創(chuàng)建于1869年的英國《自然》雜志是國際領(lǐng)先的科學(xué)周刊,被認(rèn)為是頂級(jí)的科研雜志之一。而第一個(gè)在《自然》雜志發(fā)表文章的中國人,是被譽(yù)為晚清“第一巧匠”的徐壽。早在1881年,徐壽就有論文見諸《自然》雜志。
今年是徐壽誕生200周年。出身“草根”的徐壽,憑借自己的聰明才智和精湛技藝,在中國的科技領(lǐng)域創(chuàng)造了許多個(gè)第一,如第一臺(tái)蒸汽機(jī)的制造者、第一艘機(jī)動(dòng)輪船的制造者、第一艘軍艦制造者等。他以“工匠”之身一舉成為近代科學(xué)先驅(qū),因此同治皇帝曾賜他“天下第一巧匠”的稱號(hào)。
1874年的一天,時(shí)任上海江南制造局總辦兼江南制造翻譯館翻譯委員的徐壽,看到兒子徐建寅和英國傳教士傅蘭雅合譯的《聲學(xué)》一書,就隨手翻閱起來。
徐壽自小喜歡音樂(古稱律呂),一有余暇,不是吹奏,就是把弄樂器?!堵晫W(xué)》這部書介紹了發(fā)聲、傳聲和成音的原理,談到了弦音、管音、鐘磬之音,還講到了摩擦震蕩生音。讀到第214頁管音部分時(shí),一條定律引起了徐壽的注意:“有底管、無底管發(fā)出聲音的震動(dòng)數(shù),在一定時(shí)間內(nèi),皆與管的長度成反比……在一定時(shí)間內(nèi),任何八度音階必是吹奏震動(dòng)數(shù)的兩倍,因此開口管必須準(zhǔn)確地截去一半,才能發(fā)出高八度音?!?/p>
徐壽有個(gè)習(xí)慣,對(duì)于書上講述的定律,總喜歡親自驗(yàn)證。于是,他動(dòng)手做了一支9英寸開口的銅管,吹出了某一個(gè)音調(diào),后截去銅管的一半,再吹時(shí)卻并不能吹出高八度的音。只有再將這余下的4.5英寸銅管截去半英寸,才能準(zhǔn)確地吹出高八度的音。這也就是說,有底管、無底管發(fā)出聲音的震動(dòng)數(shù),并不與管的長度成反比,而是9比4的比例。為了確證,他又用不同長度、不同直徑的樂管做試驗(yàn),結(jié)果都一樣。
徐壽對(duì)這一發(fā)現(xiàn)高興極了,又找來《樂律全書》等書籍,來進(jìn)一步印證自己的觀點(diǎn),最后還寫出一篇聲學(xué)論文《考證律呂說》,發(fā)表于1880年第7期的科學(xué)期刊《格致匯編》上。文中,先引用《書》《孟子》《禮》有關(guān)律呂的論述,接著筆鋒一轉(zhuǎn)提出這樣的問題:“律管之制,以損益相生之?dāng)?shù)定之,與五聲之高下相較,逐級(jí)依級(jí)數(shù)而漸濁,故至半黃鐘而不與正黃鐘相應(yīng)?!边@個(gè)問題存在已經(jīng)很久了,可“自古至今常有論及者,然究不能發(fā)明之所以然”。最后,徐壽明確提出自己的發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)。
文章發(fā)表后,徐壽又找傅蘭雅商量,希望他將自己的論文翻譯后寄給《聲學(xué)》的作者——英國物理學(xué)家丁鐸爾。傅蘭雅對(duì)徐壽追根究源的科學(xué)態(tài)度深為贊賞,故欣然同意。不過,傅蘭雅除了將這一實(shí)驗(yàn)和提出的問題寫信寄給丁鐸爾之外,還將徐壽的論文抄件寄給了《自然》雜志編輯部。
《自然》雜志于1881年3月10日改題為《聲學(xué)在中國》將此文發(fā)表,并加編者按:“以真正的現(xiàn)代科學(xué)矯正一項(xiàng)古老的定律,已經(jīng)非常出奇地在中國發(fā)生了?!边€有人進(jìn)一步感嘆,“這個(gè)鮮為人知的事實(shí)的論證,竟是來自那么遙遠(yuǎn)的(中國),而且是用那么簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)手段獲得的,這是很有意思的?!?/p>
正所謂“是金子總會(huì)發(fā)光”,傅蘭雅一個(gè)不經(jīng)意的動(dòng)作,成就了徐壽在國際上的地位。他的論文“矯正了一項(xiàng)古老的定律”,值得今天的學(xué)人學(xué)習(xí)和思考。
(摘自《解放日?qǐng)?bào)》 朱亞夫/文)