穿越時(shí)空的“纖繩之問(wèn)”?陪同楊振寧院士考察三峽逸事

文 | 林初學(xué)　編輯 | 田宗偉

楊振寧院士在三峽大壩壩頂 攝影/劉華

在春光明媚的時(shí)節(jié)，著名物理學(xué)家楊振寧院士一行來(lái)三峽工程參觀，我有幸陪同，與同事一起向楊先生介紹工程建設(shè)運(yùn)營(yíng)情況。楊先生96歲高齡，很健談，對(duì)工程問(wèn)題有興趣了解，頭腦條理清晰，提問(wèn)中有思考。大家都樂(lè)于接待這樣的工程參觀者，以輕松自然的互動(dòng)交流方式，在應(yīng)答中解答來(lái)訪者最想了解的事情，同時(shí)也順著話題把自己最想讓來(lái)訪者知道的事情告知對(duì)方。楊先生在三峽展覽館與集團(tuán)主要領(lǐng)導(dǎo)座談，聽了三峽工程及三峽集團(tuán)情況介紹后，欣然題寫感言“三峽工程是人類歷史上一個(gè)亮點(diǎn)”。

接待中安排了“兩壩一峽”內(nèi)容，自葛洲壩上船，溯流而上，參觀西陵峽東段，沿線介紹抗戰(zhàn)時(shí)世界著名壩工專家、美國(guó)墾務(wù)局總工程師薩凡奇到三峽考察選擇壩址的情況。在船上，時(shí)間稍寬余些，楊先生除了繼續(xù)詢問(wèn)與三峽工程以及水利、能源等相關(guān)事宜外，還談起他小時(shí)候及就讀西南聯(lián)大時(shí)的往事。登船時(shí)楊先生曾問(wèn)湖北公安在何處，我們指向下游方向，他解釋說(shuō)在清華研究院完成碩士論文的導(dǎo)師王竹溪老師就是公安人，并深情地講到正是碩士生時(shí)被王竹溪先生引入了統(tǒng)計(jì)力學(xué)研究，為以后進(jìn)入大展身手獲取諾貝爾獎(jiǎng)的研究領(lǐng)域提供了機(jī)緣。

資料照片。1946年美國(guó)《生活》雜志攝影師拍攝的三峽木帆船 翻拍/ Hleeow

船行進(jìn)入南津關(guān)，恰逢習(xí)近平總書記視察長(zhǎng)江乘坐的“長(zhǎng)江一號(hào)”執(zhí)行完任務(wù)后返航，與我們的船齊頭并駛了一段，大家站上甲板興奮地拍照。末了講起葛洲壩、三峽成庫(kù)后峽江航道條件的極大改善，楊先生忽然問(wèn)道，三峽還有沒(méi)有什么地方可以看到纖夫拉纖的情形，我說(shuō)纖夫已隨木帆船改機(jī)動(dòng)船而消失很多年了，可能個(gè)別支流的旅游景點(diǎn)還有示意性的表演?；氐酱撟?，楊先生向我們講述他小時(shí)候隨家人從安徽家鄉(xiāng)出來(lái)，看見江南水路交通的情形。他說(shuō)，纖夫們拉著船前行的那個(gè)場(chǎng)景留下的印象很深，在他記憶里，纖夫拉著的纖繩好像是系在桅桿之上。楊先生說(shuō)，這么些年腦海里留下的問(wèn)題一直未解：纖繩為什么不是系在船頭呢？聽了楊先生的描述，我才明白了他問(wèn)能否看見纖夫拉船，與一般人不同，他是想印證和弄清兒時(shí)留下的問(wèn)題。我也試圖打開小時(shí)候的記憶，發(fā)現(xiàn)我已沒(méi)有準(zhǔn)確印象纖繩系于何處。我在金沙江岸邊長(zhǎng)大，有好多年如歌中所唱“聽?wèi)T了艄公的號(hào)子，看慣了船上的白帆”的親身經(jīng)歷，但與科學(xué)大師一比，立馬就覺出差距了，既沒(méi)有楊先生那樣打小時(shí)就有的細(xì)微的觀察力，更缺少把童稚時(shí)期的未解之問(wèn)留在腦海持久思考求解的強(qiáng)烈求知欲。記憶不清，也沒(méi)思考過(guò)，對(duì)楊先生的問(wèn)題一時(shí)難以回答。

船行至燈影峽靠岸，岸邊正是抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期被比作“東方的斯大林格勒戰(zhàn)役”的石牌保衛(wèi)戰(zhàn)遺址，中國(guó)軍隊(duì)在此重創(chuàng)日軍，粉碎了日軍沿峽江西進(jìn)進(jìn)攻重慶的企圖。前些年這里復(fù)建了第六戰(zhàn)區(qū)江防司令部及國(guó)民革命軍十一師師部，還修建了紀(jì)念碑、紀(jì)念館，是湖北省國(guó)防教育基地和宜昌市愛國(guó)主義教育基地之一，五星紅旗和青天白日出現(xiàn)在同一場(chǎng)景，有著獨(dú)特的歷史感和時(shí)代感。楊先生饒有興趣地站在甲板上，以岸邊景物為背景拍照留念，記下這個(gè)畫面。楊先生在船上休息之際，我們登岸到紀(jì)念館參觀。說(shuō)來(lái)也巧，走進(jìn)紀(jì)念館門口不遠(yuǎn)，戰(zhàn)役態(tài)勢(shì)示意圖旁邊，有一張舊時(shí)三峽行船的照片赫然在目，畫面是峽江里一只單桅桿的帆船，纖繩系挽的位置看得比較清楚，確實(shí)不是系在船頭，而是系在桅桿上。我用手機(jī)拍下照片，回到船上說(shuō)與同事聽，大家都覺得太神奇了，一是感嘆楊先生兒時(shí)的觀察力、記憶力準(zhǔn)確，二是好像誰(shuí)知道有今日之問(wèn)而把答案預(yù)放在那里等待揭曉！其實(shí)，這張舊照片與三峽工程也真有一點(diǎn)關(guān)系，它是在薩凡奇計(jì)劃披露后，國(guó)民政府?dāng)M與美國(guó)合作開發(fā)三峽消息傳開，美國(guó)《生活》雜志趕派攝影師前往三峽進(jìn)行拍攝留下來(lái)的珍貴影像之一。

返回船上，我給楊先生看了照片。照片雖印證了楊先生“纖繩未系船頭”的兒時(shí)記憶，回答了知其然的問(wèn)題，但要知其所以然，也只提供了線索。于是，在巨匠級(jí)物理學(xué)家見證下，一場(chǎng)討論展開：為什么纖繩不系在船頭？大家依照直觀判斷，加上回憶中學(xué)物理講授的力學(xué)知識(shí)予以應(yīng)用，不長(zhǎng)時(shí)間就有了基本的解答。最直觀的道理是，纖繩若簡(jiǎn)單系于船頭，位置太低，很容易被河邊的巖石或障礙物別住，時(shí)不時(shí)需要揀挽（即由拖后的一位纖夫去把纖繩抬起來(lái)越過(guò)障礙）。從受力的角度，帆船靠風(fēng)帆鼓起，以風(fēng)為動(dòng)力通過(guò)桅桿傳至船體推動(dòng)船行，而無(wú)風(fēng)或風(fēng)力不足時(shí)靠纖夫人力牽引，纖繩的著力點(diǎn)也應(yīng)與鼓帆時(shí)的著力點(diǎn)基本一致，所以纖繩系于桅桿而不是船頭。參與討論之間，一個(gè)想法閃現(xiàn)在我腦海，把這段故事寫成花絮分享，再加上一個(gè)標(biāo)題黨的句法“諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主思考了八十余年的力學(xué)難題，在三峽半日破解”，點(diǎn)擊率一定很高。我如此閃念給大家一說(shuō)，眾人皆樂(lè)。

石牌抗日紀(jì)念館 攝影/ 林初學(xué)

待到我真動(dòng)手記述這段故事，還是感覺若想說(shuō)清楚寫明白這個(gè)為什么，需要更仔細(xì)的分析。我回憶起楊先生當(dāng)時(shí)聽我們討論的神態(tài)，似乎并不是百分之百滿意的樣子。我上網(wǎng)查了地方水運(yùn)資料里面關(guān)于拉纖的描述，發(fā)現(xiàn)纖繩的高低還可以通過(guò)裝在桅桿頂部的滑輪調(diào)節(jié)，能提升起來(lái)避讓較高的障礙物。進(jìn)一步細(xì)致考察，實(shí)際上纖繩是以一個(gè)三角形與桅桿連接的，三角形一個(gè)頂點(diǎn)在纖繩上，兩個(gè)頂點(diǎn)分別在桅桿上上部和下部，邊長(zhǎng)可以調(diào)節(jié)、形狀可以變化。這樣，不管纖夫是沿接近江面的纖道上平拉，還是在高出江面的坡道上斜拉，通過(guò)三角形的形狀變化，可以保持纖繩傳遞的水平分力最大，而垂直分力均被船自生重量抵消，不產(chǎn)生于船正常前進(jìn)不利的轉(zhuǎn)矩。另外，如果纖繩系在船頭，當(dāng)遇曲折岸線，纖夫在纖道上拉行的方向與船行方向形成較大夾角時(shí)，由于著力點(diǎn)不在船的重心附近，拉纖產(chǎn)生的側(cè)向分力會(huì)形成力矩使船頭偏轉(zhuǎn)，而需要舵工大力搬舵去抵消轉(zhuǎn)向的力矩，而纖繩系于桅桿，桅桿位置靠近船的重心，就不會(huì)產(chǎn)生使船頭偏轉(zhuǎn)的力矩?？傊?，纖繩之問(wèn)，看似簡(jiǎn)單，也需要專門寫篇作業(yè)，附幾張照片，對(duì)不同情形，配上力的分解圖片予以說(shuō)明，才能回答清楚。

石牌保衛(wèi)戰(zhàn)遺址 攝影/ 林初學(xué)

纖夫拉纖是造訪三峽者常問(wèn)及的事，問(wèn)答間往往引人懷舊，感慨時(shí)代躍進(jìn)世事滄桑。而由纖夫問(wèn)及纖繩系法，引出一次力學(xué)的討論，楊先生乃是第一人。后來(lái)，我同集團(tuán)青年員工學(xué)習(xí)習(xí)近平總書記視察北大對(duì)青年人“愛國(guó)、勵(lì)志、求真、力行”的寄語(yǔ)時(shí)，舉了楊先生纖繩之問(wèn)為例言證何為“求真”。這種求真的品質(zhì)，是科學(xué)人文素質(zhì)中很寶貴的部分，可以讓我們奮斗忙碌追逐夢(mèng)想之時(shí)，保持人與生俱來(lái)的那種探究事理的天性，于觀察思考中發(fā)現(xiàn)自然的美妙，從格物、致知到欣賞、敬畏的過(guò)程中感受幸福、建立信念、獲得力量。楊振寧院士在其新書《晨曦集》中形容，可以使得人類對(duì)自然有新的認(rèn)識(shí)（的發(fā)現(xiàn)）本身就是美，“是從事科學(xué)研究的人最傾倒的美”。科學(xué)研究如是，工程創(chuàng)造也一樣，作為三峽建設(shè)者，我們期待著在克難攻堅(jiān)、求知?jiǎng)?chuàng)新中追求、領(lǐng)略到更多科學(xué)的美、造物的美。