生似乎是這四個人小團體中的領(lǐng)袖,面容淳樸,卻有些豪爽的氣概,當(dāng)先回答道:“我叫左功先,字執(zhí)中,湖南人。”
其次是個年歲較大的學(xué)生,身材只有一米六八的樣子,留著髭須,看上去比孫元起還大些:“學(xué)生胡勛,字子實,湖北人。”
后面兩個衣服鮮亮,看上去就知道是官宦子弟:一個叫曾廣錫,字厚臣,湖南人;一個叫李國秉,字君衡,安徽人,最小。
孫元起點點頭,示意自己知道了。這些名字,平日改作業(yè)自然知道的,卻與人對不上。
那個叫左功先繼續(xù)說:“先生,是這樣的,我們幾個對物理都非常感興趣。先生教材是極好的,我們很快就看完了,覺得意猶未盡,便想私下里問問先生,有沒有深一點的教材?”
“咦?”孫元起很驚愕,京師大學(xué)堂中居然還有對物理感興趣的!“你們都將六本教材看完了?”
事實上,孫家鼐老大人的影響力不是一般兩般地大。孫元起七月份將剩余的三冊教材交給他,說是轉(zhuǎn)遞給現(xiàn)任管理京師大學(xué)堂事務(wù)大臣許景澄,結(jié)果九月份京師大學(xué)堂的學(xué)生就領(lǐng)到了這三本書。
李國秉搶著說道:“我們早就看完了!先生的書有趣是有趣,就是太淺了點”
“君衡!”那個年歲大的胡勛給了他一眼鏢,李國秉立即不說話了。胡勛躬身說:“先生恕罪!”
孫元起擺擺手,表示沒關(guān)系。那六冊教材,原本是給初中學(xué)生用的,主要是培養(yǎng)他們的興趣,厘清一些基本概念,建立一個大致的科學(xué)體系,確實不是很難,尤其對于這些青少年來說。于是解釋道:“西方有句話說,數(shù)學(xué)是自然科學(xué)之母。如果你們的數(shù)學(xué)沒有達到一定程度,對于其他自然科學(xué)的學(xué)習(xí)也就存在嚴重的障礙,而物理尤甚。如今中國,普通民眾重視文史,對于數(shù)學(xué)、物理的認識水平還不是很高,所以教材偏淺至于更深一點的物理,可能要涉及三角函數(shù)和微積分,不知道你們學(xué)了沒有?”
四人齊齊點頭說:“學(xué)了!”
“我那里有一本剛編好的物理教科書,比你們用的六本深一些。你們什么時候方便的話,可以去取。”物理傳習(xí)所已經(jīng)開張四五個月了,相當(dāng)于一個學(xué)期,已經(jīng)編好了《中等物理教科書》、《中等化學(xué)教科書》、《中等數(shù)學(xué)教科書》各一冊。
“如果先生方便的話,現(xiàn)在就可以。”看來這幾個學(xué)生有些見獵心喜,迫不及待。
孫元起就領(lǐng)著他們一塊兒回去,路上聊一些大學(xué)堂學(xué)生學(xué)習(xí)物理的反應(yīng),普遍反應(yīng)都是有趣、好學(xué)。這下就放心了。
京師大學(xué)堂離孫元起的宅子不遠,一會兒就到了。這時候,正好小學(xué)堂快要放學(xué),門口孫家的仆人已經(jīng)準備好大車,單等那五位小哥兒出來。見了孫元起領(lǐng)著四個學(xué)生過來,躬身說道:“孫先生回來了喔,這不是胡少爺、曾少爺、左少爺和李少爺么,你們怎么有空到孫先生府上?”
四位學(xué)生都和他打招呼。孫元起很奇怪:怎么孫家仆人認識這四個人?不過覺得這好像和自己沒有太大干系,也沒有多問。便領(lǐng)著他們進了院子。
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