《数理化通俗演义》作者:梁衡-9

牛顿这人在科学发现上算是运气不错,一个接一个,个个顺利。但好事多磨,他与别人的争论也一个接一个,个个难缠。从此,物理学上便开始了一场粒子说和波动说的大争论,一争就是一个世纪。  到底结果如何,且听下面慢慢分解。第三十回崇上帝 巨人甘心当仆人,入歧途 半生聪明半生愚——神是第一推动的妄说  话说牛顿由于在光学和引力方面的成就,立即使他名噪欧洲,成了科学界的一颗新星。他本想一鼓作气再完成一系列的课题,但九十年代初却出现了使他最难过的岁月。由于为《自然哲学的数学原理》的写作付出了巨大的劳动,他的身体渐渐不支,患了严重的忧郁症。他又不断因科学发明权而与人打官司;在光学问题上与胡克争吵,在天文方面与格林威治天文台长弗拉姆斯蒂德闹翻了,在微积分的发明权上更是与莱布尼茨闹得全欧洲都议论纷纷。不久他的母亲去世,更使他心痛欲绝。他长期在学校教书,工资不高,又不会管理生活。工作、学术、生活绞成一团乱麻,真使他伤透了脑筋。他早没有心思再看一页书,整天在那间杂乱的工作室里坐立不安,若有所失。这天,正当他又心神不宁时,仆人送进一封信来。他忙拆开,先看信后的落款,是财政部长查尔斯•蒙塔吉。这人比牛顿小十九岁,也是三一学院的学生,但早就混入了官场,今天突然来信有甚么大事?只见信是这样写的:  “先生:我非常高兴,因为我终于能对我们的友谊以及国王的赏识,给你一个良好的证明。造币厂督办欧佛顿被任命为海关督办,国王已应允我任命牛顿先生为造币厂督办。这个职位对你最合适,是造币厂的主管,年俸约有五、六百英镑,而且事情不太多,不必费心照料…”  这真是瞌睡给了个枕头,牛顿立即走马上任。 1696年3月29日,他连家也搬到了伦敦。三年后他又正式升任为造币厂厂长。  伦敦这个地方是欧洲最大的都会,当然与那安静的剑桥学府又自不同。牛顿在这里整天交结宫廷权贵,参与政界、财界大事,忙忙碌碌,好不热闹。而且自从升任厂长后,他的年薪又长高到二千英磅,他现在已经一跃而为大富翁了。他住的房子富丽堂皇,而且常有贵人登门,他也再不好那样邋遢,于是便把他的侄女凯瑟琳.巴顿接来,专门给他料理家务。由于《原理》一出版即已脱销,牛顿又请了一位年轻的数学家罗杰•科茨来做他的助手,准备二版书的出版。他在这个新地方又开始了新的工作秩序。  这天哈雷来看望牛顿。自从牛顿来到伦敦后,他们的来往就更密切了。他进门时看见牛顿斜靠在那张大圈椅里,正在向对面的科茨口授《原理》二版的序言。他见哈雷进来,欠起身子,示意请坐,又喊凯瑟琳倒茶,然后继绞说下去:  “我只是通过上帝对万物的最聪明和最巧妙的安排以及最终的原因,才对上帝有所认识。我因为他至善至美而钦佩他,因为他统治万物,我们是他的仆人而敬畏他,崇拜他……”  哈雷不愿打断他们的工作,悄悄坐到桌旁,翻看一些文稿,拿起牛顿刚起草好的一篇关于过去的科学发现备忘录:  “在1665年开始,我发现计算逼近级数的方法……,同年5月间我发现了计算切线的方法……,11月间发现了微分计算法。这一年里我还开始想到重力是件向月球的轨道的,于是我把月球保持在它轨道上的力和地球表面上的重力作了比较,发现它们近似相等。所有这些发现都是在1665-1666年的鼠疫年代里作出的,因为在那些年代里我最年轻力壮,对发明的兴趣也很浓厚。在此以后,任何时期我都更致力于数学和哲学的研究。”  哈雷看看这个备忘录,听着牛顿口授的序文,两两相比很觉得不是滋味。二十三岁时的牛顿是初生牛犊,月亮,太阳,整个宇宙都敢去探索,而现在这个七十三岁的牛顿,却将自己一生的发现又都还给了上帝,而且连他自己也已匍匐在上帝的脚下,做了一名最顺从的仆人。他又顺手翻翻桌子上的文稿都是:“关于上帝在七天中创造世界的考证”,“关于圣父、圣子、圣灵三位一体的研究”,“关于圣经史和自然史年表的一致性”……。他突然觉得自己现在像是坐在一座神学院里或是一座教堂里,牛顿口授文章的喃喃声,像一个主教在诵读圣经,又像一个教徒在祈祷,不觉打了一个寒襟。可是眼前分明是他尊敬的牛顿教授,他们一同研究彗星、出版《原理》的朋友啊。哈雷的心里不由升起一种惆怅之情。  一会儿牛顿口授完了序文便热情地招呼哈雷坐近一点,他永远不能忘记哈雷对他的帮助。哈雷犹豫了一会儿,终于怯生生地提出他刚才思考的问题:“先生,你近来主要研究些甚么?”  “研究神学。你知道,我们这个世界的完美,全靠神的摆布。我研究自然规律,越到后来,越发现一切都可以在上帝那里找到答案。他早就为我们安排好了,我的一切工作都不过是圣经里的一个小小的注解。”  “先生,你的万有引力不是把世界已经解释得很清楚了吗?众星,还有世间的物体不是都按着这些规律和谐相处吗?”  “这引力是它们维持现在的运动轨道的力,但它们一开始怎么转起来的呢?我想这第一推动力就是上帝,是上帝推了一下,这个世界才动起来。所以找现在正集中精力考证圣经上说的年代,考证上帝创造世界的时间。”  “先生,你知道,你的《原理》揭示了宇宙的奥秘,将哥白尼、伽利略、开普勒都包容了进去。现在大家都在拚命地研究这本书,可以说,你给人们打开了一个新的世界,全欧洲都在崇拜你,尊敬你,你应该再给大家多指出一些规律……”  牛顿还不等他说完,突然从圈椅上直起身子,正襟危坐,以责备的目光看着这个晚辈:“哈雷先生,怎么能这样说呢?我们的一切工作只能是更好地证明上帝创造的世界。我是上帝的仆人,我们大家都应该崇拜和尊敬上帝。”说完,用手在胸前划了个十字。哈雷赶忙下意识地正了正身子,好像牛顿对神的崇拜对比出他对神的亵渎。他感到一种无形的威严向他压来,不觉垂下眼睑,看看自己的双手。一会儿他又小心地问道:“先生这样虔诚,为甚么当初在三一学院毕业时不接受神职呢?”  “这正是出于对上帝的崇拜与敬仰。我选择自然哲学,就是要用自然哲学的思维去证明神均存在。你知道,他们那些神职人员是不能完成这个任务的。”  哈雷无话可说了。喝了一会儿茶,他知趣地起身告辞。在走廊上他叫住凯瑟琳问道:“你舅舅近来脾气怎样?”凯瑟琳手里端着盘子,将嘴凑到哈雷耳边说:“越来越固执了,谁的话也听不进去。每天来访的都是些神父、主教。”说完匆匆走了。刚才牛顿的那些话使哈雷心里沉甸甸的。他百思不得其解,这个科学巨人,他的朋友,他的师长,正当他在对自然的宣战中取得如此显赫的成果,全欧洲都在羡慕他,以他为旗手、为偶像时,而他自己怎么一下子又带着这全部的战利品,全部的荣誉去甘心投靠上帝,去作一名仆人,作一名小卒呢?这确是一场悲剧。后来恩格斯有一句名言替哈雷回答了这个问题:“哥白尼在这一时期的开始给神学写了挑战书,牛顿却以关于神的第一推动的假设,结束了这个时期。”  牛顿的晚年除了写他那有150万字的神学巨着外.就是享受非凡的荣誉。1703年11月30日,他被选为皇家学会会长,连续担任这个职务近四分之一个世纪。1705年,他被封为贵族。  1727年2月28日,牛顿以85岁高龄在伦敦刚刚主持了皇家学会的一次会议,突然胆结石症发作,一阵酸痛昏迷过去。整整一天一夜,他才睁开那双疲倦的眼睛,汗水将他两`鬓的白发湿成一团。他看看周围,守在床边的有他的侄女凯瑟琳;有他忠实的朋友,《原理》第一版的出版助手哈雷;有《原理》第二版出版的助手,一位年轻的医生亨利.彭伯顿。他突然喊道:“科茨呢?他为甚么不在?”哈雷见他被疼痛折磨成这个样子,眼眶里早已噙着两汪泪水,又见他问起科茨,便知他的神态已不太清楚了。可怜的科茨,在1716年就以轻轻年纪不幸离开了人世,所以才调彭伯顿来继任出版助手的。这时牛顿也已清醒过来,便不再问甚么,只是紧紧地闭上眼睛,眼缝里渗出两行浑浊的泪水。凯瑟琳一下扑在舅舅的身上,不停地呜咽着。牛顿伸出他那双青筋突起,上面布满由于化学实验造成伤痕的手,抚着凯瑟琳的肩,睁开眼。他看看哈雷和彭伯顿,声音不大但很清晰地说:“是的,我该走了,连科茨他都先走了,我还留在这里干甚么?我本来就是上帝的仆人,早该回到他的身边。这一生,我为自然哲学,为我们至高无上的上帝尽了一点义务。我不知道世人将对我如何评价,不过我自己觉得我只不过像一个孩子,在海滨嬉戏,不时拾起一块较光滑些的石子,一个较美丽的贝壳,高兴地赏玩,至于真理的大海,则在我的面前远远未被发现呢。”  1727年3月20日,牛顿病逝,享年85岁。英国政府为他进行了国葬。他睡进了只有英国历史上最着名的艺术家、学者、政冶家、元帅才配安息的地方。他死后四年,人们为他立了雄伟的墓碑,并列了这样一段铭文:  伊萨克•牛顿爵士安葬在这里。他以近于超人的智力第一个证明了行星的运动与形状,彗星的轨道,海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究光线的各种不同的屈折角,颜色所生成的种种性质。对于自然、考古和圣经,他是一个勤勉、敏锐和忠实的诠释者。在他的哲学中确认上帝的尊严,并在他的举止中表现了福音的纯朴。让人类欢呼曾经存在过这样伟大的一位人类之光。  牛顿便这样在科学与神学的混合中结束了自己的一生。这颗巨星殒落之后,近代科学的舞台上又有哪些人物登场,且听以后慢慢分解。第三十一回濡沫相依兄妹深情凝遥夜,度曲为业歌舞妙手撷新星——天王星的发现   上回说到在天文学领域作出重大贡献的牛顿不幸去世,一颗巨星殒落。但是后继有人,一个叫赫歇尔(1738-1822)的法国人紧步他的足迹,又不断开辟出天文学的新领域。  这赫歇尔从小极赋有音乐天才,他家境贫困,十五岁便在军乐队供职,吹拉弹唱无一不会,尤其是吹得一手好双簧管,其声昂扬时响遏行云,婉转时如泣如诉。许多乐团都抢着要这个少年演奏家,求之不得。但是由于法国战乱,到十八岁那年赫歇尔便又只身流亡英国,在一个乐团里以演奏风琴为业,很快他就誉满伦敦。只要他在台上左手拉动风箱,右手打起琴键时,全场听众就感到那风箱里挤出的音符像都钻到了自己的血管里,全身让这风琴煽得激动不已,脚尖不由地打着拍节。到高潮时,狂热的观众就一起击掌伴奏或干脆引吭高歌。读者或许要问这赫歇尔哪来这手好功夫,能使他的观众神魂颠倒到这般田地。你或许有所不知,大凡从事某种技艺都有两个阶段,一曰模仿,二曰创造。有的人只能停在第一阶段,将别人教给的技艺练得纯熟,就像学着画圆圈,再好也是个圆而已。但有的人很快就不能满足于此,必得精通其中规律,再探新路,他熟中有巧,巧中有变,变而后新,新而后创,就独辟蹊径与众不同了。这赫歇尔虽是爱好乐器,但他不止于会吹会拉,他还要钻研乐器的结构:弦的长短之比,管的粗细之别,孔的大小之分:他还要研究乐理:声音的高低,音域的宽窄,和声的共鸣与和谐。这便要用到数学知识,于是赫歇尔便又由此闯入了数学领域,他得了数学这个武器再去指导演奏,音色、音高便精确得不差分厘,那美妙的乐声按摩着听众的耳鼓,梳理着他们的神经,鼓荡着他们的感情,自然使人如坐春风了。  但是数学这东西却不是只管音乐的,它是一门与其他一切学科都密切有关的学问,就如一个许多条路辐辏交叉的中心点,只要往这里一站,条条大道都在眼前。像牛顿当年得了数学之精妙便立即在力学、光学、天文等方面打开局面一样,赫歇尔今天得了数学方法,哪肯再偏安于音乐一隅?他立即将视线转向浩渺的天空,决心要计算出天上到底有多少个星星。但是谈何容易!观察需要望远镜,需要仪器,还需要时间,谁来白白养活他这个业余天文爱好者?于是赫歇尔就只好继续去演出,但这已不是他所愿意的职业了,只是为了赚取一点微薄的收入以便进行自己的天文研究。他就这样节衣缩食开始了自己艰苦的科学征程。  却说一天下午赫歇尔坐在自己的房间里背门迎窗,正整理着这几天的观察数据。晚上是演出,后半夜观星,上午是排练,一天之中就这一会儿时间还可坐下来专心思考一点问题。这时门吱扭一声走进一个人来。赫歇尔有个习惯,只要一工作起来就伏案不起,他是故意将桌子背门面窗而摆的,一般人推门进来,若他这般专心,也就自觉掩门而去:要是熟人进来取什么乐器也听自便,他不用分心抬头答话。今天的来人推开门后好像并不急着进来,先在门口小停片刻,然后轻手轻脚地迈向桌子,赫歇尔觉得有点异常,但也没回头,只问了一声:“谁?”话音未落,只觉得一双手突然从后面搂过他的肩膀,他正要起立,那双手将他的肩膀按了一下,又很快蒙上了他的眼睛。是谁开这个玩笑呢?他用手一摸是一双柔嫩纤细的女性的手,不觉大吃一惊。赫歇尔一人漂泊在国外,潜心治学,既无妻室家小,也无女友,他正诧异间,只听一串银铃似的笑声,眼上的双手也随即移开。他一回头,一位漂亮的姑娘出现在眼前。姑娘兴奋地高喊一声:“哥哥!”便一头扑在他的怀里。  “卡罗琳,原来是你。来,让哥哥好好看看你。”  他双手扶着卡罗琳的肩,把她推远一点。只见卡罗琳着一件修长洒脱的滚边连衣裙,腰间一根丝带轻轻一束又飘飘垂下。那宽宽的衣领翻在胸前,露出紧身的胸衣和一条金色的项链。大约是行了远路的缘故,她腮边的红云还末退尽,深蓝的眼睛里又放出新奇的光芒,一双酒窝里盈盈地贮满一汪笑意。她向后退了两步,身姿婀娜,体态轻盈,转身时那宽宽的长袖一扫,这间破败的陋室里霎时卷起一阵春风。赫歇尔想不到离家五、六年妹妹已经出落成这般模样,他高兴地喊道:“卡罗琳,你真像一位女神!”可是他突然像想起什么,正色问道:“卡罗琳,你这样跋山涉水地远道而来,一定有什么大事吧?”  “是,有一件大事,一件我思考已久,最后才决定的大事。”卡罗琳认真地说着,但说完又调皮地眨了眨眼睛。  “到底什么事?”  “来追随哥哥,研究天文,实现理想。”  本来已经坐下的赫歇尔呼地一下站了起来:“这么大的事,爸爸妈妈会同意吗?”  “他们本来不同意,但我就每天在他们的耳边念叨,后来我又加倍干活,我一口气织了一筐袜子,全家人十年也穿不完的,他们的心软了,就放我出来了。”  “不行!你还要回去。你根本不知道,天文学是一个最吃苦,最吃人的学科。茫茫的宇宙以光年来计距离,可我们现在连离开地球一步都不可能,土星绕太阳一周就要29年,可我们的全部生命也只不过七、八十年。人生之于天体是多么渺小,多么短暂。以第谷那样优秀的天文学家直到死也未能如愿观察够一千个星而抱恨辞世,以哈雷那样幸运的人,虽发现了哈雷慧星,但也未能再见它一面。这还是些冶学有方,已功彪于世的伟人。这其间更不知又有多少默默无闻的天文工作者,一生一世受着寒夜的折磨,在迷乱的星阵里摸索,到了一事无成。所以我说天文是一门吃人的科学,谁要沾上它的边便要准备牺牲。成功的希望实在太渺茫了。大概也正因如此吧,这个领域从来是女子不敢涉足的地方。卡罗琳,你听说过从前有哪一位女天文学家呢?所以找劝你还是不要来跟我吃苦冒险。”  “哥哥,这些我都知道。但是你让明白,我一个女孩子,要么就每天在家里织袜子,等着出嫁;要么自己去闯一条求学的路,但是学校里又不收女子。而且我仔细想过,到哪里去找您这样的老师呢?我最佩服您的聪明、博学和勤奋刻苦。我也衡量过自己,还不是那种不可造就之才,我自信自己的聪明和毅力,但是现在缺乏导师,缺乏督促,缺乏研究的阵地。我怕自己再过几年还不走上一条轨道,就连这点才气和决心也要萎缩,也要消耗光了。今天我来跟您吃苦正是为了找更好地成长,而且您一个人这样苦干也需要一个助手啊。”  “卡罗琳,我了解自己的妹妹,也相信你的才气,可是眼下我穷得只有一架手风琴,这里既不是大学也不是天文台,你不用说研究,怕连生活也难以维持啊。”  卡罗琳看哥哥的态度有一点转机立即兴奋地上去摇着他的手说:“您忘了我的金嗓子吗?我到你们乐团里当一名歌手,至少可以养活自己。您从小就训练我唱歌,现在不正好是用武之时吗?”  “好吧,先试一段再说,不行你就赶快回到父母身边去。”  “您放心,您的妹妹从来还没有走过回头路呢。”  卡罗琳从此就留在哥哥身边。她比赫歇尔小十二岁,怀着十分崇敬的心情向哥哥求教天文、数学知识,又仔细地照顾他的生活。  闲话少叙,话说卡罗琳一来伦敦就是几年,整日台上唱歌糊口,回家操持家务,晚上还要观察记录。由于生活过得充实,虽苦一些倒也乐在其中。但是有一件事在卡罗琳心里存了很久,就是哥哥已经三十五岁,却还不娶亲,而且身体也越来越不好,她想问个究竟,但当妹妹的不该管这种事,所以几次话到嘴边终未出口。这天晚饭后,兄妹桌边闲坐。她看看哥哥疲惫的面容和满脸的胡须终于鼓足勇气说道:“哥哥,有一件事作妹妹的不知该不该问。您今年已经三十五岁,也该有个嫂子来照顾您的生活了。我在剧场里留心到,您那架里面藏着一个妖魔的风琴不知把多少漂亮姑娘煽得心慌脸热,坐立不稳,她们向您狂呼,向您频频投送秋波,但是您都无动于衷。哥哥,您成一个家吧,您需要家庭的温暖,您需要有一个贤慧的女子来做您的好内助。”  赫歇尔好像早就料到妹妹会提这个问题,他淡淡一笑说:“家庭幸福:谁不向往?但是出类拔萃的人是得不到这种幸福的。我们既自信可以去干常人不敢干的事,也就不再希冀得到这种常人的幸福。因为他是以时间和精力为代价的。卡罗琳,你不记得开普勒吗?他为了妻儿付出了多少时间与精力,最后是为给家人讨一点钱,而饿病交加死在外乡的路上。我没有开普勒的才智,更不敢再去背这个家庭的包袱。我现在最缺的是时间,但这种东西是无法向别人借的,只有两个办法,一是砍掉与研究工作无关的事,这当然也包括组织家庭,把分散的时间摆回来;二是,抓紧工作,尽量往前赶,把前面的时间抓过来,因为过去的时间是无法再利用了。当然这样赶身体是要苦一些,也许这是生命的提前支出,但是对于万有吸引力的发现来说,23岁的牛顿和85岁的牛顿又有什么区别呢?人,不过是一团血肉的躯体,只有当他作出创造时,他才会区别于只知吃喝消耗的动物,才有了灵魂,才有了价值,而不必管他是男是女,是老是小,我们现在不顾一切地追求着的,正是这种创造啊。”  卡罗琳听着哥哥这番激动的演说,好像又回到那天初次来伦敦,兄妹见面的日子。她觉得自己并没有完全理解了哥哥的胸怀。她也被这种理想主义和牺牲精神深深打动了。便激动地站起来握着哥哥的手说:  “哥哥,我的才能不及你的十分之一,但上帝给予我的时间也许比您的还多,这真不公平。假如生命真能通过转让和馈赠而延续的话,我宁愿现在我死去。但是还有一个办法,亲爱的哥哥,我发誓将永不结婚,一直陪伴着你。我也要省下那些因家庭而耗费掉的时间并送给你。让我们共同去追求那个伟大的目标。”  赫歇尔一向知道卡罗琳的顽强,忙激动地说:“不,妹妹,你正是一朵含苞的花,怎么能有这个想法呢? ”  “你不要说了,我主意已定。今天晚上没有演出,我们赶快去观察记录吧。”  说罢,他们兄妹俩人爬上房顶的小平台。这里摆着一些简单的天文仪器。原来当时人们只看见夜空中一条银河,但是并不能解释这种现象。赫歇尔决心弄清这条大河里所有的星星。他先买来了望远镜,但根本不能发现什么,他就自己磨镜片,制大型望远镜。他一辈子亲自磨出四百多块镜片,最大的直径竟达1.22米,小演奏员成了一代制镜宗师。 为了弄清天上到底有多少颗星星,他把天空分成638个天区,一个区一个区地数,记录下来,标在图上,共数了117,600颗。可以想见这是一项多么艰巨的工作。兄妹俩人这时上得房来又开始仰天数星。河汉茫茫,遥夜沉沉,城里人家的灯火也都渐渐熄去,微弱的星光之下唯有这一对顽强的兄妹在苍茫的星海里仔细地捕捞着什么。这时已交初冬,又是半夜,寒风吹过,钻领入袖,不要说手把着冰冷的仪器,就是袖手缩颈在屋顶上站一会儿也手僵足麻寒冷难忍。赫歇尔举镜观察片刻便随手拿起笔到小桌上的瓶子去蘸墨水,不想硬梆梆地蘸不上一点水来。他喊道:“卡罗琳,瓶里没有墨水。”卡罗琳拿起瓶子一看,墨水已经冻成冰块。她将瓶子一把抓过掖在怀里说:“你先观察,它一会儿就会还原成水的。”赫歇尔握着妹妹的手感到就像一块冰,而且上面还有一些横七竖八的裂口,他突然感到一阵心酸内疚,猛地把这双小手搂向自己怀里,一边说:“实在叫你吃苦了,妈妈在家里要知道这种情况还不知道该怎么责备我呢。”  正是:  友爱支持与谅解,苦斗更需有温情。 莫道遥夜凉如水,兄妹情热可化冰。  却说赫歇尔兄妹无论怎样挤时间研究天文,但演出还是必须参加的。因为这是他们生活和研究费用的唯一来源。而且他们兄妹的演技早已闻名全城,一次不出场那些狂热的歌迷便感十分扫兴,必得向乐团老板问个究竟。全城人只知有一对能拉能唱能舞的兄妹,却还不知他们在下台卸装之后的艰辛。岁月流逝,赫歇尔已是四十出头的人,冬去春来,大地又回复了他的温馨。这天晚上乐团在露天举办了一次音乐会。四周绿树如屏,层楼栉比,仰望蓝天如镜,星似明眸,正是一天工余人们消遣的好时光。这天卡罗琳一连唱了三首歌,台下掌声不绝,哪肯放她回去。她只好喘息片刻,喝口水润润嗓子,然后换了一条纯黑拖地长裙,轻移莲步跺到台前,下面早起了一阵掌声。她颔首一笑算是答谢,然后凝神屏气,随着乐声轻起,将目光射向深辽的夜空。这时观众才注意到卡罗琳的这身装束,裙衣左上方别一枚星状胸饰,闪闪发光,此外便再无什么佩戴。只是那裙子格外合身,倒显示出她本来的神韵。这时灯光一照,卡罗琳更显得粉面桃腮,灿若春花。她伫立台前任乐声在身前身后徐徐飘荡,酝酿情感,静如芙蓉独立秋水。而作为伴奏的赫歇尔今天也特殊,换了一身黑色礼服,雪白的手套,紫色的领结,胸前手风琴也早换成肩上的小提琴。卡罗琳还未启齿,他的琴声早已绕树三匝,飘落座席,令听者回肠荡气了。这时卡罗琳也轻举双臂,漫舒宽袖,且舞且歌道:  天上的群星啊,请听我唱一支歌。你可知道,我每天都在把你眺望,对你诉说。  夏夜的微风啊,吹动我的衣裙。我遥望天河,河漠淡淡,从我心里流过。 秋夜的薄露啊,从我的脚下飘过。我登高仰望,看星光闪烁,心灵深处亮起了一盏盏灯火。  对着夜空啊,通过暮色,我暗暗思量:我是否也该发一点光,点发一点热,献给养育我的祖国。  对着群星啊,对着银河,我们心自问:人生是否也该激起一点浪,溅起一点波,留给那滚滚不息的历史长河。  卡罗琳的歌声委婉动情,飘天入地,与这清风明月夜浑然一体。歌声飘荡,满座悄然无声,人们都沉浸在歌声的意境之中。片刻,掌声突起,观众将鲜花、手绢、帽子一起抛向台上,内中有知道这对兄妹生活拮据还献身天文事业的就互相传告,于是也有人把大把的钱抛向台上。卡罗琳两眼含着热泪向大家再三致谢,然后拾起一束鲜花返身一头扑在哥哥怀里。  这天晚上演出结束后兄妹俩人照例稍事休息又上房观星。他们还沉浸在今天演出成功的幸福中,一边摆弄着望远镜,一边议论着。赫歇尔说:“卡罗琳,我真不知道,你什么时候写这的这首歌词?”  “晚上一边看星星,一边就这么想,早就藏在心里了。”  “看来我们的卡罗琳不但是天文学家还是文学家呢。”  “我不要那么多家,我只要我的星星。”  他们正这样你一言我一语地说着。突然赫歇尔大声喊道:  “来了。一个陌生客闯进了我的望远镜,卡罗琳,你快来看。”  卡罗琳将眼睛贴在镜筒上真的看到一颗过去从来没有见过的星,它行动迟缓,发光微弱,如果不细心是很容易忽略过的。卡罗琳说:  “哥哥,也许这是一个很远很远处的桓星吧?”  “这好办,如果是恒星,距离遥远,无论用多大的望远镜看,它的体积也应该是一样大才对。”  赫歇尔说着立即把他的十八般兵器都搬了出来。他先用能放大270倍的望远镜,再换上放大460倍的望远镜,这星体积有所增大,他又换上能放大930倍的望远镜,这星体积又更大了。看来不是恒星,但会不会是彗星呢?不会,因为连续观察并没有发现它的长尾巴。赫歇尔禁不住心里突突直跳,难道这会是太阳系里除金、木、水、火、土、地球以外的又一颗新星吗?难道像开普勒,像哈雷,像牛顿,这发现的机遇今天也轮到我的头上了吗?赫歇尔一把拉过妹妹的手说:“是美妙的歌声感动了天神。我们成功了,就在今天晚上!”卡罗琳觉得哥哥的手滚烫,在剧烈地颤抖。她也十分激动,忙记下这个不速之客。这一天是1781年3月13日。他们根据国王乔治三世的名字将它命名为乔治星。后来德国柏林天文台长为了表示对他们兄妹的敬意又重将此星命名为天神乌拉纳斯(天王星)。  天王星发现了!它距太阳约28亿公里,绕太阳公转一周要84年,这样太阳系的范围一下就扩大了一倍。不仅如此,经过观察,赫歇尔还第一个提出了银河系的模型,得出了银河系有限、银河系内恒星可数的结论。他正确地解释了银河系是一块凸透镜状的圆盘,太阳系处于其中心,我们沿透镜的长轴看去,全是灿烂的星星,沿两边的短轴看去,星星稀疏,露出了背后的黑色空间。所以我们看到的银河就呈带状。赫歇尔的伟大发现使他一举成名,英王乔治任命他为皇室天文学家,年俸二百英镑。他们兄妹再也不用靠卖唱来接济天文研究了。卡罗琳更加勤奋地协助哥哥工作,后来也多有发现,成了一位伟大的女天文学家。她遵守自己的诺言,终身未嫁,一直活到98岁,在84岁时作为第一个女会员破格被英国皇家天文学会接收入会。  正是:  莫道女子无天才,最怕明珠甘自埋。 只要心比男儿烈,终教须眉拜裙钗。第三十二回穷夫妻吵架 一脚踢出新纺车,智瓦特发愤 廿年造成蒸汽机——引起世界工业革命的两项大发明  前几回说到近代科学由于伽俐略,牛顿等人的努力,在物理、天文等方面已经累积了足够的知识,而科学知识的丰富,又为新技术的出现创造了条件,英国在十八世纪开始了几十年间确实集中了当时世界上最优秀的科学家,又最先完成了资产阶级革命,所以来一场工业革命是势在必行了。  这技术上的改进是先从纺织行业开始的。原来英国的纺织品向来质量不高,平时市场上的货全靠从中国和印度输入。为了保护本国资本主义发展,1700年英国国会专门通过一项法令,禁止从中、印进口棉纺织品,逼着本国纺织业快快赶上去。真是有问题就有解决问题的人。到1733年,终于出来一个叫凯伊的穷织工,发明了一种“飞梭”。那原来靠手臂一下一下来回穿的木梭,现在用脚一踢便如流星般的来去,这样一来纺纱倒供不上织布了。  公元1764年在英国的一个小镇上住着一对夫妻,男的叫哈格里沃斯,女的叫珍妮,他们都是被剥夺了土地后从乡下流入城镇的。小夫妻女纺男织,惨澹经营,维持着艰苦的生活。可是哈格里沃斯用的飞梭织机,珍妮用的手摇纺车,一快一慢,两天纺出的线不用半天就已织完。纺不出线就织不成布,就换不来钱,也就买不来面包。珍妮终日不停地摇着纺车,腰酸背痛还是出不了几磅纱。哈格里沃斯呢?闲着没事,看着家中生活这般拮据,织完布后就腰插一把斧头到外面去给人家做木匠活,以求一点微薄的补贴。这天他出去后还不到半上午便回到家里,脸色阴得难看,也不搭话,便坐在织机上喊着要纱。珍妮见状知道又是没揽到活,明天的面包不知哪里去寻,也不敢多问,只是将昨天纺出的纱一起抱上。哈格里沃斯就闷着头啪啪地织了起来。不消两个时辰,这堆纱就已织完,他就先叫声妻子,没有应声,便自己走下织机到院里去讨纱。只见珍妮还在吃力地摇着纺车轮,那只纱锭上才刚薄薄地裹了一层纱线,这时已日过中午,他腹中早就饿火中烧,便没好气地喊到:“珍妮,你这样摇法,就是把我们的肠子都纺成线,也不够换一块面包充饥。”珍妮却好像不知道他来到身后,头也不回,只是把那纺车疯也似地摇着,嗡嗡直响。哈格里沃斯心里更加烦躁,便抢上一步,一把按住住她的右手,说:“从明天起你就在家做饭管孩子好了,我到外面去干活。这样一天纺几根线还不够织几根裤腰带呢。没想到珍妮突然转过头来嘶喊道:“这能怪我吗?有本事你来纺,你摇断胳臂也不会在一个锭上转出两个纱团啊!”哈格里沃斯这才看到珍妮眼里已饱饱地含着两汪泪水。是的,这哪能怪她,家家不都是这个样子吗?他心早软了一半,但口里却还不肯软下来,说:“不怪你,不怪你,怪这个劳什子纺车,要它有什么用,不如劈了烧火。”说着顺手抄起斧子便要砍下去。珍妮知他是个火暴脾气,真要砍了这车,一家人眼下就只有喝北风了,忙上去抱住他的胳臂不肯松手。哈格里沃斯的胳臂让妻子抱定,举不起斧头,浑身的气闷得无处发泄,便就势飞起一脚将那纺车踢出六、七步远,将斧子扔到地下,重重地叹了口气。珍妮这时早趴在他的肩上嘤嘤地啜泣不止。一场夫妻冲突也就这样渐渐地缓解下来。再说珍妮见哈格里沃斯的火已渐渐消下,她的委屈才真正地翻了上来,便索性紧紧地搂住丈夫的肩膀一把鼻涕一把眼泪地不肯停歇,非要等他道歉不可。  但是,珍妮这样真哭假怨,有好半天却像是搂了一节木头一般,不见哈格里沃斯有一点反应,她觉得无趣,也就松开双手,抬起泪眼。谁知这一松不要紧,丈夫却嗖地冲向那辆纺车,她一把没有拉住,哈格里沃斯却大喊起来:“亲爱的,你看,你看!”珍妮见他突然又像孩子一般,却堵着气偏不去看,撩起围裙摸一把眼泪准备去收拾午饭。丈夫却过来一把拉住她的手说:“亲爱的,办法有了。你一看就会明白。”原来那轮纺车挨了哈格里沃斯这狠狠的一脚,这时正仰面朝天,那本来平躺着的纱锭已经垂直立起,还被车轮带着旋转。哈格里沃斯说:“你看我们就照这个样子把纺车改造一下,纱锭立起来,一个车上就可以并排放两个、三个,不就可以多出纱了吗?”他这时早已喜得忘了肚中的饥饿,转身在珍妮挂着泪珠的腮上吻了一下,便去摸斧头干活,珍妮也忙到厨房里备饭。  各位读者,你想这哈格里沃斯何等聪明,他本是一个木匠,又是一个织工,只要脑子里得了这个主意,制作起来并不困难。他很快做了一个大木框,上面行列了八个纱锭,旁边装上一个木轮,一试就成。以后又不断改进,纱锭加到十六个、三十个、一百个,效率提高到一百倍。这时再摇起这种车来,倒是纺线人将织布人赶得气喘嘘嘘了。  正是:  死胡同里莫硬钻 退一步时路更宽 发明原来有诀窍这边不行试那边。  再说哈格里沃斯得了这种发明不敢忘记这纺织机实是那天与妻子吵架所得,所以就将它命名为“珍妮纺织机”。珍妮机很快在英国纺织业中得到推广,以后又有人不断改进用上了新的动力,英国纺织业逐来了一场大革命。所以马克思后来论及此事时说,“十八世纪的产业革命就由此开始了。”  纺织机械的改革随之带来一个问题,就是动力。机械效率提高后人力当然不够用了。有人发明用风力,但很不保险,有人发明用水力,但那必须到远离城市的山乡去,于是人们便想到一种全新的动力——那就是蒸汽。  说到蒸汽这便又引出一位科学更上大名鼎鼎的人物一瓦特。  瓦特生于英国的格林诺克,他好像生来就与蒸汽有缘。他还是五,六岁的孩童时就常守着火炉看那开水壶上的壶盖给汽顶得一上一下地跳动,经常问这是为什么?后来由于家穷他没有机会念书,先是到一家钟表店里去当学徒,后又到格拉斯哥大学去当仪器修理工。这时社会上已开始有简单的蒸汽机,而当时的科学发展,正如我们前几回说过的,托利拆里实验,马德堡半球实验,也都从理论上解决了 “壶盖为什么会上下动”的问题。瓦特聪明好学,又在这样一个大学的环境里,常抽空旁听教授们讲课,又终日亲手摆弄那些仪器,学识也累积得不浅了。  话说1764年,格拉斯哥大学收到一台纽可门蒸汽机,请求修理,任务交给了瓦特。这种机器是苏格兰铁匠纽可门1705年发明的,又大又笨。机器的汽缸下方有三个活门,汽从中间活门进入,将活塞推上去,人工将汽门关死,再从右边活门里注入冷水,热汽充遇冷收缩,缸内形成真空,活塞自然下落,这时又要手忙脚乱地关上进水活门。这样活塞才能上下一次。连杆带动汲水工具也上下抽水一次。瓦特将这台机器修好后看着它这样吃力地工作,就如一个老人在喘着粗气,颤颤巍巍地负重行走一般,觉得实在应将它改进一下才好。他注意到毛病主要在缸体随着蒸汽每次热了又冷,冷了又热,白白浪费许多热量。能不能让它一直保持不冷而活塞又照常工作呢?  瓦特从小学徒出身,既能吃苦,又很顽强。他一有这个想法便立即自己出钱租了一个地窖,收集上几台报废的蒸汽机,决心要造出一台新式机器来。他自己也告别妻儿,一卷行李搬到地下,整日摆弄着竹筒、木轴,左比右试,这样有两年时间总算弄出个新机样子。可是点火一试,那汽缸倒像吴牛喘月一般四处漏气。瓦特想尽办法,用毯子包,用油布裹,几个月过去了,还是治不了这个毛病。连这第一步也迈不出去,以后还不知有多少险阻呢。  瓦特原以为他的革新方案很快就能实现的,就去向一个叫罗巴克的工厂主借债,两人签定合同,如果新机器试验成功,工厂主将要分享三分之二的利润作为偿还。现在瓦特这样一直拖下去毫无进展,罗巴克宣布再不对他资助,这样瓦特反倒负债如山。他骑虎难下,心烦意乱,不知该怎样收拾这个局面。一天他又趴到汽缸前观察漏气的原因,不小心一股热气冲出,他忙躲时,右肩上已是红肿一片,就像被一把热刀削过一般,辣辣地疼了起来。晚上他回到家里左手捂住右膀,躺在床上不言不语。钱无着落,试验又不知何时才有个完。再这样下去真怕连妻儿也要搭进去了。他想这事也许压根就不该他自己去干,格拉斯哥大学有多少教授,这城里有多少工厂主,有学问的有学问,有钱的有钱,谁也不敢去碰这个难题,我这个穷工人为什么要去讨这份苦吃?“罢,罢,罢!”他越想越觉得后悔,嘴里这么说着就翻身坐起,将桌上圆纸卷作一团,向炉子里塞去。这时瓦特的妻子正好进来,见状忙一把抢过,正色说到:“亏你还是个男子汉呢,就这样没有出息!这两年满城里谁不知你在发明什么新蒸汽机,今天就这样打了退堂鼓,我看你怎样上街见人。你不记得那年你要开个小钟表修理铺,行会里的人说你学徒期不够,不许开,后来这所大学不讲资格,破例收留了你,连那么大的机器都让你修,你修好了又不满足,自吹还要造个更好的。这样,我看你要么真的造出一个新机器,要么就摔掉饭碗,我跟你沿街要饭去!”这瓦特夫人是受过教养的人,知书识礼,极有志气。今天她见丈夫要打退堂鼓,一进门就劈头盖脸地说出这般言语,把个瓦特羞得半天抬不起头来。过了好一会儿他才说:“亲爱的,你知道我们现在就要揭不开锅了。再这样借债,借到何时“,夫人忽地站起,伸手摘下脖子上的项链,又退下手上的结婚戒指说:“能变的先变卖掉,咬咬牙先过下去。”瓦特见妻子越说越绝,更羞愧难当,起身下地,随手抓过桌上的一把木尺,一折两半,说:“我瓦特要造不出新蒸汽机来,就算我这双手白白摆弄了十几年机器,到时我就这样扯断自己手指。”说完头也不回地又向他那个地窖跑去。  各位读者,引起世界第一次工业革命这两大新机器虽是两个男子发明的,但都实实在在得力于他们的妻子。尤其是瓦特的妻子,在瓦特自己都已没有信心时,反而忍饥挨饿,咬着牙支持丈夫再坚持一下。这不是说书人编故事,而是确实如此。只可惜瓦特不像哈格里沃斯那样多情,用自己夫人的名字来给蒸汽机取了雅号。所以后人只记住了珍妮,很多人反不知瓦特是不是有个妻子。  闲话放过。再说瓦特回到地下实验室里,将过去的资科重新翻检一番,打起精神又干起来。干累了时就守着炉子烧一壶水喝茶。一天,他正这样闷头喝着苦茶,看着那个儿时就引起兴趣的一动一动的壶盖。也是苦修必有果,功到自然成,活该今天瓦特开窍。他看看炉子上的壶又看看手中的杯子猛然喊道:“茶水要凉,倒在杯里;蒸汽要冷,何不把它从汽缸里也倒出来呢?”瓦特这么一想,便立即设计了一个和汽缸分开冷凝器,这下热效率提高了三倍,用的煤只有原来的四分之一。这关键的地方一突破,瓦特顿然觉得前程光明。他又到大学里的布莱克教授请教了一些理论问题,教授又介绍他认识了发明镗床的威尔金技师,这位技师立即用镗炮筒的方法为瓦特镗制了汽缸和活塞,解决了那个最头痛的漏气问题。这时早有另一位慧眼识英雄的工厂主博耳顿开使向瓦特投资,瓦特有了资食接济,如虎添翼,到1784年他的蒸汽机已装上曲轴、飞轮,活塞可以靠从两边进来的蒸汽连续推动,再不用靠人力去调节活门,所以这才是世界上第一台真正的蒸汽机。但这时距瓦特接手修理那台纽可门蒸汽机已经整整二十个年头过去了。瓦特终于完成了这个划时代的发明。以后他又与人合办了一个蒸汽机制造厂,他这一生再也没有离开过蒸汽机,直到1819年他以83高龄离开这个因他的发明已经变得很热闹的人世。  各位读者,或许我们今天看来一台纺纱机、蒸汽机能值几个钱。但科学的进步重在突破,有第一步,就有第二步;有昨日之粗之低,才有今日之精之高。譬若孩童走路,别看初时东倒西歪,明日也许是个“飞毛腿”。再者,科学原理的发现与具体技术的发明是整个自然科学进步的两条左右腿。用一根木棍撬石头,多么简单的发明,但它导致了杠杆原理原理的发现;而有了这杠杆原理才会有瓦特蒸汽机上的那些曲柄、拉杆,又有了真空的发现,才会有那活塞的来去。现在这个蒸汽机比那撬石头的木棍自然不知要高档多少倍,它所提出的问题也自然要引起这新时代的阿基米德们的联想,以后还有什么重要发现,且听我慢慢讲来。

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