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数理化通俗演义-第章

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体内还内接着一个球。伟大的阿基米德原来要将自己的墓碑做为一页书,作为科学之路上的一个里程碑,把自己没有画完的图形和没有解完的题刻在自己的墓碑上。他选择的这个图案,是他生前花了很多功夫得到的一个重要的证明:当一个高度与直径相等的圆柱,内接一个球体时,这个圆柱体的体积等于这个内接球体的一倍半,即: 

  πR2h=1。5×(4/3)×πR3 

  (圆柱体积) (球体积) 

  另外,圆柱体的面积,又正好等于球体的面积: 

  2πr×2r=4πr2 

  (圆柱面积)(球面积) 

  阿基米德特别重视这个证明,把它专门写在一本《球和圆柱》的书中,并寄给自己的好友多西费。他曾嘱咐自己的家属,死后要将此图案刻在自己的墓碑上。 

  西塞罗,这个曾是当年叙拉古的敌国的代表,此时怀着由衷的喜悦欢呼这一伟大的发现。他专门为了文章进行称颂,并重修了阿基米德之墓,让这个遗迹作为对这位科学家的永桓的纪念。 

  正是: 

  政治分左右,军事有敌我。 科学无国籍,知识一长河。 

第八回
八龙举首报地动,一骑飞至判真伪
——世界上第一台地动仪的诞生

  上回说到古希腊伟大的科学家阿基米德在战争中不幸遇难。此后,欧洲在一千多年内,再没出现可与他相比的人物。虚妄的封建迷信,疯狂的宗教压迫把人们淹没在无知的荒野中。当时的世界文化中心亚里山大里亚已被焚毁,巴黎和伦敦的街上还是一些土房茅舍。整个欧洲没有学校,没有医院,瘟疫到处蔓延,人们大批死亡,欧洲进入了中世纪的黑暗时代。可是,幸亏地球是圆的,正像一半是黑夜,一半就是白天一样,那时在东半球正有一个和罗马一样强大的帝国,这就是中国的汉王朝。就在西塞罗无限追思阿基米德而为他立碑的三年后(公元78年),东汉的南阳郡西鄂县(今河南南阳石桥镇)降生了一个人。他就是后来在世界科学史上占有显赫地位的科学家张衡(公元78…139)。张衡自幼刻苦读书,16岁即外出考察游学,后在京为官。一生共有占作20种53篇,涉及文学、史学、哲学、天文、历算、地理、艺术图籍。正如1956年中国科学院院长郭沫若在重修张衡墓时的题词中说的那样:“如此全面发展之人物,在世界史中亦所罕见。”

  话说公元138年的一天, 洛阳城里汉顺帝早朝,文武百官班列两旁。顺帝道:“众爱卿,可有什么事情要向朕奏明?”这时班中一位老臣,鹤发童颜,趋前几步跪下道:“臣今早察知京师正西方向发生地动,那里必是房倒墙摧,江河横溢生灵涂炭、万请陆下速派员安抚,以救民于水火。”这个老人就是年已61岁的张衡。他本来在朝中任太史令、侍中,三年前因敢于直言而被排挤出京任河间相,如今刚刚回朝任尚书,第一次上奏就说出这般不吉利的话来。且外面风和日丽,朗朗乾坤,没有一丝地震的迹象,当即有人跪奏顺帝:“我朝在和帝永元八年(公元96年)至安帝延九四年(公元125年),30年间就有23年发生大地震。安帝元初六年(公元119年),两次地震京师和42个郡全都受灾,房倒屋塌,山崩地裂。那是神灵主宰,上天垂象,朝将易主,果然连换三朝。自我皇永建元年(公元125年)登基以来,上应天意,下随民心,天下太平,谷丰粮登,何来凶象之兆?平子(张衡字)在朝为官多年,被调为外相,分明是对望上有怨。今日登殿假借天意,造谣惑上,宜交廷尉(掌刑法的官)论罪,以肃朝纲。”此人伶牙俐齿,口若悬河,朝中不少迷信老朽听得连连点头。张衡的一些好友也不敢插嘴申辩,大殿之内一片肃静。顺帝一时也拿不定主意。先朝的大地震他是知道的,至今想来还心惊肉跳。可是,自他登基12年来,张衡就有11年在他身边侍奉,上传下达,犯颜直谏,也还忠于职守。自任太史以来,推算历法,研究天文,制成浑天仪,演测天象,确有成效,今日之言决不至于信口开河。想到这里,便问道:“卿言西方地动,有何根据?”张衡说:“臣在家中亲自测得,三日之内必有驿报,若无此事,甘以欺君之罪受死。”于是当日散朝无事。 

  再说张衡散朝回来,一班亲朋好友都为他捏着一把汗,将他簇拥至家,七嘴八舌,要讨个放心。张衡脱了朝服,轻捋银发,微笑道:“诸位不必担心,请随我看一样东西。”众人随他来到后院一间厢房,这里满壁都是楠木书架,摆满经、史、子、集各类书籍,还有他的手稿《温泉赋》、《归田赋》和那篇花了十年时间才写成的《二京赋》以及天文来作《灵宪》、《浑天仪图注》,数学书作《算罔论》等,这时蔡伦又刚刚发明了造纸,所以这张衡的书房和地中海边阿基米德的石头书屋大不一样,并没有那些大卷羊皮、颜料鹅毛之类。奇怪的是书房当中放着一件东西,状如一个大酒樽,圆径八尺,顶上有突起的盖子,表面有浮雕的篆文、山、龟和鸟兽花纹。这是他六年前(公元132年)亲手用青铜制成的,这个大“酒撙”的上部镂铜八条龙,龙头分别朝东、西、南、北、东北、东南、西北、西南八个方向排列,每个龙嘴都含有一颗铜球。每个龙头下对着一只蛤蟆,张嘴对一龙口呈接食状。大家仔细一看,八条龙唯有向西这条龙嘴巴紧闭,所含钢珠已掉在下面蹲酒的那只蛤蟆嘴里。张衡说:“这叫地动仪,能测八个方向的地动,只要远处大地一有振动,必有一条龙吐球报信。你们看西面这条龙已经吐下铜球,告知那面肯定有地动了,所以找今天上朝奏明圣上,不想那些奸顽之徒又要乘机进谗,我自信这仪器是不会误人的。”这时人们还是疑信参半,心神不定。大家围着这件怪东西转了几圈,议了一会儿,便也都慢慢散去。 

  地动仪为何能报出地震,测出方向呢?原来,大酒撙内立一根很重的铜柱,名日“都柱”,上粗下尖极易歪斜。都柱周围的八个方向有八根曲杆,与八个龙头相接,只要一个方向有地震波传来,极不稳的都柱便会倒向这个方向,压动曲杆,牵动龙头,张口吐出铜球。这与阿基米德那些抛石机一样也是用的杠杆原理,那曲杆就是我们现在机械学上的“曲杠杆”。张衡当年已如此熟练地运用这种机械原理,确是才思过人。 

  再说第二天,一日不见消息,第三天也无动静。这时,那些反对张衡的人更有了话柄,有的上书要求皇上治他的罪,有的到他家里来讽刺挖苦。张衡的一些朋友更是提心吊胆。按说就是千里路程,如真有地动,驿马日夜兼程也该到京了,莫不是仪器有失?张衡的夫人、子女、家人仆从地无不急得加热锅上的蚂蚁,唯有他自己读书,批文,泰然自若。眼见红日西斜,第三天又要过去。张衡批了一天的公文回到书房,刚捧起一卷书,忽然,老家人闯了进来,不及下跪就慌慌张张地说道:“老爷,不好了,刚才宫里太监宣您到温德殿见驾,怕是为了那日朝上争论的地动一事吧。” 

  张衡闻言急忙换了朝服去到温德殿见驾。到底是凶是吉,且听下回分解。 

第九回
华灯熠熠受宴威,阴雾惨惨愚受惊
——关于月蚀的一次预报

  上说到张衡报了地动不知吉凶,一听皇帝召见,连忙换了朝服直奔温德殿。只见群臣悄无一言,圣上面有愠色,像刚发过脾气。顺帝见张衡进来,说到:“卿言西方有地动,刚才驿马来报果真如此。学富五车又敢直谏,真不愧为朕的重臣,寡人特赐你黄绫五匹。”又转过身来对那佞臣狠狠瞪了一眼。此时,张衡忙谢恩不迭。他知顺帝忧柔多变,朝中奸臣当道,怕以后节外生枝,就乘势上奏,称年以老迈,该辞官归田,修纂书籍。顺帝准奏。越明年(公元139),世界科学史上的这为伟人便与世长辞了。 

  张衡去世后,这地球又绕太阳转了320圈。中国历史经历了东汉、三国、两晋、十六国到了南北朝。这时在建康(南京)有一个刘宋小王朝,正是第四代黄帝孝武帝刘骏在位。这城从两晋就做首都,建设的楼台栉比,亭榭相连,满城轻歌漫舞,一派纸醉金迷。这天正是帝孝武大明三年(459年)9月19日晚上,夜风轻轻,钟鸣声声,一轮满月冉冉升起,那些深宅大院更显出峨的轮廓。这时离皇宫不远处有一宅第,红灯高挑,车马不绝,连门口那对石狮子也披红挂彩。这是当朝旅贲中郎将给侍中戴法兴的官第。今日是他的四十五寿辰,正要大宴宾客。此人官衔不大,仅属宫廷卫队长,秘书长一类,可他出入皇宫左右,深得孝武帝信任。他心狠手毒,进一谗言就能让你家破人亡。因此,今日不论生疏远近,满朝文武都来祝寿捧场。那戴某也光容焕发,前后谦恭。这时,他正挽着一位青年学者的手,走向客厅。 

  这个青年学者只有26岁,名叫祖冲之(429…500),出生官臣人家,少年好学,新近被收入黄帝专设的“华林学省”研究学问。“华林学士”们虽无官职,却由黄帝赐房、赐衣、赐车、赐马,名誉极高。 祖冲之学问高深,名噪京师,连戴法兴这样的权臣,也因其赴宴引以为荣。 

  一会儿,主宾落座,歌飘舞起。酒过三巡,众人已有醉意。忽然,一仆人慌忙进来,走到戴法兴身后语无伦次地说道:“老爷,不好了!街上人传今晚有月蚀……”虽然声音很轻,但是旁边的几个客人还是听到了,立即被吓的酒杯落案,呆若木鸡。戴夫人不等仆人说完,便啪地给他一个耳光:“放屁!老爷生日,怎么说起这等不吉利的话来?”仆人连忙跪倒:“奴才不敢胡说,外面贴有告示。” 

  “谁贴的?”戴法兴满脸杀气。仆人以目示席,不敢再说。这时祖冲之整冠而起,从容达道:“是在下来府时
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