十六、秋风凉到薜萝衣
孙元起领回了孙家鼐的墨宝,自己不知道那个字儿好。便叫老佟捧着这字儿,到琉璃厂制个大一些的牌子,相信书画店的师傅自然晓得哪个写得好。不过孙元起嘱咐老佟:最好是白漆地儿,黑色字儿,另外右侧再加一行英文:InstituteofPhysicalResearchandTeaching。这个名儿,是卢瑟福来访时,孙元起随口说出的。随后,《科学人》杂志的记者采访卢瑟福时,卢瑟福提到“IPRT”这个名字。前不久,孙元起翻阅卢瑟福寄来的杂志中,看到这个名字时,还会心一笑。这回,总是把这个名字正式打出去了。
转过一
,孙府的仆人领了一队小孩儿过来了,大的也就十一二岁,小的才七八岁。估计来之前,孙家鼐先给他们上了课,所以见了孙元起,都恭恭敬敬地跪下磕头:“拜见先生。”
孙元起赶忙让孩子们起来。一旁,仆人说:“这五位公子,都是几位老爷的孙儿辈。老爷说了,孙先生是他们的兄长,俗话说‘长兄如父’,一定要严加督教。如果不听,老爷会施家法的。”
孙元起逊谢不已。问了几句才知道他们名字分别是孙多福、孙多寿、孙多男、孙多益、孙多士。看着又多了五个孩子,孙元起头疼不已。老师只有自己一个,这可怎么教啊?
心中思忖一番,决定把这后来的五个孩子另外编成一个“多”字班,按照以前教“景”字班的方法教就可以了,反正原先的教材还在。教师嘛,就抓韩蘧、周宗武他们,别的不说,英文、算术总是没问题的吧?不过他们似乎没当过老师,看来还得给他们补补心理学和教育学的课,自己这也算是现炒现卖。
课程表嘛,就是随时有两个学生在给不同班级的学生上课,自己身边有两名学生。这样,自己先给两人上课,另两个人上课;等两人回来,这四人互相传授,顺便编写教材;如果有疑问,孙元起就在院中,随时发问。
等韩蘧、周宗武、张纯、顾之麟来了,大致跟他们说了一下。他们都很同意。在他们看来,一边当学生、一边当老师,应该是蛮有趣的。然后,孙元起给他们讲述现代教育学与心理学,顺便拿出小学堂的课本,给他们温习。
韩蘧首先选了本自然,周宗武
的是英文,都没问题。顾之麟随手一拿,却是语文,翻开一看,先是英文字母,偶尔上面还有奇怪的小符号,看了半天,没看懂。只好请教孙先生:“先生,这是…?”
孙元起抬头瞟了一眼,随口答道:“汉语拼音!”
“汉语…拼音…?那是干什么的?”顾之麟疑惑地问。其他三人都探过头,看了一眼,都不认识。
“你们不知道么?哦…你们不知道哈!”汉语拼音方案是新中国建国后才确立的,清末人自然是不晓得的了。孙元起便把这大致功用给他们说了一下,比如认字方便啊、检字容易啊、以后便于启蒙普及啊。还方便电脑输入,这却不能说了。
“知道了这拼音,确是方便认字读音。而且知道怎么读,就可以查到怎么写,却是很好。不过这检字的字典,还没有吧?”在一旁的张纯问道。
孙元起一拍脑袋,嗨!忘了这茬儿。只好打马虎眼:“我是想编一本的,工作倒是极简单,可眼下实在太忙,却没空…”
顾之麟赶忙说道:“只要先生在一旁指点,我们动手,相信很快就能编出来!”
清朝最流行的字典,当属康熙五十四年大学士张玉书等奉命编写的《康熙字典》,全书共42卷,收录了4万多个单字。在这群学生看来,编字典是了不起的大事,但先生说“极简单”便跃跃
试。孙元起看他们雀跃的样子,当下命他们寻来一本字典。
很快,学生们便拿来一本《康熙字典》,厚厚的四十二本,看得孙元起直发虚:这是字典么?确信它不是百科全书?
大致翻了一下《康熙字典》,是先按部首检字,每个部首中又按笔画数检字,使用起来也颇为方便。但对于只知道读音、不知道字形的字,就几乎无能为力了。
孙元起给他们定下体例:先编写《汉语拼音方案》,毕竟现在人还不知道什么是汉语拼音;紧接着排好音序;再把《康熙字典》中比较常用的字标好拼音,再把该字的常见意思抄到一张裁好的纸条上,然后按照音序放好;全部抄好之后,誊录到一本上,最后编写拼音检字和部首检字。
说起来简单,做起来工作量还真不小。尤其是这四个学生,白天要听课、上课、整理教材,晚上还要回家抄字典,忙得是昏天暗地。幸好清末的学生很懂事,不敢整出什么幺蛾子。否则,他们真得吐血了。
孙元起也在忙,除了备课、上课、指导学生、回答海外学者来信之外,他还要写一篇论文,和卢瑟福说好的那一篇论文。
这篇论文孙元起筹划许久了,因为这篇论文要综合法国物理学家林纳(Lenaral)、德国物理学家勒纳德(Lenard)、爱因斯坦(Einstein)、美国物理学家密立
(Millikan)、康普顿(pton)、英国物理学家威尔逊(wilson)等人的结论,其中勒纳德、爱因斯坦、康普顿、威尔逊都是诺贝尔物理学奖的得主。由此可见这篇论文的分量。想了很久,给论文定名为《光电效应:从现象到本质》。虽然很想起个“光是一种粒子”之类吸引眼球的名字,想想还是算了。
早在1887年,德国物理学家赫兹第一个观察到用紫光照
的尖端放电特别容易发生,这实际上是光电效应导致的。由于当时还没有电子的概念,所以对其机制不是很清楚。直到1897年,汤姆逊发现了电子,人们才注意到一定频率的光照
在金属表面上时,有大量电子从表面逸出,人们称之为光电效应。1902年,法国物理学家林纳发现了光电效应的四个主要特征:(1)当光照到金属表面时,电子几乎同时发
出来;(2)单位时间逸出的电子数目正比于光的强度;(3)光电子的最大能量和光强无关;(4)对特定金属表面,都分别有非常确定的截止频率(也称为阈频率),入
光的频率必须超过这个截止频率,才能产生电子,否则,不论光强多大,都无电子逸出。
孙元起的论文就从剽窃林纳的发现开始,首先用实验表明光电效应的四个主要特征,并测出几种金属的截止频率。然后说明光电效应的实验规律不能用已有的波动说理论加以解释。经典物理认为,电磁波是一种横波,其能量连续分布在波上。当它照在金属上时,横向电场作用到金属表面的电子上,电子就得到能量。当电子集聚的能量达到一定程度时,电子就能
离原子的束缚而逸出。电磁波的强度和电场强度的平方成正比,因此,给予电子的能量肯定应当取决于电场强度,所以我们应当期望出
电子的最大能量取决于光强(每秒入
到单位面积的能量),而和频率无关。但从实验观察中可知,绝非如此。这是论文的第一部分。
论文第二部分起,开始发展在之前《辐
强度与光波长之间的函数关系》中提及的量子学说,提出了光的粒子说“光量子假说”用来解决光电效应问题。认为应当把光当成是由一个个的能量包所组成的,每一个能量包的能量是E,且每一个包都以某种方式保持其本体,以致使其全部能量可以集中在一个单一电子上。光在空间的传播像粒子那样运动,当光
到金属表面时,能量为E的光子被电子
收,电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的束缚,另外一部分就是电子离开金属表面后的动能。并得出著名的光电方程。即光子能量小于金属表面对电子的束缚时,电子不能
出金属表面,因而没有光电子产生;当光子能量大于金属表面对电子的束缚时,电子会立即
出金属表面,以剩余能量作为动能运动;光子的频率决定了光子的能量,也就决定了电子的能量;光子的强度只是决定光子的数目,光子多,产生的光电子也多。这样,经典理论不能解释的光电效应就被解释了。
同时也指出,根据光量子说可以立刻解释光电效应,但是用来解释光的干涉和衍
现象时又会遇到困难。从而认为光具有“波粒二象
”
紧接着,是论文的第三部分,则是包括密立
、康普顿、威尔逊所做的实验…因为孙元起手中没有实验器材,只能设计实验方案,并“预计”实验结果。比如,仔细测量了光的频率和逸出电子能量之间的关系“可以”验证了光电效应量子公式。把X
线投
到石墨上,以观测被散
后的X
线,可以发现其中有两种不同的频率成分:一种与入
线相同,另一种则会低于入
线。使用“设想”中的云室,可以观测到带电粒子的轨迹。这表明起作用的不仅是光子的能量,还有它的动量…因为现在,伟大的爱因斯坦还没有提出狭义相对论,所以很多东西需要、曲折地隐晦地指出。这比直接指出还麻烦。
1922年,爱因斯坦因光电效应获诺贝尔物理奖。而康普顿因发现康普顿效应、威尔逊因发现用蒸汽凝聚观测带电粒子轨迹的方法,分享了1927年的诺贝尔物理学奖。由此可以想见这些发现与发明的巨大影响。
这篇论文花了孙元起两个月的时间,写了九十多页。写完之后,才有些犹豫,这么个大小的篇幅有点儿不上不下:作为一本专著,嫌小;作为一篇论文,太大。
“算了,不考虑了,还是让《science》的编辑烦恼去吧!”孙元起心想。至于能不能发表,这从不在孙元起关注的范围内。试想能写进《物理学史》的东西,能不重要么?这么重要的东西,能不发表么?然后便把论文装进信封,寄给了美国。
在忙
中,日子过得飞快。
等孙元起论文投寄出去的时候,已经是1899年的九月了。京师大学堂、崇实中学都已经结束暑假,开始了新学期。孙元起又开始了每天的奔波。至于孙元起的那四个学生,每天脚不沾地,字典才编了一半儿。那两个班的小学生,也一切照旧。孙元起已经开始考虑给他们是不是要给补上一门“思想品德”课。嗯!招聘老师也是必须的。
这天孙元起拖着疲惫的身子回到院子。刚进院子,就看见韩蘧、顾之麟他们陪着陈骥德还有一个陌生的年轻人在“物理传习所”的牌子旁聊天。这个牌子已经摆放在那儿已经有一两个月了,虽然房子只是一般的平房,不是很好,可摆上了这么一个白底黑漆的牌子,多少有一些庄严的气象在。孙元起在《光电效应:从现象到本质》的署名上,就恶作剧地署上了“InstituteofPhysicalResearchandTeaching”的名字。
傍晚的阳光把孙元起的影子拉得老长。那个陌生的年轻人好像被隔在陈骥德、韩蘧的圈子外面,
不上话,只在一旁倾听,时不时四下打量着这所奇怪的院落:有给小孩上课的地方、有给中学生上课的地方、还有署名“物理传习所”即给大学生上课的地方…所以他最早看见孙元起走进院子,便悄悄地捅了捅身边的陈骥德。
陈骥德一回头,看见刚迈进院子的孙元起,便
上去:“先生回来了…”韩蘧、周宗武他们也跟在后面,脸上带着笑意。
孙元起向他们挥挥手,等近了,问道:“以德,你不是去西学学堂么,怎么有空过来?…西学学堂还没开学?”
陈骥德有些尴尬地笑了笑。倒是旁边的张纯心直口快:“他从西学学堂叛逃了!”
叛逃?孙元起一时没反应过来:难道是逃课?不过,从天津卫到北京城确实不是很远。没有细问,只是说:“以德,刚开学就逃课,这可不好。你身边的这位,是你同学?”
陈骥德答道:“先生,这是我的发小刘斌,字吉甫。他和我本来都是想去西学学堂的,去了几天,发觉没意思,就怂恿他和我一起,来投奔先生了!”说完,嘿嘿一笑。
那个叫刘斌的少年连忙上前见礼。两下行了礼。孙元起才开始教训陈骥德:“以德,大学里面的
髓,需要很长时间才能发现的。如果浮光掠影的看一眼,就说这个不好、那个不行,是接触不到本质的。西学学堂是很好的,毕竟是早期成立的大学堂嘛…”孙元起心里想:这西学学堂乃是天津大学的前身,肯定是很不错的。
韩蘧和陈骥德关系不错,在一旁说:“先生,以德过来也是很好的。那西学学堂的教习实在不行,尤其是物理教习…他们叫格致…水平真不行,上课说不明白,问他问题,还爱理不理的,只叫人回去自己看书。以德在那儿,一天能跟他吵三回。所以,就回咱这儿了。…先生,照您以前说的,一只羊是放,一群羊也是放。反正先生也在教我们,多两个人,也没有任何影响。况且,咱们现在编字典,不是人手不够么?”
陈骥德也凑上来,涎着脸说:“先生的学问,在大清国可是数一数二的,要想学学问,还得到你这儿!吉甫看了先生之前的教材,佩服得五体投地,所以哭着喊着要来,我迫不得已,只好把他也捎上!”
听了陈骥德的马
,孙元起哭笑不得:“你们家里人知道这事儿呢?”
“没事没事!”陈骥德笃定地说:“我不在家,他们高兴还来不及呢。对了,你别看刘吉甫现在这么规矩,从小家里就是花果山,他便是那没尾巴的猴儿。哎呦…吉甫,你捅我干什么?我说错了么?”
孙元起无奈了,只好说:“你们要来就来吧…不过,我这儿顶多算是个大一点的私塾,和那些大学堂没法比,你们可得想好了!”孙元起觉得,把这些都明明白白地说出来,要让他们知道这是周瑜打黄盖…一个愿打、一个愿挨,这才是对学生负责任的态度,不是欺骗消费者。
韩蘧可不乐意了:“孙先生,我们这儿就是大学堂!你看,有小学生、有中学生,我们几个,便是大学生。有老师、有学生,不就是大学堂么?”
周宗武、张纯、顾之麟他们一个劲儿的点头。
孙元起叹了口气:“你见过只有一个老师、几个学生,没有任何专业系科的大学堂么?”
“有啊,我们现在不就是么?”韩蘧说道。
事实上,孙元起倒不用如此妄自菲薄。在中国大学的早期发展阶段,学生人数一直比较稀少,而学科专业也不是很齐全。比如1909年创立的京师大学堂(北京大学前身)格致科地质学门,那是中国最早的高等地质教育机构,但是直到1913年,只有2个学生毕业。此后因学生太少而停办,直到1917年方才恢复,并改称北京大学地质学系,由曾留学美国的何杰任系主任,留学德国的王烈任教授,到1920年才有孙云铸等8人毕业。此后该系一直是中国最重要的地质教育机构之一。
再比如著名物理学家、原台湾“中央研究院”院长吴大猷先生曾就读的南开大学物理系,当时一共只有两个教授,一位是饶毓泰先生,一位是陈礼先生,他那一届的物理系毕业生居然只有他这个“孤家寡人”
也正是如此,培养的学生往往都是
华。南开大学物理系“三人行”的格局,却出了饶毓泰和吴大猷两位物理学大家。相反,进入二十一世纪,各个大学疯狂扩招,一届学生动辄上万,却能有几个成才呢?
孙元起不再纠
这件事,只好对陈骥德他们俩说:“既然来了,那就留下吧。”
人多力量大,这句话说得没错。陈骥德、刘斌来了之后,虽然补习课程§悉汉语拼音需要一段时间。一个月后,大家配合开始渐渐默契,教材、字典的编写都渐入佳境。到了十一月份,字典编写已经进入尾声,韩蘧、顾之麟他们遇到的问题也渐渐暴
出来。每天,孙元起上完课,便急匆匆地赶回去,解决大大小小、各种各样的问题。
在农历七、八月间,京师大学堂文理分科,有四十九人学习物理、化学等科目。这样,大学堂中学习物理的就有两个班,孙元起每周须在大学堂上六次课。即便如此,加上崇实中学和家里小学堂的事情,每次在大学堂都是来去匆匆,有些惊鸿一瞥的味道。这几天,加上字典的事情,几乎是下课即走。
十一月的一天,钟声响起。孙元起收拾起书本、讲稿,循例问了声:“你们还有什么问题么?”京师大学堂的学生,都是乖乖儿,但知读经、写八股文,喜欢物理的很少。比如新一班中被分到理科的,半数是文史科学员太多,竞争不上而被分发过来的。现在上课的这一班,是原先仕学科的,鲜有人发问。孙元起只是例行公事般的问一下,打算立马走人。
谁知道,今天太阳从西部出来了,居然有个学生站起来:“先生,学生想私下问个问题,不知可否?”
孙元起有些错愕:“自然是可以的。”说完,示意其他学生下课。
那个学生走到台前,身后还有三个学生,好像是对他问的问题很感兴趣的样子,跟在后面。这时候,孙元起感觉有点后世大学的意思了。抬眼望望窗外,深秋的夕阳挂在半空中,地上是金黄的树叶,加上大学堂古老的建筑,美好中透着忧伤。就对学生说:“外面的景
很好。我们一边走一边谈吧。”
说完,挟着书本,往门外走去,那四个学生跟在后面。
在落满黄叶的小径上,孙元起回过头:“你们有什么问题呢?对了,我好不太认识你们,提问之前,时不时应该自我介绍一下?”
当头的那个学生似乎是这四个人小团体中的领袖,面容淳朴,却有些豪
的气概,当先回答道:“我叫左功先,字执中,湖南人。”
其次是个年岁较大的学生,身材只有一米六八的样子,留着髭须,看上去比孙元起还大些:“学生胡勋,字子实,湖北人。”
后面两个衣服鲜亮,看上去就知道是官宦子弟:一个叫曾广锡,字厚臣,湖南人;一个叫李国秉,字君衡,安徽人,最小。
孙元起点点头,示意自己知道了。这些名字,平
改作业自然知道的,却与人对不上。
那个叫左功先继续说:“先生,是这样的,我们几个对物理都非常感兴趣。先生教材是极好的,我们很快就看完了,觉得意犹未尽,便想私下里问问先生,有没有深一点的教材?”
“咦?”孙元起很惊愕,京师大学堂中居然还有对物理感兴趣的!“你们都将六本教材看完了?”
事实上,孙家鼐老大人的影响力不是一般两般地大。孙元起七月份将剩余的三册教材交给他,说是转递给现任管理京师大学堂事务大臣许景澄,结果九月份京师大学堂的学生就领到了这三本书。
李国秉抢着说道:“我们早就看完了!先生的书有趣是有趣,就是太浅了点…”
“君衡!”那个年岁大的胡勋给了他一眼镖,李国秉立即不说话了。胡勋躬身说:“先生恕罪!”
孙元起摆摆手,表示没关系。那六册教材,原本是给初中学生用的,主要是培养他们的兴趣,厘清一些基本概念,建立一个大致的科学体系,确实不是很难,尤其对于这些青少年来说。于是解释道:“西方有句话说,数学是自然科学之母。如果你们的数学没有达到一定程度,对于其他自然科学的学习也就存在严重的障碍,而物理尤甚。如今中国,普通民众重视文史,对于数学、物理的认识水平还不是很高,所以教材偏浅…至于更深一点的物理,可能要涉及三角函数和微积分,不知道你们学了没有?”
四人齐齐点头说:“学了!”
“我那里有一本刚编好的物理教科书,比你们用的六本深一些。你们什么时候方便的话,可以去取。”物理传习所已经开张四五个月了,相当于一个学期,已经编好了《中等物理教科书》、《中等化学教科书》、《中等数学教科书》各一册。
“如果先生方便的话,现在就可以。”看来这几个学生有些见猎心喜,迫不及待。
孙元起就领着他们一块儿回去,路上聊一些大学堂学生学习物理的反应,普遍反应都是有趣、好学。这下就放心了。
京师大学堂离孙元起的宅子不远,一会儿就到了。这时候,正好小学堂快要放学,门口孙家的仆人已经准备好大车,单等那五位小哥儿出来。见了孙元起领着四个学生过来,躬身说道:“孙先生回来了…喔,这不是胡少爷、曾少爷、左少爷和李少爷么,你们怎么有空到孙先生府上?”
四位学生都和他打招呼。孙元起很奇怪:怎么孙家仆人认识这四个人?不过觉得这好像和自己没有太大干系,也没有多问。便领着他们进了院子。