????()????孫元起領(lǐng)回了孫家鼐的墨寶,自己不知道那個(gè)字兒好。╔?╗便叫老佟捧著這字兒,到琉璃廠制個(gè)大一些的牌子,相信書(shū)畫(huà)店的師傅自然曉得哪個(gè)寫(xiě)得好。不過(guò)孫元起囑咐老?。鹤詈檬前灼岬貎海谏謨?,另外右側(cè)再加一行英文:instituteofphysicalresearchandteaching。這個(gè)名兒,是盧瑟福來(lái)訪時(shí),孫元起隨口說(shuō)出的。隨后,《科學(xué)人》雜志的記者采訪盧瑟福時(shí),盧瑟福提到“iprt”這個(gè)名字。前不久,孫元起翻閱盧瑟福寄來(lái)的雜志中,看到這個(gè)名字時(shí),還會(huì)心一笑。這回,總是把這個(gè)名字正式打出去了。
????轉(zhuǎn)過(guò)一日,孫府的仆人領(lǐng)了一隊(duì)小孩兒過(guò)來(lái)了,大的也就十一二歲,小的才七八歲。估計(jì)來(lái)之前,孫家鼐先給他們上了課,所以見(jiàn)了孫元起,都恭恭敬敬地跪下磕頭:“拜見(jiàn)先生。”
????孫元起趕忙讓孩子們起來(lái)。一旁,仆人說(shuō):“這五位公子,都是幾位老爺?shù)膶O兒輩。老爺說(shuō)了,孫先生是他們的兄長(zhǎng),俗話說(shuō)‘長(zhǎng)兄如父’,一定要嚴(yán)加督教。如果不聽(tīng),老爺會(huì)施家法的。”
????孫元起遜謝不已。問(wèn)了幾句才知道他們名字分別是孫多福、孫多壽、孫多男、孫多益、孫多士??粗侄嗔宋鍌€(gè)孩子,孫元起頭疼不已。老師只有自己一個(gè),這可怎么教?。?br/>
????心中思忖一番,決定把這后來(lái)的五個(gè)孩子另外編成一個(gè)“多”字班,按照以前教“景”字班的方法教就可以了,反正原先的教材還在。教師嘛,就抓韓蘧、周宗武他們,別的不說(shuō),英文、算術(shù)總是沒(méi)問(wèn)題的吧?不過(guò)他們似乎沒(méi)當(dāng)過(guò)老師,看來(lái)還得給他們補(bǔ)補(bǔ)心理學(xué)和教育學(xué)的課,自己這也算是現(xiàn)炒現(xiàn)賣(mài)。
????課程表嘛,就是隨時(shí)有兩個(gè)學(xué)生在給不同班級(jí)的學(xué)生上課,自己身邊有兩名學(xué)生。這樣,自己先給兩人上課,另兩個(gè)人上課;等兩人回來(lái),這四人互相傳授,順便編寫(xiě)教材;如果有疑問(wèn),孫元起就在院中,隨時(shí)發(fā)問(wèn)。
????等韓蘧、周宗武、張純、顧之麟來(lái)了,大致跟他們說(shuō)了一下。他們都很同意。在他們看來(lái),一邊當(dāng)學(xué)生、一邊當(dāng)老師,應(yīng)該是蠻有趣的。然后,孫元起給他們講述現(xiàn)代教育學(xué)與心理學(xué),順便拿出小學(xué)堂的課本,給他們溫習(xí)。
????韓蘧首先選了本自然,周宗武抽的是英文,都沒(méi)問(wèn)題。顧之麟隨手一拿,卻是語(yǔ)文,翻開(kāi)一看,先是英文字母,偶爾上面還有奇怪的小符號(hào),看了半天,沒(méi)看懂。只好請(qǐng)教孫先生:“先生,這是……?”
????孫元起抬頭瞟了一眼,隨口答道:“漢語(yǔ)拼音!”
????“漢語(yǔ)——拼音——?那是干什么的?”顧之麟疑惑地問(wèn)。╔?╗其他三人都探過(guò)頭,看了一眼,都不認(rèn)識(shí)。
????“你們不知道么?哦——你們不知道哈!”漢語(yǔ)拼音方案是新中國(guó)建國(guó)后才確立的,清末人自然是不曉得的了。孫元起便把這大致功用給他們說(shuō)了一下,比如認(rèn)字方便啊、檢字容易啊、以后便于啟蒙普及啊。還方便電腦輸入,這卻不能說(shuō)了。
????“知道了這拼音,確是方便認(rèn)字讀音。而且知道怎么讀,就可以查到怎么寫(xiě),卻是很好。不過(guò)這檢字的字典,還沒(méi)有吧?”在一旁的張純問(wèn)道。
????孫元起一拍腦袋,嗨!忘了這茬兒。只好打馬虎眼:“我是想編一本的,工作倒是極簡(jiǎn)單,可眼下實(shí)在太忙,卻沒(méi)空……”
????顧之麟趕忙說(shuō)道:“只要先生在一旁指點(diǎn),我們動(dòng)手,相信很快就能編出來(lái)!”
????清朝最流行的字典,當(dāng)屬康熙五十四年大學(xué)士張玉書(shū)等奉命編寫(xiě)的《康熙字典》,全書(shū)共42卷,收錄了4萬(wàn)多個(gè)單字。在這群學(xué)生看來(lái),編字典是了不起的大事,但先生說(shuō)“極簡(jiǎn)單”,便躍躍欲試。孫元起看他們?nèi)杠S的樣子,當(dāng)下命他們尋來(lái)一本字典。
????很快,學(xué)生們便拿來(lái)一本《康熙字典》,厚厚的四十二本,看得孫元起直發(fā)虛:這是字典么?確信它不是百科全書(shū)?
????大致翻了一下《康熙字典》,是先按部首檢字,每個(gè)部首中又按筆畫(huà)數(shù)檢字,使用起來(lái)也頗為方便。但對(duì)于只知道讀音、不知道字形的字,就幾乎無(wú)能為力了。
????孫元起給他們定下體例:先編寫(xiě)《漢語(yǔ)拼音方案》,畢竟現(xiàn)在人還不知道什么是漢語(yǔ)拼音;緊接著排好音序;再把《康熙字典》中比較常用的字標(biāo)好拼音,再把該字的常見(jiàn)意思抄到一張裁好的紙條上,然后按照音序放好;全部抄好之后,謄錄到一本上,最后編寫(xiě)拼音檢字和部首檢字。
????說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單,做起來(lái)工作量還真不小。尤其是這四個(gè)學(xué)生,白天要聽(tīng)課、上課、整理教材,晚上還要回家抄字典,忙得是昏天暗地。幸好清末的學(xué)生很懂事,不敢整出什么幺蛾子。否則,他們真得吐血了。
????孫元起也在忙,除了備課、上課、指導(dǎo)學(xué)生、回答海外學(xué)者來(lái)信之外,他還要寫(xiě)一篇論文,和盧瑟福說(shuō)好的那一篇論文。╔?╗
????這篇論文孫元起籌劃許久了,因?yàn)檫@篇論文要綜合法國(guó)物理學(xué)家林納(lenaral)、德國(guó)物理學(xué)家勒納德(lenard)、愛(ài)因斯坦(einstein)、美國(guó)物理學(xué)家密立根(millikan)、康普頓(pton)、英國(guó)物理學(xué)家威爾遜(wilson)等人的結(jié)論,其中勒納德、愛(ài)因斯坦、康普頓、威爾遜都是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的得主。由此可見(jiàn)這篇論文的分量。想了很久,給論文定名為《光電效應(yīng):從現(xiàn)象到本質(zhì)》。雖然很想起個(gè)“光是一種粒子”之類吸引眼球的名字,想想還是算了。
????早在1887年,德國(guó)物理學(xué)家赫茲第一個(gè)觀察到用紫光照射的尖端放電特別容易發(fā)生,這實(shí)際上是光電效應(yīng)導(dǎo)致的。由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有電子的概念,所以對(duì)其機(jī)制不是很清楚。直到1897年,湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子,人們才注意到一定頻率的光照射在金屬表面上時(shí),有大量電子從表面逸出,人們稱之為光電效應(yīng)。1902年,法國(guó)物理學(xué)家林納發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的四個(gè)主要特征:(1)當(dāng)光照到金屬表面時(shí),電子幾乎同時(shí)發(fā)射出來(lái);(2)單位時(shí)間逸出的電子數(shù)目正比于光的強(qiáng)度;(3)光電子的最大能量和光強(qiáng)無(wú)關(guān);(4)對(duì)特定金屬表面,都分別有非常確定的截止頻率(也稱為閾頻率),入射光的頻率必須超過(guò)這個(gè)截止頻率,才能產(chǎn)生電子,否則,不論光強(qiáng)多大,都無(wú)電子逸出。
????孫元起的論文就從剽竊林納的發(fā)現(xiàn)開(kāi)始,首先用實(shí)驗(yàn)表明光電效應(yīng)的四個(gè)主要特征,并測(cè)出幾種金屬的截止頻率。然后說(shuō)明光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律不能用已有的波動(dòng)說(shuō)理論加以解釋。經(jīng)典物理認(rèn)為,電磁波是一種橫波,其能量連續(xù)分布在波上。當(dāng)它照在金屬上時(shí),橫向電場(chǎng)作用到金屬表面的電子上,電子就得到能量。當(dāng)電子集聚的能量達(dá)到一定程度時(shí),電子就能脫離原子的束縛而逸出。電磁波的強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比,因此,給予電子的能量肯定應(yīng)當(dāng)取決于電場(chǎng)強(qiáng)度,所以我們應(yīng)當(dāng)期望出射電子的最大能量取決于光強(qiáng)(每秒入射到單位面積的能量),而和頻率無(wú)關(guān)。但從實(shí)驗(yàn)觀察中可知,絕非如此。這是論文的第一部分。
????論文第二部分起,開(kāi)始發(fā)展在之前《輻射強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的函數(shù)關(guān)系》中提及的量子學(xué)說(shuō),提出了光的粒子說(shuō)“光量子假說(shuō)”,用來(lái)解決光電效應(yīng)問(wèn)題。認(rèn)為應(yīng)當(dāng)把光當(dāng)成是由一個(gè)個(gè)的能量包所組成的,每一個(gè)能量包的能量是e,且每一個(gè)包都以某種方式保持其本體,以致使其全部能量可以集中在一個(gè)單一電子上。光在空間的傳播像粒子那樣運(yùn)動(dòng),當(dāng)光射到金屬表面時(shí),能量為e的光子被電子吸收,電子把這能量的一部分用來(lái)克服金屬表面對(duì)它的束縛,另外一部分就是電子離開(kāi)金屬表面后的動(dòng)能。并得出著名的光電方程。╔?╗即光子能量小于金屬表面對(duì)電子的束縛時(shí),電子不能脫出金屬表面,因而沒(méi)有光電子產(chǎn)生;當(dāng)光子能量大于金屬表面對(duì)電子的束縛時(shí),電子會(huì)立即脫出金屬表面,以剩余能量作為動(dòng)能運(yùn)動(dòng);光子的頻率決定了光子的能量,也就決定了電子的能量;光子的強(qiáng)度只是決定光子的數(shù)目,光子多,產(chǎn)生的光電子也多。這樣,經(jīng)典理論不能解釋的光電效應(yīng)就被解釋了。
????同時(shí)也指出,根據(jù)光量子說(shuō)可以立刻解釋光電效應(yīng),但是用來(lái)解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象時(shí)又會(huì)遇到困難。從而認(rèn)為光具有“波粒二象性”。
????緊接著,是論文的第三部分,則是包括密立根、康普頓、威爾遜所做的實(shí)驗(yàn)——因?yàn)閷O元起手中沒(méi)有實(shí)驗(yàn)器材,只能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并“預(yù)計(jì)”實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如,仔細(xì)測(cè)量了光的頻率和逸出電子能量之間的關(guān)系,“可以”驗(yàn)證了光電效應(yīng)量子公式。把x射線投射到石墨上,以觀測(cè)被散射后的x射線,可以發(fā)現(xiàn)其中有兩種不同的頻率成分:一種與入射射線相同,另一種則會(huì)低于入射射線。使用“設(shè)想”中的云室,可以觀測(cè)到帶電粒子的軌跡。這表明起作用的不僅是光子的能量,還有它的動(dòng)量……因?yàn)楝F(xiàn)在,偉大的愛(ài)因斯坦還沒(méi)有提出狹義相對(duì)論,所以很多東西需要、曲折地隱晦地指出。這比直接指出還麻煩。
????1922年,愛(ài)因斯坦因光電效應(yīng)獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。而康普頓因發(fā)現(xiàn)康普頓效應(yīng)、威爾遜因發(fā)現(xiàn)用蒸汽凝聚觀測(cè)帶電粒子軌跡的方法,分享了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。由此可以想見(jiàn)這些發(fā)現(xiàn)與發(fā)明的巨大影響。
????這篇論文花了孫元起兩個(gè)月的時(shí)間,寫(xiě)了九十多頁(yè)。寫(xiě)完之后,才有些猶豫,這么個(gè)大小的篇幅有點(diǎn)兒不上不下:作為一本專著,嫌?。蛔鳛橐黄撐?,太大。
????“算了,不考慮了,還是讓《science》的編輯煩惱去吧!”孫元起心想。至于能不能發(fā)表,這從不在孫元起關(guān)注的范圍內(nèi)。試想能寫(xiě)進(jìn)《物理學(xué)史》的東西,能不重要么?這么重要的東西,能不發(fā)表么?然后便把論文裝進(jìn)信封,寄給了美國(guó)。
????在忙亂中,日子過(guò)得飛快。
????等孫元起論文投寄出去的時(shí)候,已經(jīng)是1899年的九月了。京師大學(xué)堂、崇實(shí)中學(xué)都已經(jīng)結(jié)束暑假,開(kāi)始了新學(xué)期。孫元起又開(kāi)始了每天的奔波。至于孫元起的那四個(gè)學(xué)生,每天腳不沾地,字典才編了一半兒。那兩個(gè)班的小學(xué)生,也一切照舊。孫元起已經(jīng)開(kāi)始考慮給他們是不是要給補(bǔ)上一門(mén)“思想品德”課。嗯!招聘老師也是必須的。
????這天孫元起拖著疲憊的身子回到院子。╔?╗剛進(jìn)院子,就看見(jiàn)韓蘧、顧之麟他們陪著陳驥德還有一個(gè)陌生的年輕人在“物理傳習(xí)所”的牌子旁聊天。這個(gè)牌子已經(jīng)擺放在那兒已經(jīng)有一兩個(gè)月了,雖然房子只是一般的平房,不是很好,可擺上了這么一個(gè)白底黑漆的牌子,多少有一些莊嚴(yán)的氣象在。孫元起在《光電效應(yīng):從現(xiàn)象到本質(zhì)》的署名上,就惡作劇地署上了“instituteofphysicalresearchandteaching”的名字。
????傍晚的陽(yáng)光把孫元起的影子拉得老長(zhǎng)。那個(gè)陌生的年輕人好像被隔在陳驥德、韓蘧的圈子外面,插不上話,只在一旁傾聽(tīng),時(shí)不時(shí)四下打量著這所奇怪的院落:有給小孩上課的地方、有給中學(xué)生上課的地方、還有署名“物理傳習(xí)所”即給大學(xué)生上課的地方……所以他最早看見(jiàn)孫元起走進(jìn)院子,便悄悄地捅了捅身邊的陳驥德。