李政道
針對訓練
中國古代的物理學與世界古代的物理學很相像,都以天體物理學為基礎?!拔锢怼边@兩個字的使用最早可能是杜甫。杜甫在公元758年寫的一首詩中有這樣兩句:
細推物理須行樂,何用浮名絆此生。
杜甫這兩句話,現(xiàn)在應用仍很正確。杜甫對“物理”用了“細”和“推”兩個字,“細”就是要仔細觀察,“推”就是要推理,所以這兩個字,一個是實驗,一個是理論,每一個字的分量都很重,如果要取兩個字來描寫物理實驗和理論,很難有比“細”和“推”更恰當?shù)淖謥碚f明研究物理的方法,也可以說是科學研究的方法。杜甫是詩人,怎么對“物理”有如此深刻的理解呢?杜甫當時還是工部侍郎,實際上相當于現(xiàn)在的計委副主任,大家稱他杜工部。可見在中國古代文化中,科學與文學藝術是密切相關的。
中國臺灣“中央研究院”現(xiàn)保存有一片甲骨,其上所刻甲骨文的內(nèi)容是世界上第一次關于新星(Nova)的觀察記錄。所謂新星是與太陽相似的一顆恒星,一顆恒星的一生可以有幾次突然變成新星的經(jīng)歷,每次它能夠在幾天,或者是一個月左右忽然亮度增加一萬至十萬倍。在另一片甲骨上,記錄著一星期之后,那顆新星的亮度減少很多。這兩片甲骨上的甲骨文是世界上對新星最早的記錄。
除新星外,還有超新星。超新星的亮度是太陽的1010倍。像太陽這樣的星,當它的氫核完全變成氦核時,就變成中子星,這個中子星直徑只有幾千米。所以像太陽這樣大的星一下子變成幾千米大,就要變成超新星了。關于超新星,全世界最早、最完整的記錄也在中國,是1056年宋朝時發(fā)現(xiàn)的。宋朝的天文記錄已經(jīng)很詳細,每天有記錄。記錄中說,當超新星剛出現(xiàn)的時候,大如雞蛋,然后它的亮度一天天慢慢變小。從記錄中可以推出現(xiàn)在的蟹狀星云是哪個時候哪顆超新星演變產(chǎn)生的。這顆超新星的壽命差不多是一年。
我想介紹一下中國古代對于天體構(gòu)造的看法。中國很早就推測地是圓的,天也是圓的。這是詩人屈原推測的。屈原在他的《天問》里寫著:
九天之際,安放安屬?隅隈多有,誰知其數(shù)?東西南北,其修孰多?南北順橢,其衍幾何?
屈原用解析推理的方法,也就是“細推”了地是圓的。當時沒有實驗的證明,是推理出來的。屈原充分運用了詩人的想象力和解析思考能力,那是公元前5世紀。得到了這樣重要的結(jié)論:天像蛋殼,地像蛋黃,兩者都可以轉(zhuǎn),所以中國從古代開始,天體的運行軌道就有黃道、赤道兩個道。屈原接著推測,地的形狀可能偏離完美的球形,可能是橢球形。他問:“東西南北,其修孰多?南北順橢,其衍幾何?”屈原問,赤道圓周比通過南北兩極的圓周,哪個更長。南北順橢圓的長度到底多長。但是屈原并沒有回答這個問題,因為他那時不知道,我們現(xiàn)在才知道地球的赤道直徑和極直徑差得很小,可是那個時候他問這個問題是相當了不起的。
(節(jié)選自作者在中國科學院建院50周年紀念會上的報告《物理學的挑戰(zhàn)》第一部分,原文發(fā)表時作了部分編輯處理,并經(jīng)作者和葉銘漢教授審定。)
閱讀上面的文字,回答下面的問題。
1.下列對科普文章有關內(nèi)容的分析和概括,最恰當?shù)膬身検牵?)
A.有著天體物理學這一共同的基礎,是中國古代的物理學與世界古代的物理學唯一相像的地方。
B.最早使用“物理”兩個字的可能是杜甫,從其詩句“細推物理須行樂,何用浮名絆此生”中可找到。
C.中國臺灣“中央研究院”現(xiàn)僅保存下來一片甲骨,但卻留下了世界上對新星所作的最早記錄。
D.中國宋朝1056年發(fā)現(xiàn)了亮度為太陽1010倍的超新星,并留下了全世界最早、最完整的記錄。
E.屈原是充分運用詩人的想象力和解析思考能力作出“天地都是圓的”這一重要論斷的世界第一人。
2.古代中國在天體物理方面作出了哪些貢獻?請簡要概括。
答:________________________
3.從文中看,在中國古代文化中,科學與文學藝術有著怎樣的密切關聯(lián)?
答:_______________________
4.杜甫和屈原的作品所出現(xiàn)的符合科學精神的東西,給了你怎樣的啟示?請談談你的認識。
答:_____________________
【陳振林、閆永平/供稿】