中国对物理学的独特贡献

 
中国科学院院士 杨国祯

 

  由湖南教育出版社在2000年5月至2002年12月时间段内出版的《中国物理学史大系》摆在案头,极为惹眼。这是一套重在中国古代的科学史丛书,其名为物理学史,实则涵盖了与物理学相关的各方面知识,除了其中一卷《近代物理学史》即20世纪中国物理学史之外,其余各卷都是叙述中国物理学知识及其历史发展的,包括有《力学史》、《光学史》、《声学史》、《电和磁的历史》、《物理教育史》、《计量史》、《古代物理学史》和《中外物理交流史》。《大系》由诺贝尔物理学奖获得者李政道教授任学术顾问,中科院高能物理研究所原所长、建造正负电子对撞机工程的组织者之一叶铭汉院士任名誉主编,主编是科学史家戴念祖

  大约40年前,人们对于物理学在中国有否历史尚处在朦胧的认识之中。科学史家虽然知道罗盘、地磁偏角、声学中“三分损益法”以及《墨经》和《梦溪笔谈》中有物理知识,但对于这些知识的来龙去脉却很少有人去做深入的研究;物理学在中国古代究竟有多少内容,有哪些文献记载,也无人说得清楚。1962年,英国科学史家李约瑟博士的《中国科学技术史》第4卷第1分册《物理学》出版,这对中国学者是一个极大促动。李约瑟博士及其写作班子虽然尽了最大努力,然而,究其内容也只在声学的某些部分与罗盘制造方面叙述得好一些,其他方面只是零碎的拾遗而已。今天,《中国物理学史大系》的问世,对于物理学中一些重要的分支学科,都给我们提供了一本厚重的读物,其史料翔实,文献详尽,首次系统地展示出中国古代在物理学发展长河中取得的主要成就、历史演变、文化背景以及对世界文明的影响等。应该说,《中国物理学史大系》的适时出版,首次系统揭示和阐述了中国古代人对于物理学发展之作为,当令世人刮目相看。完成这套丛书是几代人的心愿。它是20世纪下半叶许多科学史工作者努力的结晶,也是作者们对这期间有关物理学史研究的一个工作总结。

  近年来,一些人提出,中国古代没有科学,尤其物理学是如此。其理由是,中国古代无数学、无逻辑。至于将逻辑与数学用于研究物理现象更是空白。类似观点见诸报端,成为时髦新闻。认真读一读这套丛书,会使读者树立另一种观念,即中国古代有科学、也有物理学。在此,我们不能不赞叹伟大的物理学家爱因斯坦曾经说过的话。他说:

  “西方科学的发展是以两个伟大成就为基础,那就是:希腊哲学家发明的形式逻辑体系(在欧几里得几何学中)以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系(在文艺复兴时期)。在我看来,中国的贤哲没有走出这两步,那是用不着惊奇的。令人惊奇的倒是这些发现(在中国)全部做出来了。”

  读过《大系》之后,不难看出,古代中国人不仅做出西方同时期的类似物理发现,而且还做出了近代科学在西方兴起之初期的许多类似发现。如郑玄、贾公彦关于弹性定律的叙述,汉代人关于力学相对性原理的叙述,谭峭的透镜成像的记述,徐有贞的水箱放水实验,姚广孝的隔声建筑等等,而且,有些发明或发现,欧洲人到19世纪才做出。可见,爱因斯坦的上述论断完全符合实际。因为中国古代的物理学是技术物理学,它们是人们从生产、技术经验中总结出来的。尤其值得注意的是,古代中国人在声学理论方面充分运用了数学,从而建立了五度律、纯律和平均律等一系列调音数学理论,发现了管乐器的末端效应和各种管口校正的方法。如果古希腊人因为有力学而有物理学,那么古代中国人就因为有声学而有物理学,至于逻辑问题,我们还是听听爱因斯坦的说法吧。他在赞叹逻辑推理在古希腊所获得的奇迹的同时,又指出“真理的经验来源”以及“经验是我们关于实在的知识的起点和终点”。他说:

  “纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识:一切关于实在的知识,都是从经验开始,又终结于经验。用纯粹逻辑方法所得到的命题,对于实在来说是完全空洞的。由于伽利略看到了这一点,他才成为近代物理学之父———事实上也成为整个近代科学之父。”

  从爱因斯坦的这些叙述中,笔者又联想到《大系》主编在《大系·序》中所写下的文字:如果将西方传统看做“学者式”创建科学的方法,那么中国传统就是“工匠式”或“经验式”创建科学的方法,两者对整个近代科学的诞生各自作出了一半的贡献。

  在洋洋洒洒几卷本的《大系》中,让读者不仅看到了古代中国的诸多物理学成就,更让读者明白,近代科学的诞生也有中国人的贡献。这是《大系》的成功之处,也是《大系》作者为中国科学文化所作出的重要贡献。

  值得指出的是,《大系》各卷本不仅适合科普、历史、科学史和文博各界工作者阅读,亦适宜物理学各专门学科工作者的需要。事实上,今天的物理学已从经典中分立出许多学科,包括力学、声学、光学工程、电磁与电工技术等,《大系》各卷本提供了相应于当代学科状况的各科历史读物。这是一件很值得称赞的事。各卷诸多的彩色插图、文物图、历史绘画和示意图不仅具有吸引力,也为读者了解古代科学文化提供了新颖的意境。作为专著,每一卷册的正文之后都有附录,包括书目文献、人名索引和事项索引,甚而列出图录以及各帧图片之来源,可见作者和出版社为读者着想之心意,同时也提高了《大系》本身的学术价值。愿有更多类似这样的著作问世。

原载:《中华读书报》2003年4月30日 星期三