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第121六日谈:单摆运动
刘杲用夸张手法,提出“万步弩弓”概念后,除了个别重视《小戴礼记》的儒生,略微失望外,众人皆是稍稍提起兴趣。
汉世,设坛开讲的,大都是讲解儒家经典。如今刘杲提出《格物》之学,自成体系,众人都想想知道,刘杲将要如何阐述格物之道。
只见台上刘杲扬了扬手,刘杲帐下僮仆喜错,托着木盘走上台前。刘杲接过木盘,走下高台,至高台下那方高腿案牍前。
掀开木盘,上面放置这些器物:T形坐架、细线、小重球、错金铁尺[1]、水漏[2]。后世在校学生,若是对汉世器物作用了解,怕是一眼就看出刘杲打算。没错,刘杲这是要在二千年前的汉世,做一个著名的物理实验——单摆运动!
刘杲安装好单摆后,左手拨动小球:“似这种悬挂物,受力后,会左右摇晃。这种现象,大家都司空见惯。但是不知在座诸位,可曾发现一个问题?”
“随着时间流逝,圆球摆动越来越弱,摆动的距离也渐渐缩短。但是,圆球,每一次摆动的时间却是相等。”
“摆动幅度减弱,距离也缩短,但是每一次摆动需要时间却是相等。在座诸位,有人注意到此种情况么?”
若想做单摆实验,前提当知道单摆摆动时,每次摆动时间相等。
刘杲一席话,顿时吸引大部分人注意。毕竟单摆摆动时间相等,被伽利略发现以前,很多人都以为,摆动距离短了,时间也要变短。
刚刚平静的台下众人,又开始议论起来。刘杲也不废话,立即寻找三十人,一一上前,操作单摆。经过半晌验证后,这些人不得不承认,刘杲所言,竟然是正确的。
“真是怪异。这摆,难道做过手脚?”
“其他不说,这九门侯观察倒是入微”
三十人各怀心思,但都是对刘杲这《格物》之学更加好奇。
当三十人齐声宣布,刘杲所言非虚后,全场嗡嗡大作。刘杲用日常中生活,不引人注目的小事,突然推翻他们十数年乃至数十年认知。这让他们惊讶的同时,又觉得这《格物》之学,似乎蛮有趣的。
刘杲又总结道:“大家回家后,可做个简易实验,验证一下。”
“当然,发现摆动时间相等,不是什么大不了的事情!但是在座诸位有没有想到,既然摆动时间如此相等,那么我们是不是可以利用这个特性,作出一个比水漏,更加精确的计时器?”
“这就是我所谓的格物之学。从细小之处,发现不平常。从不平常处,穷尽其理,而后以其义理,发明出世间尚无有之物。”
刘杲知道,如今在座的众人,对自然科学感兴趣的寥寥无几。他们虽然对单摆每次摆动时间相等,感到惊讶,甚至觉得不可思议。但也仅仅限于如此。
譬如后世之人,看到精彩魔术表演,鼓掌欢呼;看到网上有人发贴,言一些众人平素忽略的事实,齐齐跟帖。但是欢呼过后,没有几人去费尽心思钻研魔术,并创造魔术;跟帖之后,没有几人会反思,自己为什么会忽略那些事实,并改变自己。
这些都是常情。
如今,刘杲所做的单摆阐述,就好比街上耍猴的杂耍。玩耍时,众人鼓掌叫好,玩耍过后,众人散去。
高潮过后,一地鸡毛!
刘杲要的可不是这种效果。
所以,提起单摆,刘杲并不是简单叙述单摆的原理,以及让众人验证其正确性。而是拐弯抹角,提出诸如“精确计时器”,勾引住众人心思,借此留下印象。这和刘杲刚开始提出的“万步弩弓”是一样道理。
刘杲又道:“姑且把这种摆动称之为单摆。不过,我对单摆的观察不止于此。”
“经我多次验证,探索。我发现单摆摆动时间,与摆动幅度、摆球重量皆无关。单摆运动时间,与这条细线紧密相关。并且,时间乘积与这条细线长度成一定比例,且这个比例是一个常数。”
这是刘杲在阐述单摆运动公式T=2{T=2√(l/g)}。
刘杲阐述完后,依旧是选几个人上来做实验。
刘杲没有列出具体公式,更没有去阐述那难以描绘万有引力。.这是因为刘杲知道,即便自己讲的再细,也没有几个人会因此对自然科学感兴趣,而对自然科学感兴趣的人,为了能得到翔实内容,才会更加细心的研究。
虽然自然科学重要,但是刘杲也没有偏执的,不顾一切准备在汉帝国,开展自然科学普及建设,全民进行数理化教育。
讲完单摆后,刘杲又简单阐述一下比重问题。即后世;同种物质,在同等条件下,其密度一定;相同质量,其体积一定。
和讲单摆一样,刘杲没有去偏重讲解密度公式,而是言:“金、铜,有人混起为一。格出比重等一,就可知这金,成色有几分。”
不知不觉,时间已到午时中(12点)。
刘杲在结束讲课前,又提出三个问题,吸引众人目光。
第一,亦是伽利略作出的著名实验,两个不同质量的铁球,同时从同一高度抛下,谁先落地?
第二,十岁童稚,能否单手将铁钉,一掌拍入木板内?
第三,日出通红,日中橙黄至白,日落橙红,雨后彩虹七彩。那太阳光,有颜色么?
这些问题,放在后世,大都是初中学生所习物理课内容,但刘杲随手牵来,便让这些两千年前的众人,思考数日半月,也难得出结论。
这就是刘杲长处所在。
以我之长,击彼之短,无不胜也!
最后,刘杲作出最后总结:“天下万物,无一不可格,无一不可穷其理。然世间,灵种繁多,事物不可万计,其义理,或可一目而知,或数十年皓首而不可得。”
“《格物》之法,亦有无数种,然最重要者,当为数术。”
“明日,我在此处,讲习《数术》”
课散之后,众人自讲坛返回邯郸。
一路上,众人议论纷纷,或言刘杲乃是讲习杂术,或言刘杲乃有大智慧。
“九门侯言,单摆可制作计时器。我一直苦思,却想不通,这左摇右晃的,怎么制作计时器?不懂,不懂!”
“岂止。九门侯最后提出三问,更是离奇。一石[3]铁球和一斤[3]铁球,谁先落地?按照常理,这自然是一石铁球先落地。不过九门侯既然如此说,难道是一斤小球先落地?”
“还有,九门侯又言,十岁童稚,能否一掌将铁钉击入木板?怪哉怪哉!我一掌击下去,还要被铁钉划破手皮,这十岁童稚能成功?真不知这是妖言,还是另有说辞?”
“九门侯今日三问,可比昔日屈平做《天问》之辞呐!”屈平,即屈原。
“不过,正如九门侯所言,凡《格物》之义理,当非偶然而信,而在于众人只要知其理,便皆能验证。九门侯这三问,若是能问能答,并且合乎事实,当比屈平做《天问》,更加风流。”
又有人感叹道:“九门侯所言计时器,若是能做出,那可真是夺天地之才。可惜南阳张子平早死五十年,不然当与九门侯拊掌而谈。”张子平,即张衡也,南阳郡人。
“这位仁兄所言大善。听九门侯今日一课,几乎再现当年张子平之风采。”
除个别纯儒学者,对刘杲所讲大为失望外,其他众人都是相互约定,明日再来听刘杲讲解《数术》。
注[1]:河北省,汉墓曾出土过错金云纹铁尺。两面有错金云纹,为汉孝武皇帝初年时物品。有兴趣的同学,可去找百度娘,搜索之。此处用“错金铁尺”,只是觉得此尺,比较好用些。
注[2]:汉世,一种计时工具。
注[3]:斤、石。汉世重量单位。二十四铢为一两,十六两为一斤,三十斤为一钧,四钧为一石。一斤,约250克;一石,约30千克。