????()????過了春節(jié),孫元起清點了一下自己的積蓄。╔?╗京師大學(xué)堂教習(xí),每月五十兩銀子,一共領(lǐng)了8個月,計400兩;崇實中學(xué)教員,每月四十塊銀元,也是8個月,計320塊;再加上論文所得的近300塊銀元,這是來清朝之后的全部收入。這幾個月來,吃穿住行、往來應(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,那是因為銀元使用和攜帶方便。
????現(xiàn)在,孫元起也算是家大業(yè)大:光“仆人”就有十個,專門負(fù)責(zé)自己的衣食住行,真是豪奢!其實,孫元起每月支付月份錢的只有五個: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”,算是免費使用。即便如此,老佟加上這兩家人已經(jīng)盛贊“孫先生實在太慷慨了”!
????銀子流水價的花出去,自然得想法子賺進(jìn)來,所謂“堤內(nèi)損失堤外補”,否則沒幾個月,“孫府”上不得破產(chǎn),也得裁人!京師大學(xué)堂和崇實中學(xué)給的薪水已經(jīng)很豐厚,不能再去請求加工資。最后,只能從洋人身上撈錢了:繼續(xù)深入開展論文“撰寫”大業(yè)!
????到孫家鼐、丁韙良、美國公使館拜完年,孫元起躲在書房,把改名趙景行的大毛也趕出去,自己一個人鋪開白紙,開始構(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,人們開始察覺到熱輻射現(xiàn)象。1790年,法國的皮克泰特進(jìn)行了實驗研究,證實物體能夠類似于發(fā)光那樣產(chǎn)生熱輻射。之后,人們開始注意研究物體的輻射與這個物體對光的吸收之間的關(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度與光波長之間的關(guān)系。單靠實驗逐一找對應(yīng)點的方法,猶如鈍刀子割肉。這時候維恩和瑞利—金斯分別發(fā)表了兩個公式,試圖解決這一問題。
????維恩1896年發(fā)表的公式,被稱為維恩輻射定律。該定律在低溫、短波區(qū)域內(nèi)和實驗結(jié)果符合得較好,而在高溫、長波區(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。但其中的一個系數(shù)存在錯誤,為金斯所糾正,故而又稱瑞利—金斯定律。該定律在長波區(qū)和實驗結(jié)果符合,而在短波區(qū)又不符合。而且當(dāng)波長接近紫外時,計算出的能量為無限大!但瑞利—金斯等人得出的共識,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?,理論值與實驗值在短波區(qū)的北轍南轅,使人們不得不稱之為“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,普朗克在德國物理學(xué)會的會議上,以《維恩輻射定律的改進(jìn)》為題報告了他的成果,史稱“普朗克公式”。該公式將維恩公式和瑞利公式綜合在一起,理論值與實驗結(jié)果符合得較好。同年12月14日,普朗克又在德國物理學(xué)會宣讀論文《關(guān)于正常光譜的能量分布定律的理論》,提出了一個假設(shè),即能量可以劃分成n個相等的小份,每個小份叫能量子,每個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,普朗克也被尊稱為“量子論之父”。
????孫元起論文的名字就是《輻射強度與光波長之間的函數(shù)關(guān)系》。因為此時瑞利和普朗克都還沒有得出自己的定律,所以全文分為兩個部分:第一部分是沿著瑞利—金斯等人走過的路,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,但指出該定律在長波區(qū)和實驗結(jié)果符合,而在短波區(qū)則存在問題,而且當(dāng)波長接近紫外時,計算出的能量為無限大!認(rèn)為經(jīng)典物理學(xué)存在一定的問題。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。
????論文寫好之后,孫元起把它郵寄給了美國的《science》。www.yzuu點com因為論文中“能量子”的猜想,與經(jīng)典物理學(xué)界長期信奉的“一切自然過程都是連續(xù)的”原則相違背,老牌的《nature》可能對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。倒是開放的《science》,可能會更歡迎這種奇思妙想。
????論文寄出沒幾天,京師大學(xué)堂和崇實中學(xué)都開學(xué)了。崇實中學(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,那教材也一點點地往下編。倒是京師大學(xué)堂,剛成立不久,學(xué)生來自五湖四海,也不知道物理學(xué)到什么程度,讓孫元起很是忐忑。
????開學(xué)前,抽空又去拜訪丁韙良一次。丁韙良說話很直接:“這些新生,都是各省保送的秀才,背誦《四書》、《五經(jīng)》是行的;對于物理,怕是一竅不通?!?br/>
????孫元起只好把他們放到與崇實中學(xué)一年級的水平。╔?╗
????趁著這個空兒,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個小時,考慮到初次學(xué)習(xí)物理,分成三次,每次1小時。
????計議已定,孫元起方回去準(zhǔn)備。這半年多,孫元起已經(jīng)會認(rèn)會寫很多繁體字,只是榜書時不注意還會順手寫簡體字——學(xué)生們認(rèn)為是“白字”——而且寫得拙劣,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,就是考慮板書該寫哪些字的問題。
????光緒二十五年正月二十日,京師大學(xué)堂正式開課。
????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)來時,數(shù)學(xué)成績不錯,可以直接學(xué)物理。
????去年十一月開學(xué)的時候,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”,扉頁上卻改成“孫元起百熙先生著,京師大學(xué)堂刊行”。孫元起見了,只能付之一笑。
????即便之前在崇實中學(xué)神經(jīng)已經(jīng)被鍛煉得粗大無比,當(dāng)孫元起走進(jìn)仕學(xué)院格致講堂時還是大吃一驚:講臺下坐著二十幾個人,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、毛筆之外,還擺著一套三冊的物理課本。有些嶄新如初,看來是一直沒有開卷;有些則已經(jīng)磨出毛邊,想來是經(jīng)常翻閱。但無論如何,都保存得非常好。他們看見自己進(jìn)來,都用驚異的眼光盯著孫元起。
????孫元起大致掃了一眼,用發(fā)干的嗓子說道:“大家好,我叫孫元起,字百熙……”
????在孫元起對自己大齡學(xué)生們感到驚奇的同時,學(xué)生們感到的震驚并不比他少。多年后,有人寫文章回憶這段歲月時,還掩飾不住當(dāng)時的驚奇。文中說道:
????大學(xué)堂之開學(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。然問諸同行,咸云不知。
????二十五年春正月,大學(xué)堂課開,同窗無不翹首。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,又以為助教。已而開口曰:“某孫元起也,字百熙。”一座震愕,相對瞠目結(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,因為是第一節(jié)課,而且面對的是一群大齡青年,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,接著說明課本編寫的主要思想和面向?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:“第一節(jié)課,我們主要說明物理是什么,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,我們正式開始講授力學(xué),希望大家能預(yù)習(xí)課本力學(xué)分冊的前五頁。就這樣?!?br/>
????看到下面學(xué)生靜謐一片,沒有什么疑問,便整理一下自己的講稿,邁步走出教室。趙景行聽到下課鐘聲,早已跑到門口候著,見孫元起出來,接過書稿裝進(jìn)書包,跟在孫元起背后,漸漸走遠(yuǎn)。
????“哄——”講堂中的學(xué)生頓時一反平時沉穩(wěn)之態(tài),大聲討論起來,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?”
????“看到他的書童沒?估計才十一二歲,他肯定大不到哪兒去!”
????……
????其中有四個人在角落里圍成一圈,一個衣裝鮮整的年青人先說道:“這格致課果然很有趣,就是不知說得錯沒錯?”
????“這得問功先。╔?╗”另一個人答道,“功先,這位少年先生如何?”
????叫“功先”的青年蹙起眉頭:“應(yīng)該是不錯的。只是他懂得比我多,我大不如他,所以不好評價的……”
????“既然功先都說不錯,那定然是好的!”第一個青年點點頭,“不過,這位先生也忒年青了吧?說是我們的學(xué)生,怕都有人信!”
????“胡說什么!”一直沒有說話的人開口斥道,大約因為他年歲比較大,說話間有一種大哥的氣勢,“師道尊嚴(yán),知道不?一日為師,終身為父!”