书城小说走进科学
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第21章 不朽丰碑(1)

攀登数学高峰的华罗庚

1979年11月9日,在法国南锡大学的礼堂里,举行了隆重的授奖仪式。中国数学家华罗庚教授,在雄壮的中华人民共和国国歌声中,光荣地接受了“荣誉博士”证书,这是法国授予世界著名数学家的崇高学位。可是,这位荣获国际学术荣誉的数学家的手中,却只攥着一张初中毕业的证书。

罗罗的命运

在江苏省南部,有个县城叫金坛,那是一个山清水秀的鱼米之乡。就在这个城镇的一座石拱桥旁,住着一位小商贩华老强。

1910年11月12日,华老强收购蚕茧、土麻回来,他刚放下箩筐,听得“哇”的一声,婴儿落地了。

“噢,晚年得子,恭贺大喜!”接生婆把滚胖的“老来子”捧到华老强眼前。

华老强咧开大嘴笑了起来,“嘿嘿,昨天夜里就梦见生了个儿子,特地赶回来的。”接着,他操过一个箩筐,把孩子放了进去,上面又反扣上一个箩筐,喃喃自语着:“进箩避邪,同庚百岁。”

孩子就取名叫罗庚。一个驰名中外的数学家,就这样诞生在破旧不堪的箩筐里……

的确,这些破烂的箩筐,并没有给华家带来一点生气和欢乐。父亲常常担着空箩筐,垂头丧气地走进自己的小杂货铺。

那小小的柜台后面,华罗庚正在帮母亲缠纱线呢!

父亲喊着华罗庚的小名:“罗罗,帮着干活哪?”

“罗罗比他姐姐缠得还快呢!”母亲接过话头,又递给华罗庚一大支线,转身冲华老强说,“用这两天缠线的工钱,买了半斗碎米。”

父亲的嘴唇颤动了一下,没作声。

母亲叹了一口长气,“哎,这穷日子,真是清水煮石头,难熬呵!”

父亲板着阴沉沉的脸,拿起一本学算命的黄皮书《子平命理》,摇晃着脑袋一板一眼地哼哼着:“天干、地支,年、月、日、时,八字属相……”突然,父亲威严地喝了一声:“罗罗,全背下来!”

“好!”罗罗接过书把胸脯一挺说:“阿爸,我学会算命,帮家里挣钱。”

华罗庚起小记性好,过目不忘,那大小流年,背得滚瓜烂熟。他还学着给人算八字呢?七算八算,他可看出了破绽,“啊哈,全是骗人的玩意儿,原来同一个时辰的人,有着不同的命运呢!穷人总是薄命的!”

华罗庚生气地把《子平命理》往地上一扔,“屁话!一个人的命运是操在自己手里的。”他一把拉过书包,拿出代数书举在空中,冲着父亲喊了起来:

“学数学,才是真的科学呢,从这里找出路!”

罗呆子破难题

华罗庚扔掉了算命书,钻到数学里去了,他整天低着头趴在柜台上做数学习题。

有一天,父亲的一个朋友来到柜台前面,把铜板往柜台上一扔:“买根香烟。”

华罗庚没有听见,仍旧低头不停地写着。

“买烟,罗罗!”那人拉开了喇叭腔。

父亲从里屋三步并做两步跑了出来,给朋友递上一支烟。他收起铜板,看了儿子一眼,“成天抱着‘天书’,能当饭吃?”

那人笑笑说:“你们父子俩象十二月门神,一个向东,一个向西呀!”

父亲咬着牙说:“蛇吞象,不自量!”

“罗罗,”那人又笑了笑,劝解地说,“你阿爸一大把年纪了,你还不一门心思帮他做生意,这些‘天书’给你们家攒不来半个铜板。”

华罗庚一声不响,又低头写了起来。

“哼!真是个呆子。”父亲没好气地说。

从此,街头巷尾传开了,“罗罗改名啦,他阿爸都叫他呆子”。

说真的,他的呆劲上来呀,忘了喝水,忘了吃饭,要是碰上个难题呀,小灯里的豆油熬干了,他还不上床睡觉呢!

华罗庚上初二那年,有一天,数学老师讲完课,对同学们说:“我给你们破一道有趣的难题。”

同学们一个个瞪大了眼睛。

数学老师闭起两眼,拖着长腔,脑袋来回晃悠着说道:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”

老师的话音未落,一个带着乡土气息的男同学应声答道:

“老师,是23!”

全班同学刷地把眼光都集中到这个同学身上来了。原来不是旁人,正是那个课外贪玩好动,不爱说话的罗呆子!

老师惊奇地问:“你懂得神机妙算吗?你懂得韩信点兵吗?”

“不懂,我没听说过。”这个朴实的学生给了一个朴实的回答。

于是老师就说开了:“这个问题,是我国古代数学的光荣,到现在,外国教科书上还命名为‘中国剩余定理’,也叫‘孙子定理’。”

“中国剩余定理?”华罗庚出神地望着老师,不知其中的奥秘,虽然他在后来的工作中,经常巧妙地、灵活地、变化多端地运用这个方法。

老师那威严而又疑惑的目光,又落在华罗庚的身上。他不知道剩余定理,不过,即使他知道用这个定理,也不至于这么快就得到答案哪!“华罗庚,你用什么方法运算的?”

华罗庚答道:“一个数,3除余2,7除也余2,那必定是21加2,21加2等于23,不刚好是5除余3吗!”

“嗯!”老师满意地点点头,又转向大家:“你们听懂了没有?”

同学们一个个瞪着大眼,望着老师。

下课铃响了,顿时,叽叽喳喳,一阵轰乱,教室里像开了锅的水。一个年纪大的同学撇了撇嘴说:“哼!呆子也会破难题,瞎猫碰死老鼠!”

可不是嘛,谁能相信小学毕业的时候,仅考了个50分的罗呆子,居然能够解开扬名中外的剩余定理。可是,谁又能知道,这个罗呆子日夜付出了多少辛勤的劳动呢!

弄斧到班门

为了帮助家里挣钱,华罗庚经常跟着父亲出去干点零活。有一次,华罗庚跟随父亲到金坛茧场盘点蚕茧。父亲掌秤,儿子监秤。华罗庚一进茧场,就看见堆成小山似的蚕茧,雪亮雪亮的,眼看蚕蛹就要变成蛾子,钻出茧子来了,怪不得老板敲着长烟袋,在旁边使劲地叫唤:“快点,快点,弄不完不准吃饭。”

他们父子两个和伙计们整整折腾了一天又加大半夜,华罗庚困得脑袋直摇拨浪鼓,靠在神柜边就呼呼地睡着了。

一阵烟雾钻进他的鼻孔,把他给呛醒了。他睁眼一看:哟,香炉里直冒浓烟,旁边还围着一大排人,两手合拢抱在胸口上,嘴里念念有词:“阿弥陀佛,菩萨保佑……”父亲呢?紧锁着双眉,一动不动,像根木桩。

华罗庚一骨碌爬起来,凑到父亲跟前,“阿爸,出什么事了?”

“哎,两厚本账对不上,差上千块钱。”父亲哭丧着脸说。

场里的伙计凑到老板跟前说:“老板呀,鞋里长草慌了脚!要是出了蛾子,就全完蛋啦!”

老板扬了扬手说:“大家先吃饭去,填饱肚子再算!”

伙计们拖着沉重的脚步往外走去。华罗庚立在那里没动弹,父亲扯扯他的衣角:“走呀,罗罗。”

“我来看看账本,你们吃完消夜儿定定心再算。”

小伙计乜斜他一眼,笑道:“别班门弄斧啦!”

华罗庚没有作声,他在心里对自己说!“哼!我偏要在鲁班门前耍一耍大斧。”

华罗庚看大家都走了,他抓过算盘,噼里啪啦地算起账来。

当大家吃完消夜儿进屋的时候,华罗庚高兴地说:“阿爸,账货对口,一文不差。”

父亲拿过账本检查了一遍,破脸笑了。小伙计跑过来,拉起华罗庚的手:“咳,真没想到你是个‘活算盘’。”

华罗庚从小就喜欢解难题,尤其是得伤寒病左腿残废以后,更是把全部精力都用在思考各种各样的数学难题上。他的老师王维克把难解的习题和新出版的数学书,破例地借给他。有一天,他突然发现大学教授苏家驹竟然解错了题,他提笔解析这位知名数学家的论文,不觉心头一笑:“嘿!这回真的要在鲁班门口抡大斧啦!”

1930年,华罗庚的《苏家驹之代数的五次方程式解法不能成立的理由》,在上海《科学》杂志上发表了。

一个失学在家、卖点针头线脑的小店员,向大名鼎鼎的数学权威挑战了!

当时,在清华大学担任数学系主任的熊庆来教授,看到了华罗庚的这篇文章以后,高兴地说:“这个年轻人真不简单,快请他到清华来!”

“方法就是速度”

1931年夏天,华罗庚到了清华大学,在数学系当助理员。你看他,领文具,收发信件,通知开会,还兼管图书,打字,保管考卷,整天忙得不可开交。可是到了夜间,他也从不安闲,三天两头跑图书馆。

有一天,几个同学围着图书馆的管理员问道:“嗳,华罗庚又借了几本书?”

“五本!”图书管理员伸开巴掌比划着。

“那前两天借的那大厚本《函数论》呢?”

“已经还了。”

同学们瞪着疑惑不解的眼睛:“这个大部头,至少也得看个十天半月的。可他只用几个夜晚就读完了。”

一个同学说:“像他这样看书,不是走马观花,就是浮光掠影。”

另一个同学神秘地说:“听说他长了一对猫眼,黑夜里也能看书。”

“哦,是真的?”

“那今天晚上我们去侦察一下。”

这天夜里,几个同学借着月光,悄悄地来到华罗庚的窗下。只见他翻开书本,看了一阵,关上灯躺下了,把书立在胸脯上,两眼直直地盯着它……

同学们眼看着月亮跨过了树梢,爬过了房顶。这时候,华罗庚才拉开电灯,翻到最后几页看了看,脸上掠过一阵满意的微笑,便把书撂在一边,又拿起另一本书兴致勃勃地读起来。

同学们推开房门,一哄而入,“嗳,华罗庚,你是咋学的?快说,别保守啊!”

原来,华罗庚有着奇特的读书方法,他不光用眼看,而且能在黑暗里用心看。他说:“每看一本书,都要抓住它的中心环节,独立思考,自求答案。要是结论和书上一样,就不必一字一句地去记忆。因为了解了以后记住的东西,比逐字逐句的记忆更加深刻。如果说,知识是距离,那么,方法就是速度。不断改进方法,可以加快速度,缩短距离。”

就这样,华罗庚用他的“直接法”,大口大口地吞食着数学宝库里的知识营养。

他,以惊人的毅力,只用短短的一年半时间,攻下了数学专业的全部课程。

他,以敏捷的才思,一口气写了三篇数学论文,寄到国外,全都被发表了,创造了当时清华园的最高记录。

数学系主任熊庆来教授亲自推荐华罗庚加入大学教师的行列,清华大学理学院院长叶企荪,破格地接纳了这位自学成才的年轻学者。这一年,他刚满24岁。

从此,一个没有大学文凭的助理员,破天荒地得到了大学教师的头衔,并且被送到英国深造去了。

人们称颂他:“华罗庚无师自通,独辟蹊径。”

青年们询问他:“成才的奥秘究竟是什么?”

请读一段华罗庚的自白吧:

“中国古代有句老话:‘班门弄斧,徒贻笑耳’。可是,我的看法却正好相反:弄斧必到班门。因为只有不畏困难,勇于实践的人,才有可能攀登上旁人没有登上过的高峰。”

天才的光荣称号,决不会属于懦弱的懒汉。

牲口棚上的论文

抗日战争爆发以后,1938年,华罗庚告别了留学两年的英国剑桥大学,返回祖国,在西南联大担任数学教授。

坐落在昆明“翠湖”湖畔的这所国立大学,常常被日本重型炸弹的烟尘所污染,华罗庚每次讲完课,总要在野草丛生的校园里,呼吸一点新鲜空气,然后步行二十来里路,回到大塘子的破阁楼里。

有一天,他刚爬上低矮的楼梯,看到华师母的眼里蒙了一层泪水:“怎么,不舒服了?”

“没有。”华师母连忙用衣角揩揩泪痕,背着亮坐下了。

“米又接不上了?”

举止文静的华师母点了点头。

“又到了秦琼卖马的光景啦!”华罗庚的眉宇紧锁起来,两只熠熠闪光的眼睛,环视着这间既是卧室、书房,又兼厨房、厕所的“四合一”的房间,“还有什么可以拿出来卖的?”

“这年月,兵荒马乱的,有的教授都改行到仰光跑买卖去了,你也去找个别的门路吧?”华师母抬头瞧着丈夫的眼睛问:“是不是到哪个中学兼个课?”

华罗庚指着桌上的《堆垒素数论》的文稿说:“我哪里有时间呢。”

“总得想个办法,物价天天往上涨呀!”

华罗庚一边整理着层层叠叠的稿纸一边说:“过去,在金坛学数学的时候,全家人省吃俭用过穷日子;今天,当了教授写论文,还得省吃俭用过紧日子呵!哈哈!”华罗庚仰脖大笑起来。他那保留着稚气的娃娃型脸盘上,洋溢着青春的活力。

他的一席话,说得华师母也舒展开细长的双眉:“那你就快写吧,我自己想办法去。”

“好!”

华罗庚顺手在旧棉絮上摘了点棉花,搓成细条,放在破香烟罐改装的油盏里,点燃灯芯,埋头写了起来。

突然,楼板下面传来“唔——唔——”的尖叫声。

华罗庚顺着声音从楼板缝往下看去,哦,马蹄子踏在猪身上了。他叹了口气,又趴在桌上继续写。

不知又从那里传来“咯吱、咯吱”的声响,他抬眼四下察看,发现小阁楼在晃动,他不由自主地又朝楼板缝向下看去,喝!一条灰色大水牛的脊背,正在破柱子上蹭痒痒呢!他苦笑了一声:“嘿嘿!猪马牛同圈,而我与之同息,怎能不打断思路呢?呜呼!”

夜深了,昆明的郊外,一片寂静,只有那棉纱头上的小火苗,仍旧在欢快地跳动着。

华师母睡醒一觉,看到丈夫还趴在桌上写着,“怎么?你还不睡呀!”

华罗庚调过笔杆使劲敲着桌子:“哎呀呀,你怎么也来打断我的思路呵!”

“看你这火暴性子,也不看看天都快亮了。”

“哦?”华罗庚直起腰来看了看窗外,赶忙赔着笑说,“我马上就睡,马上就睡。”

“咯吱,咯吱。”小阁楼又晃动起来,一股灰土从破旧的房顶上泻下来,落在那堆得小山头似的《堆垒素数论》的文稿上。华师母赶忙过来抖落上面的尘土,瞧着密密麻麻的数学符号说:“还没堆完哪?”

华罗庚伸了个懒腰,感叹地说:

“啊——古今中外的数学著作里,堆垒着科学家多少思维的精华,智慧的峰峦呵!”

“看你,诗兴又来了,快睡吧!”

“噢……”华罗庚强忍着腿骨的酸痛,双手撑着桌子站起来,一步一拖地走到床边。

晶莹的泪水在华师母的眼睛里浮动着,泪珠,一滴一滴落在《堆垒素数论》的文稿上……

报效祖国

华罗庚驾驶着瓦蓝色的小汽车,在美国阿尔巴城的一座优雅别致的小洋房前停下了。他一下车就拄着拐杖急步走进客厅,冲华师母喊了起来:

“中国解放啦!”

“什么?”华师母惊异地站起来。

“我们的祖国解放了,”华罗庚扬了扬手中的报纸,“贫穷落后的黄种人,站起来了!”

“这一天总算盼到了。”

“来美国整整四年啦!”

“昨天还梦见回上海去了呢!”华师母的眼圈红了。

“爸爸,大姐来信啦!”孩子举着信跑了进来。

华罗庚拆开在北京大学物理系学习的中共地下党员、大女儿华顺的来信:“哦,有的华侨已经准备回国罗!”他那炽热的眼睛里闪动着泪花。

“那我们呢?”华师母问道。

“我们?”华罗庚推开客厅的窗户,抬头扫视着矗立在后花园中的高大的苹果树,他那英俊的脸上,酝藏着刚毅、果断的神色。突然间,他霍地调转身来,斩钉截铁地说:“叶落归根,回去,回自己的祖国去!”

“那房子呢?”华师母一边环视着宽敞的客厅和漂亮的家具,一边关切地问道。

“原封不动!”华罗庚胸有成竹地说。

“汽车……”

“先借给别人。”

“衣物呢?”

“只带随身换洗的。”

“被子,总要带几床……”

“不,两袖清风,到香港再买!”华罗庚走到沙发跟前斜躺下来,“千万不能透露风声,要是惊动了联邦调查局的先生们,就难以脱身罗!”

1950年初春的一天,华罗庚夫妇领着三个孩子,来到旧金山海湾。

美国朋友悄悄地登上海湾的码头,来送别相处四年的中国数学家、伊利诺大学的教授——华罗庚先生。

一位身材高大的数学教授走上前来握着华罗庚的手:“密斯脱华,真要走?”

“嗯,回自己的祖国去!”

“你的学识渊博,令人敬佩!如果把这一切抛到贫穷落后的国土上去,难道不觉得遗憾吗?”

华罗庚抬了抬近视眼镜,点头道:“是呀,学术研究固然是崇高的事业!可是,只有把它献给祖国的时候,才具有真正的价值!”

“你已经被聘为终身教授,如果能继续留在美国,一定会有更多的论著。”

“我是一个中国人,我要为祖国尽力,”身量魁梧的中年数学家看了一眼自己的妻子,自豪地说,“是这样,来,是为了回去!”

和华罗庚同龄的华师母,嘴角挂着宁静的笑容,望着丈夫点了点头。

美国朋友摊开两手耸了耸肩:“真是遗憾,遗憾啊!”

四周的空气好像一下子被凝结住了,只有那太平洋的激浪,在不断地拍打着旧金山海湾的礁石,发出“哗,哗”的回响……

华罗庚拾起拐杖,迎着海面的春风,大步踏上邮船,他回首对美国朋友们深情地说:

“再见了,朋友,后会有期。”

餐厅里的海报

1979年夏天,幽静的英国伯明翰大学,突然热闹起来。报告厅前,小卧车川流不息。两鬓斑白的老教授,精神抖擞的青年数学家,象潮水一样涌进大厅。他们是来听华罗庚做“优选法和统筹法”的报告的。

华罗庚先生的名字,早已保留在英国人的记忆里。那是43年前,1936年的夏天,华罗庚曾经来到当时被称为英国的数学摇篮——剑桥大学留学。这位自学起家的东方学者,刚踏进这座驰名全球的高等学府,就向数学的制高点:华林问题、泰利问题、哥德巴赫问题,发起了猛烈的进攻。他,居然在短暂的两年时间里,登上了新的高峰。人们夸奖他,颂扬他:

“数学权威们颇感兴趣的泰利问题,被中国的数学先驱者突破了。”

“数学之王高斯留下的难题,也被这东方数学家华罗庚先生攻克了!”

当时,连扬名世界的数学家哈代也赞不绝口:“太好了,太好了!连我的著作也要修改了。”

一位著名的英国学者读了华罗庚在剑桥写下的十几篇论文,扬起双臂兴奋地说:

“这是剑桥的光荣!”

华罗庚从1938年告别剑桥回国以后,在这将近半个世纪里,他的数学著作,不断再版、发行。所以,人们对华罗庚的名字是记忆犹新的。

这一天,他的报告刚刚结束,人们热情地拥上讲坛。有的上前表示衷心地祝贺;有的举着照相机,要求和他合影;有的递上华罗庚的著作,请他签名留念;还有的数学家送上自己即将出版的预印本,请他提意见;一个从数百里外赶来听报告的华裔数学教授挤上前来,要求最先留下华罗庚的名字,寄给台湾的亲属……

华罗庚谦逊地笑着说:“请行家们多提意见。”

这一天,来听华罗庚报告的,并不都是数学家,还有不少医学家、工程学家、机械学家。他们是看到餐厅门口的海报而来听讲的。

华老的助手高兴得一口气跑到餐厅门口,一眼就看见了那张大海报,上面写着:

应用数学报告,主讲人华罗庚

题目:为千百万人的数学

“哎呀,这个题目改得太好了。”他的耳边回响起华老的声音:“我们的知识从人民中来,应该回到人民中去。”他回想起这十多年来,华老带着他们走南闯北,到各处推广优选法和统筹法,足迹遍及大半个中国,二十多个省、市、自治区的一百六十个城市,到了上千个工矿企业做报告,给国家节省了多少的石油、粮食和钢材呀!

当天晚上,助手和华老来到餐厅,他指着海报说:“这题目改得真妙!”

“是呀,我们的数学就是要走出书斋,为千百万人服务,”华老在餐桌旁坐下来,一边喝着咖啡一边说,“我们,好比是一滴水,千百万人民群众才是汪洋大海。当一滴水投进大海的时候,他就会发现要求变了,不再考虑怎样不使自己干枯的问题,而是服从沧海的需要了。但是,你们不要强调了应用,而丢掉了理论。”

助手想起在那“四害”横行的日子里,华老总是半夜三更抓他们起来讨论优选法和统筹法的情景,深深体会到:如果没有坚实的理论基础,是培养不出这鲜艳的应用之花的。

和祖国前进的脉搏一起跳动

1981年初,华罗庚在美国参加完第四届国际数学教育会议以后,应旧金山湾一些知名数学家的邀请,到他们家中做客。

2月5日,当华罗庚来到依山傍海,碧波萦绕的海滨别墅时,七十多岁的美籍华人陈老夫妇早已在门口等候。老教授兴致勃勃地迎上前来:“密司脱华,这次一定要在这里多住几天啊!”

“当然,当然!”华罗庚含笑点头,“离别美国30年,许多老朋友都桃李成行了。”

“这次,请你这位伯克莱大学数学系的前任教授回来讲学,机会难得呵!”

这一天,陈老夫妇俩还请来了许多新老朋友,与华罗庚叙旧联欢,促膝谈心。

一位身材高大的美国朋友,走到华老跟前,他扬起剑眉问道:“还记得我吗?密司脱华。”

“你是……”

“1950年你回国的时候,我们在旧金山湾给你送别,那时候,我曾经为你离开美国而惋惜。”

“哦,记得,记得!”

“可现在你攀上了数学的高峰,这是中国的骄傲!”

是啊!30年来,华罗庚在贫穷落后的中国国土上,洒下了自己的一片心血!

在这30年中,他的巨著《数论导引》,震动了西方数学界,人们称赞它超过了知名数学家哈代和拉伊特的数论导引的名著;

在这30年中,他和万哲先合著的《典型群》,又一次在西半球引起强烈反响;

也是在这风雨多变的30年中,他的统筹法和优选法在国内大力推广,在国外,也引起了广泛的兴趣。他为我国数学理论联系实际开创了一条新路。华盛顿大学的一位教授在赠给华罗庚的著作上留言,称他是“数学的先驱者,作了开创性的工作。”

此时此刻,华罗庚也以同样的热情,注视着这位美国数学界的老教授,他又抬出30年前离别时的老话:“我是一个中国人,要为祖国尽力,来,是为了回去!”

“佩服,佩服,密司脱华,哈哈……”

在座的人也都开怀大笑起来。

夜深了,华罗庚走到凉台上,凝望着辽阔的太平洋海面,海水激起层层浪花,滚滚向前。他心中翻滚的思潮,回到了祖国大地。他用苍劲有力的大手,按在起伏的胸口上,默默地对自己说:这颗滚烫的心,要和祖国前进的脉搏一起跳动!

他提笔疾书:

中华民族是有志气的,十年浩劫,挫伤不了我们的锐气。中华儿女只有想法克服创伤,紧追上去的义务,而没有畏缩不前,丧失信心的权利。我们无论在什么困难面前,都要敢于在鲁班门前耍大斧。‘弄斧到班门’,这是我一生的主张。如今,我虽年已古稀,然而——

横刀那顾头颅白,

跃马紧傍青壮人。

自尊中崛起的科学家李远哲

聪慧少年

“一个人的伟大并不全在他的聪明才智,主要的还是看他怎样为社会贡献他的能力。”这句话登载在1987年6月20日的《中国青年报》上,署名李远哲。李远哲是美国华裔化学家,1986年诺贝尔化学奖的获得者。他的意味深长的话将一位科学家坦荡的胸怀展现在亿万中国青年面前。

李远哲是在台湾新竹出生的,时为1936年11月19日。他的出生之日,便是他的父亲李泽藩受苦之时。因为这位从事绘画的好爸爸不得不经常放下画笔,照顾这个特别爱哭的孩子。李远哲的哭声一直到他上幼儿园时才在家里彻底消失,幼儿园丰富多彩的游戏活动启迪了他幼小的心灵。李泽藩当然不会预料到李远哲将来会名闻遐迩,但李家是书香门第、艺术之家,所以严格的家教是理所当然的。像几乎所有著名的科学家一样,李远哲幼年经常流连在清新的田野和茂密的丛林,欣赏令人回味无穷的大自然,接受它美的恩赐。

李远哲的童年是欢乐的,但有一件痛苦的事却极大地刺激了他,而且可以说影响了他的一生。1945年,第二次世界大战结束,日本投降,宣告了它在台湾岛50年统治的结束。上小学的李远哲看到忙乱不堪,准备撤退的日本人时,天真地问父亲:“爸爸,我们什么时候走呢?”“笨蛋!你是台湾人,要留在这里,晓得吗?”自己是台湾人!是被日本人奴役的“东亚病夫”!李远哲震惊了,由于他所在的小学只准读日本书,说日本语,他一直以为自己是日本人呢!

李远哲受到了很大的冲击,真是一种耻辱啊!自己竟然如此无知,无知到差点辱没自己的祖先!同时他又被深深地刺痛了:自己的祖国太落后了,偌大的国家竟像一只被人任意宰割的肥羊,被搞得支离破碎。

李远哲有极强的民族自尊心,他是不甘心自己的祖国贫穷、落后的。李远哲后来曾在一次座谈会上说:“中国人那时常被称为东亚病夫,以后我求学的日子里,常有股很强的爱国心驱使我努力向上。”“五四”时期科学与民主的思想也波及到了台湾,影响了李远哲,同时帮助他寻找到一条为国家作贡献的途径——科学救国。李远哲是一个思想早熟的青少年,在初中一年级时,他在一篇作文里吐露了做一个伟大科学家的理想。老师的批语是:很有希望,继续努力。这一鼓励至今让李远哲记忆犹新,并成为他拼搏向上的原动力之一。

博览群书

由于家庭文化的熏陶,兴趣广泛的李远哲尤其喜欢阅读世界名著。屠格涅夫、巴尔扎克、罗曼罗兰……,这些世界级文学大师的作品都让李远哲沉醉、着迷。他们那闪烁着智慧和远见之光的思想深深地影响了李远哲,奠定了他渊博的知识基础。对他影响最大的作品是法国著名作家罗曼罗兰的《约翰克利斯朵夫》和艾芙居里著的《居里夫人传》。阅读《约翰克利斯朵夫》之时,李远哲正是年轻气盛、血气方刚,对人生、对未来都充满了自信和希望,《约翰克利斯朵夫》所歌咏的人类在精神方面经历的艰辛和征服世界的战绩,都极大地振撼了李远哲。尤其是傅雷先生为这本书的中译本所写的献词和序言,更给了李远哲莫大的启迪:“你要在战胜外来的敌人之前,先得战胜你内在的敌人;你不必害怕沉沦堕落,只要你能不断地自拔与更新……战士啊,当你知道世界上受苦的不止你一个时,你定会减少痛楚,而你的希望也将永远在绝望中再生了罢!”是另一段哲人般睿智的献词,也让李远哲至今记忆犹新:“真正的光明决不是永没有黑暗的时间,只是永不被黑暗所掩蔽罢了。真正的英雄决不是没有卑下的情操,只是永不被卑下的情操所屈服罢了。”这本文笔优美、充满哲理的小说,让李远哲深刻地领悟到了生命、逆境、前途之间辩证的关系。

至于另一本书——《居里夫人传》,则是李远哲献身科学事业的又一个原动力。生动的笔触,将一位勤劳不懈、淡泊名利、热爱生命的科学家形象活灵活现地展示在他的面前。当居里夫妇提炼出镭后,有人建议他们申请专利,居里夫人说:“我们不能这么办……这是违反科学精神的。”这句话深深地感动了李远哲,明亮了他人生的道路,坚定了他科学救国的理想。

作为炎黄子孙,李远哲当然不会忘记中国几千年的文明史。中国传统文化和古代文明的精华也同样熏陶着他。他读过《论语》、《为学》,背过唐诗三百首。范仲淹的《岳阳楼记》他更是百读不厌,尤其是那句脍炙人口的名句“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”更让李远哲激动。

良好的开端是成功的一半。大凡某一领域的科学大师,都无一例外是知识渊博的人,他们都具有很高的人文修养,因此具有较完善的精神品格。

李远哲在献身科学之初,博览群书,合理地发展自己的知识结构,对他自身的发展和完善都具有战略性的意义,预示了他在科学道路上的光明的未来。

除了文学,李远哲还继承了父亲的才华,能绘得一手漂亮的丹青。他对音乐也有着浓厚的兴趣,在他的策划和指挥下,他的家庭经常举行“小型音乐演奏会”。在李远哲看来,科学和艺术是相通的。

独特的个性

在学校,李远哲绝对不能算是一个模范学生。他贪玩,不守规矩,尤其厌烦学校教条呆板的“灌输”式教学法,他常常在读书的时间里,偷偷地溜出去钓鱼、玩耍。因此他从来没有得到过学校的表扬。李远哲可不是无目的地胡闹,和同龄的青少年相比,他是很有思想的。他决不轻信、盲从老师和大人的教导,对他们的话总要在脑中过滤一遍,即使对一些书籍,他也是抱有一种批判的态度:作者是否错了,为什么?作者的思想哪些是可取的、正确的?

少年时期的李远哲此时已经显露了他那很有独立见解、很有个性特点的性格特征。李远哲在读小学六年级时,有一次要代表学校参加桌球比赛。比赛前一天,校长带领参赛的学生到附近的竹莲寺祈祷,希望明天获得冠军。李远哲当时只有13岁,他认为这是无聊透顶、毫无意义的举动。他对校长说:“不去!比赛能不能得冠军需要我们努力,我们打得好才会得冠军,去拜神是没有用的。”校长听了很不高兴,但还是命令李远哲去竹莲寺祈祷。李远哲一到竹莲寺,拿起一根香就说:“希望明天打败!”没有料到,校长正站在他的身后,李远哲的头上重重地挨了一下。他回头一望,看到了校长一脸的愠色。李远哲不再信口乱说了,但他的心里还是默念着那句话。

第二天,他们在比赛中获得了冠军。李远哲马上跑过去对校长说:“校长,你看,我昨天许愿说我们打败,结果我们还不是打赢了吗?说明神灵没有保佑我们,是我们的技术好!”面对这样一个桀骜不驯的学生,校长是又好气又好笑,对他无可奈何。

上中学时,李远哲担任了班里的班长,他特别热衷于组织一些生动有趣的课外活动,如球赛、文艺、话剧等。

大陆解放时,台湾当局为了防止学生闹学潮,采取了严格的控制措施,其中有一项规定是周六下午要上课。李远哲对此深恶痛绝,因为这无疑占用了学生们自由活动的时间,他的叛逆的性格决定了他对这项规定的蔑视,他常常趁周六下午最后一堂美术课带领一班同学去爬山,一直到例行的降旗曲礼仪式结束也不归来。结果,训导主任看不到整班的学生,弄不清是没有下课呢?还是另有原因。期末操行评定时,训导主任要给他定个丙等,幸亏班导师彭商育先生对他颇为赏识,与训导主任据理力争,才给了他甲等。

1955年,李远哲因成绩优秀,被保送上台湾大学。也许你会觉得不可思议:李远哲这么顽皮,怎么可能“成绩优秀”?因为他的顽皮是一种反传统的思想的表现,换而言之,正是因为他的独特思维和独立思考的能力,才使他有了类似“胡闹”的举动。在这种思想和方法下,他怎么会拒绝接受知识的营养呢?只不过他的方法更科学、更迅速罢了。

大学生活

台湾大学是台湾最有影响的高等学府,李远哲在选择专业的问题上,没有听从父母的话学医,而是选择了化学作为自己发展的方向。因为在他的心里,“科学救国”的思想已经根深蒂固。

在台湾大学,学生们最流行的一句话是:一流的学生在二号馆里跟三流教授做研究工作。这句话是对台大的师资力量和设备的形象说明。当时的台大,教师的人数和能力都无法适应教学的需要,学生问倒老师是常有的事。教学设备和实验设备更是匮乏。对于以做化学实验为主的化学系学生更是一个令人失望的打击。

不过,李远哲还是非常喜欢台大,因为在这里,学术空气比较自由,学生可以任意选择一些课程,作业也不多,学生之间可以充分地讨论功课,这还是很合李远哲口味的。最初,李远哲有一个疑问:在学校里好好努力,掌握每一门应该掌握的知识,是否就能成为一个科学家呢?比他高两个年级的学生张昭鼎有自己的看法,他认为:要成为优秀的物理化学家,一定要在热力学、量子力学、电磁学、统计力学上打好基础;要成为实验科学家,也应该学好电子学。张昭鼎的看法对李远哲产生了深远的影响,解答了他心中的疑问,他认识到要想有所成就,必须博采众家之长。

台大的生活是相当艰苦的,许多学生都穿着打补丁的衣服。住宿条件也相当差:10个人合住一间房子,共用一张桌子,两人合睡一张床,要做作业时,就把桌上的东西放到床上,晚上睡觉时再把东西搬回桌子上。一日三餐也很简单,早晨是一碗稀饭和一点儿花生米,中午和晚上是在铝盘里盛上饭,然后加一点菜站着吃完了事。

在这种环境下,李远哲既不逃避,也不抱怨,他尽自己的能力,积极地适应和改造它,体现了一种自立自强的精神。

台大有一个最好的读书地方——图书馆,这里经常人满为患。每逢星期天,李远哲就同大家一样,早早地在图书馆外等候,待8点钟门一开,便进去占位置,一直到晚上12点才离去。

在台大,李远哲把整个身心都投入到学习上,第一个暑假就没有回家,在学校里自学高深的热力学。台大经常开办舞会,可李远哲从来也不参加,他不是不喜欢轻松愉快的舞会,但他是一个有理想的人,他把自己的感情牢牢地控制住,为理想而平心静气地去读书。

1959年6月,李远哲获得台湾大学理学士学位,接着又考入了台湾清华大学原子科学研究所。清华大学的设备比较先进,有原子反应堆和加速器等贵重的仪器。李远哲利用这些先进的设备,做了不少现代物理的实验,充实了在台大所学的有关知识。早在台湾大学,李远哲就摸索出一套主动的自学学习方法,在清华大学,这种方法又帮了他的大忙。

有两件事,李远哲一直记忆犹新。

1960年,清华大学从日本聘了一位教授,名叫滨口博,他是李远哲硕士论文的指导教授。在跟滨口博作硕士论文时,有一次李远哲发现滨口博对一个实验分析得不对,后来自己又严格地做了这个实验,纠正了错误的数据。滨口博回日本后,李远哲把自己的数据写进了论文,寄给了教授,然而,滨口博还是给他改成了错误的数据。两个人书信往来,争执了好久,最后还是用错误的数据发表了。这件事,李远哲多年后还一直觉得很遗憾:为了维护老师的绝对权威,就将科学的正确性置于一边,这实在是不应该的。

还有一件事,则是李远哲独立进行的第一个成功的实验。李远哲在获得硕士学位后,跟王企祥教授做了一段结晶构造的研究。有一次,王教授要他合成一种化合物晶体,这种晶体是一种很不稳定的物质,一遇到空气就燃烧掉了,所以必须在真空里面合成。王教授对李远哲和几位助手说:“人家都做出来了,你们做不出来,就是笨蛋!”李远哲是刚刚从事这项研究工作的,所以缺乏经验,但他的自尊心不允许自己在困难面前退缩,为了完成任务,他和助手们每天都是实验、研究,研究、实验、生活单调枯燥。经历了多次失败,克服了重重困难,他们终于合成了这种晶体。李远哲后来才知道,他们在当时简劣的条件下能合成那种晶体是个了不起的成就,因为首次合成这种晶体的人在10年后因此获得了诺贝尔奖学金。这个成果证明,李远哲是一个聪明、具有吃苦耐劳精神的人。

美国深造

1962年,在一位教授的推荐下,李远哲考取了加利福尼亚大学伯克利分校,即加州大学。加州大学以其原子物理、化学、生命科学而闻名于世,能进入这样一所名牌大学,李远哲激动不已,他暗下决心:一定要努力拼搏一番,为人类社会作出贡献。

加州大学有两个著名的教授、马汉和赫希巴赫。李远哲选定马汉做他的指导教授。在马汉这里,李远哲发现他很少指导学生,在指定一个研究课题之后,他就不闻不问了。有一次,李远哲向他请教一个实验应该如何做,马汉教授的回答是:“正是因为我不知道怎样做,才要你去研究的,你应该自己去研究,然后将方法告诉我。”李远哲只好自力更生,独立工作,去思考实验的方法。

后来李远哲才感到马汉教授指导方法的优点,就像中国一句俗语说的那样:“师傅领进门,学艺靠个人。”

这个优点在李远哲和一个博士生讨论问题时就更加明显了。这个博士生在赫希巴赫那里进行研究工作,李远哲惊讶地发现:这位博士生几乎不懂得如何独立进行科学研究,好像只是充当了赫希巴赫的两只手而已。

物理化学中的莫扎特

1967年,李远哲来到哈佛大学。这时,赫希巴赫已经在哈佛大学任教了。李远哲就在他领导的实验室从事研究工作。

一到哈佛大学,李远哲就向赫希巴赫提出了开展交叉分子束研究的新构想。赫西巴赫同意了他的建议,李远哲就此开始了他奋斗史上的一次大战役。

他在哈佛大学工作的时间只有1年半,在这么短的时间里,他要完成“交叉分子束碰撞仪”的设计、加工、安装、调试乃至正式使用等一系列的工作,难度之大可想而知。李远哲可以说是夜以继日了。他白天领导加工、制作,晚上设计、修改图纸,经常彻夜不眠。张昭鼎教授后来曾形容李远哲一工作起来就是“昏天黑地”,什么事都不管。这个比喻很恰当,因为在美国的几十年,李远哲的实验室在哪儿都是四面无窗,做起实验来就不知昼夜,有时三天三夜都不知道日出日落。

在哈佛大学,李远哲这股拼搏的劲头又充分表现了出来,终于在不到1年的时间里,从新建的“交叉分子束碰撞仪”上取得了令人鼓舞的数据,第一次看到了氯原子和溴分子反应的过程。从此,分子反应动力学蓬勃发展起来,人类对化学反应过程了解得更广泛、更深入了。

赫希巴赫对李远哲的才能和成就极为赞赏,称他为“物理化学中的莫扎特”。莫扎特是世界乐坛上一颗不朽的明星,将李远哲比做这位“乐圣”,可见他在科学界举足轻重的地位了。

1986年10月15日,瑞典斯德哥尔摩传出喜讯:本年度诺贝尔化学奖授予赫希巴赫教授、李远哲教授和加拿大多伦多大学的波拉尼教授。李远哲的获奖原因是:改进并发展了交叉分子线束的方法,并把它应用于研究一般反应,特别是研究大分子的反应。

李远哲听到自己获奖的喜讯后,像平时一样,依然很平静,看不出一点狂喜的样子。李远哲为人谦逊,对自己获得诺贝尔奖,甚至觉得有些不安,他在一次演讲上说:“我常常因领奖或受到嘉奖感到不安,父母培养了我,我的太太一直支持我的工作,我的老师教导我,我才取得了今天的一点儿成就,在我的实验室里,还有10多位研究生与我一道工作,因此,荣誉应当属于大家。”

李远哲始终没有忘记自己的祖国,虽然他在1974年加入了美国籍,但祖国的发展状况时时牵挂着他的心。1994年1月15日,李远哲教授为了不辜负家乡人民的厚望,回到台湾,上任中央研究院院长,为此,他准备毅然放弃加入了20年的美国国籍,放弃优越的研究条件。

我们可以预感到:李远哲教授会在这个新的环境里作出新的贡献,物理化学中的莫扎特将奔向又一个科学的高峰。

阿基米德用杠杆撬起地球

翻开世界地图,在南欧的亚平宁半岛,你会看到一只大皮靴,一脚伸进了地中海,这就是意大利。靴尖的前方,有一个三角形的岛屿,好比一个足球,那就是西西里岛。公元前287年,古希腊伟大的科学家阿基米德就诞生在岛上的一个繁华城市——叙拉古(现在称为锡拉库扎)。

阿基米德距离我们已经有两千多年了。说来也怪,虽然今天的科学技术有了飞速的发展,像火箭的发明,人造卫星上天,机器人问世,太空探险……等等,可是追根溯源,你仍然可以在阿基米德那儿找来最基本的原理。阿基米德的思想,如同一座声音嘹亮的洪钟,尽管岁月更迭,年代久远,你永远可以听见它那悠远的、震憾心灵的回声……

那么,阿基米德究竟为人类留下了什么呢?

充满知识和思考的时代

西西里真是一座宝岛。得天独厚的地理位置,使它成了海上要塞。它是地中海的咽喉,沟通欧、亚、非三洲,因此,也就成为古罗马和古希腊的必争之地。

二千多年前的叙拉古,是古希腊的殖民地,它的北面是古罗马城邦,离希腊本土却很远。在宜人的地中海海风的滋润下,它美丽、富饶。许多冒险家、航海家、商人都愿意到这里,看一看宝岛的绮丽风光;做些买进卖出的交易,各得其所。叙拉古的港口每天都很拥挤,云集着四面八方的船只,五花八门的货物堆满了码头。穿着各式服装、说着不同语言的人们凑在一起,比比划划,大声交谈。他们各显神通,开辟了一个个市场,进行贸易交流。

经济上空前繁荣的叙拉古,在观念上也不断翻新。贸易的往来和文化的交流,使古希腊成了人类文明的摇篮之一。

古希腊人知道哲学、几何学,他们计算出地球的周长,知道地球自转1周要24小时,甚至坚信万物是由原子构成的,原子是在空间里运动着的极微小的粒子,等等。

阿基米德就出生在这样一个充满知识和思考的时代。

父亲菲迪阿斯,是个天文学家兼数学家,一辈子研究地球、太阳、月亮的关系,他用极为简陋的仪器计算太阳和月球的距离,十分严谨、认真。

阿基米德的诞生,给这位天文学家带来无比的喜悦。他按照习俗,在婴儿身上抹上油,抱在手上沿着屋子跑了三圈,并将一支橄榄插在门楣,向全城宣告:菲迪阿斯有了儿子!

菲迪阿斯发誓,一定要把儿子培养成真正的希腊人。希腊人以聪明、智慧自豪,他要让阿基米德拥有人类最宝贵的财富——知识。

小时候的阿基米德爱听故事,奴隶们用最生动的语言,讲述伊索寓言,讲解荷马史诗。知识性和趣味性交织在一起,极大地增强了他的想像力。

他喜欢听别人讲,也喜欢听别人争,争论的问题大都听不懂,不过看到大人们像小孩子那样争个不休,是饶有趣味的。

叙拉古的人几乎人人爱争,争论问题,当然最主要的是“人类的少年时期”面临的问题太多了。开始是要急需解决问题,后来就把争论当做乐趣来享受。大人争论的时候,也让小孩子听,因为他们认为,不会思考就不会有问题争,而小孩子首先要学会思考。他们已经意识到脑袋瓜越用越灵。

小阿基米德常常站在大人堆里,听他们谈些希奇古怪的话,他把这种活动当做游戏。

菲迪阿斯也常常把儿子带到工作室去,把他抱在凳子上,让他通过仪器观察浩淼的星海。深邃的夜空,高深莫测的天穹,给阿基米德留下了深刻的印象。

到了上学的年龄,菲迪阿斯把儿子送到一位很有学问的老师那里。老师把孩子们集合在一起,在铺平的沙子上,用树枝写写画画,教他们认非常难认的希腊字母,或者作算术。有时老师发给他们每人一把刻刀,在涂有蜡的木板上学刻字,刻得七歪八斜之后,又在火上熔化,接下去又刻。要不就用芦苇笔,蘸上树脂和油烟做的墨水,在一种植物的叶子上写字。

天晴,阿基米德就和小朋友一起,在空地上练习;下雨就沿着墙根坐一圈。

希腊字母和数字都混在一起,分辨十分困难,孩子们学得相当吃力。阿基米德学得很卖劲,不久就掌握了字母和运算。

随着知识的加深,阿基米德长成了一个少年。他依然像小时候那样,喜欢到港口逛逛,听听别人争论。这时他就能听得懂一些问题,而且自己对问题也有了看法。当双方争得相持不下时,他也会参加进去,支持一方的观点,另一方失去平衡也就赞同对方了。有时阿基米德的观点和双方都不一样,他也敢大胆讲出来,因为他的看法都是经过深思熟虑后提出的,所以常常使别人折服。

他喜欢观察事物,重视一切现象,每天都有许多疑点在脑子里转悠。有时会迸发一两个新思想,他就迅速记下来,进行分析、演算、验证。

大船为什么会浮起来?船帆为什么要做成弧形?船头为什么是尖尖的……有许多问题在叙拉古找不出答案,阿基米德感到焦灼。他经常听到远航的人说到亚历山大,说那儿有第一流的科学家、学者。

阿基米德朝思暮想,夜不能寐。亚历山大怎么具有这么大的吸引力呢?

原来,位于尼罗河河口的亚历山大,是埃及最大的海港,因亚历山大帝兴建而得名。它是地中海东部政治、经济、文化的中心,古埃及托勒密王国的首都。托勒密在这里兴建了当时世界上最大的图书馆,藏书量达70万卷以上。他还创办博物院,为从事科学研究的学者准备了良好的实验室;有关科研的一切费用由国家支付。这样,许多不同国度的科学家都来到这里,专心致志地从事他们的研究。

阿基米德一天也不能等待,他要远航,要去寻找解决问题的钥匙。

每天他都到码头上去,打听风向、风力,找海员聊天,央求船长带他出航。求知的欲望促使他锲而不舍。终于依靠与国王亥厄洛的亲戚关系,11岁的阿基米德登上了一条开往亚历山大的船。

白帆升上了船桅,水手们解开了缆绳。阿基米德的心在“砰砰”地跳动,叙拉古向后退去,阿基米德向着知识的海洋前行。

“一级数学家”

坐落在托勒密王宫花园里的亚历山大博物院,风景如画,花木繁茂,在姹紫嫣红的花坛和喷珠吐玉的喷水池之间,点缀着造型典雅的研究院、图书馆等建筑。这里,在宁静的林荫道,或者碧波涟涟的湖畔,时时可以看到三三两两的学者,他们或独自沉思,或热烈交谈,到处弥漫着浓郁的学术气氛。

这座当时世界著名的学术中心,荟萃了来自各地的著名学者。被称为“几何学之父”的伟大数学家欧几里得,曾经在这里开办自己的学校,讲述他的著作《几何学原理》,培养了一批通晓几何学的数学家。人们由衷地钦佩欧几里得的才华,说他像魔术师一样,能够把苍天和大地任意变成复杂的图案,令人不可思议。

阿基米德来到亚历山大,很幸运地成了欧几里得的弟子埃拉托色尼和卡诺恩的学生,向他们学习数学、天文学和力学。欧几里得大约是在公元前275年逝世的,他的学生和学生的学生一代代继续他的事业,并不断完善和发展。

很快,阿基米德在几何学的海洋中遨游自如了。他整天都在画各种各样的几何图形,研究它们之间的联系、区别,找出带有规律性的东西。有时睡觉醒来,就用手指头在肚皮上画,他入迷了。

学习很紧张,每天都要看很多书,做深奥的演算。阿基米德和埃拉托色尼疲倦时,偶尔也出去玩一玩。有时他们到大剧院去,听听音乐,欣赏一出喜剧;有时到健身房,活动一下四肢。天气晴朗,风和日丽,他们则兴致勃勃地去浏览尼罗河风光。乘着木船顺流而下,温柔的风吹开了他们的衣襟,清新的空气驱散了他们的疲劳,两岸茂密的树木、肥沃的农田尽收眼底。

这样的旅行对阿基米德来说不很多,但在这为数不多的游玩中,他十分留心观察生活中的现象,从而生发出许多联想。

埃及人一直用尼罗河水灌溉农田,但是河床低,农田地势高,农夫只能用水桶拎水浇地,又吃力又费功夫。

阿基米德想,有什么好办法代替这种笨体力活呢?想呀想,画出了一张水车的草图。

“请您按照这个样子做吧。”他对木匠说。

木匠左看右看,看不懂,自言自语地说:“这算什么玩艺呢?”

阿基米德只好比比划划,耐心地讲给他听:“口努,这是圆筒,这是螺杆,唔,就是这样……”

木匠只好接下了活儿。几天后,他居然做出来了,阿基米德眯着眼睛看了看,又摇摇手柄,说:“嗯,还行。”

于是,阿基米德就扛起这个怪玩艺儿,一直走到庄稼地里。

他把螺杆的一头放到河水里,安了手柄的那头放在河岸上。轻轻朝一个方向摇动手柄,哈,只见河水“咕噜噜”地从“怪物”的顶端冒出来,连续不断地摇,水就连续不断地流到田地里。

一个显然不可能的奇迹发生了:水往高处流!

农夫们放下水桶,争着来看阿基米德的新发明,既省力又省时间,大大减轻了劳动强度。

大伙儿当然喜欢。这一来,一传十,十传百,螺旋抽水机很快从埃及传到外国。人们不仅用它来提水灌溉土地,还用来排积水,扬谷粒,扬沙子。以后这个机械就被称作为“阿基米德螺旋提水器”。直到今天,有的地方还在使用它。

至于飞机、大船的螺旋桨,甚至连小小的螺丝钉,那都是阿基米德螺杆的后代。

阿基米德的研究并不是凭空想出来的,他总是从生产和生活的实践中发现研究的课题,然后用数学、力学的方法加以抽象的概括,上升到理论,然后再用新的理论去解释自然现象,指导创造发明,因此,阿基米德在许多方面都取得巨大的成就。

比如,当时人们在生活和生产实践中常常和圆形的东西打交道,需要解决计算圆、圆柱、球体等几何图形的面积和体积,这在建筑、造船、丈量土地、制造生活用品时都是经常遇到的。古希腊时代,人们总结出直径为一、周长为三的求圆周的方法,但很不精确。阿基米德经过研究,计算出圆周率是3.1409至3.1429之间,这和我们今天知道的π≈3.1415926是相当近似的。阿基米德为圆周率π拟定的数据,也被称为“阿基米德数”,当时,它给人们带来很大的便利。

阿基米德还是微积分的奠基人。他在计算球体、圆柱体和更复杂的立体的体积时,运用逐步近似而求极限的方法,从而奠定了现代微积分计算的基础。今天的大学理工科学生,都需要学习阿基米德开创的微积分。

最有趣的是阿基米德关于体积的发现:一个圆柱体中正好嵌进一个球体(圆柱体的高度和直径相等,恰好嵌入的球体就叫做圆柱体的内接球体)。这两件普通的几何模型,充分地洋溢着阿基米德的聪明和才智。

他把水倒进圆柱体,又把内接球放进去;再把球取出来,量量剩余的水有多少;然后往圆柱体里倒满水,量量圆柱体到底能装多少水。这样反复倒来倒去的测试,他发现了这个内接球的体积,恰好等于外包的圆柱体的容量的三分之二。

阿基米德得出一个结论,圆柱体和它内接球体的比例,或两者的相互关系,是3:2.

他写了许多论述球体和圆柱体的著作,研究各种立体的表面积和体积,以及它们相互间的关系。而在圆柱体、圆锥体、金字塔形、球体、立体和平面等等几何形状中,他最偏爱的是圆柱体和它内接圆的特殊关系。他为这个不平凡的发现而自豪,他嘱咐后人,将一个有内接球体的圆柱体图案,刻在他的墓碑上作为墓志铭。

今天,我们所有的立体测量,都是从阿基米德开始的。

阿基米德的惊人才智,引起了人们的关注和敬佩。朋友们称他为“阿尔法(α)”,即一级数学家。

杠杆撬地球

阿基米德在亚历山大城学习归来,回到他的故乡叙拉古,已是公元前240年。他担任亥厄洛国王的顾问,继续从事他醉心的数学和力学的研究。但是不学无术的亥厄洛国王对阿基米德的研究并不满意,他常常用责备的口吻问阿基米德:“为什么你的研究只停留在学问的游戏上,而不能解决实际的重大问题?你所研究的学问到底对实际生活有什么利益?”

有一次,国王又说:“要你实际表演,不要空洞的理论。”这时,一向谦恭的阿基米德望着国王说:“陛下,给我一个支点,我可以举起地球!”

“开什么玩笑,到哪里去找一个支点能把地球举起来呢?你倒是说呀!”国王很不高兴。

“这样的支点是没有的。”阿基米德说。

“那不就得了!”国王说,“要叫人信服力学的威力,怎么可能呢!”

阿基米德这时向国王鞠了一躬,“不,陛下,你误会了!”他郑重其事地说,“我能够用实例来证明我的观点。”

“好呀,我倒要看看你是怎样证明的。”

这次谈话没过多久,亥厄洛国王叫人造了一艘大船。过去,这样大的船下水,要几百个奴隶齐心协力地推,才能推动它。亥厄洛国王决定考一考阿基米德。“他不是夸下海口可以举起地球吗,这次,先让他一个人把大船推下海吧。”国王心想。

国王把阿基米德找来,宣布了他的决定,他原以为阿基米德会一口拒绝的,不料阿基米德却认真地点点头:“好吧,我试试看。”

这天,天气晴朗,雪白的海鸥不时掠过蔚蓝色的海面,微微起伏的波浪在阳光下闪着银光,是个好日子。

海边的船坞热闹非凡,居民几乎倾城而出,把海滩围得水泄不通,人们你一言、我一语,大声喧哗或窃窃私语,汇成潮水般的声浪。

有人说:“阿基米德今儿准要失败。”

有人说:“咳,这个聪明人准是发疯了!”

人们说着闹着,对着造船架上的大船指指点点。

那是一艘漂亮的三桅大木船,船身雕刻着非常精细的图案,既结实又威风。船上还有许多人,他们是奉国王之命,加重大船的重量的。

这会儿,大船也骄傲地扬起船头,好像说:“是谁说一个人可以把我推动?”

突然,沸腾的人群一下子平静下来,亥厄洛国王和阿基米德登上了平台,千百双眼睛一下子从四面八方集中在他们的身上。

国王坐下之后,用手指着大船,笑眯眯地说:“口努,就是它。怎么样?现在认输还来得及……”

阿基米德却很冷静地说:“陛下,请您稍等片刻。”

说罢,他就忙开了。手下的人按照他的吩咐也七手八脚地忙起来。

围观的人们觉得眼睛不够用,一会儿跟着阿基米德转,一会儿盯着他们跑来跑去的身影,简直眼花缭乱。

这时,只见阿基米德指挥奴隶们往大船上系了一根粗粗的长绳,又在平台上装了一组滑轮,把一个带手柄的螺旋式的东西固定在平台上。

“好了吗?好了吗?”国王有点沉不住气,探着身子连连发问。

阿基米德没有回答,像是存心让国王大吃一惊似的,他一只手攥着螺杆柄,缓缓地摇起来。

人们屏住呼吸,目不转睛地盯住大船。

嘿,那挤满了人的大船竟然慢慢地、慢慢地滑动了。

“哗——”就像平地卷起了一阵狂风,人群中欢声鼎沸:“看啊、快看啊,大船动了!动了!”

“呵呵,他没有疯!”

亥厄洛国王揉揉眼睛,果然,大船正稳稳当当地滑行。再看看阿基米德,他正得意地微笑呢。

国王惊呆了,他明白,站在自己面前的阿基米德,是一个无所不能的人。

阿基米德的滑轮装置就是杠杆理论的实际应用。不过,如果按阿基米德的说法,给他支点,就能举起地球,那么要做到这点可不像移动大船那样容易。因为地球的质量很大,必须有一根长得只能是想象中的杠杆才能轻轻将它举起,这根杠杆的长臂要比短臂长100000000000000000000000倍。

但在理论上,阿基米德又是成立的。

阿基米德是第一个对杠杆作用的原理进行科学总结,并上升到理论的人。

他经常观察奴隶们劳动的场面,当奴隶们搬运巨大的石块时,他们把撬棍的一头放在石块下面,另一头放在自己的肩上,使劲一扛,石块就挪动了。然后,重复刚才的运动,石块就越来越接近目的地。奴隶们用这样的方法,从很远的地方运来了石块,盖起了美丽、庄严、宏伟的宫殿和金字塔。

阿基米德也曾在尼罗河泛舟,他和朋友们一下一下地摇着桨,摇着、摇着,他发现杠杆的原理通过桨、通过船的移动而表现出来。

虽然人类很早就懂得用杠杆来减轻劳动强度,提高工作效率,发明了早期的工具和机械,但是在阿基米德以前,谁也没有进行过科学的总结。阿基米德从日常生活司空见惯的现象中,经过观察和实验,从物体重心的观点出发,对杠杆的平衡条件做了数学证明。他在《论平面图形的平衡》这本著作中提出的杠杆定律和滑轮定律,直到今天还是一切机械设计的基础,在我们的生活和生产中不断创造新的奇迹。

阿基米德后来在保卫叙拉古、抵御罗马人的战争中发明了起重机和投石机等机械,正是杠杆原理的绝妙应用。

王冠之谜和液体静力学

有一次,叙拉古国王亥厄洛让人做了一顶王冠。这顶王冠是用纯金制成的。

这天,工匠把做好的王冠恭恭敬敬地送来了,国王往头上一戴,不大不小,正合适。金灿灿的王冠镂着花纹,既华贵又威严。

亥厄洛国王洋洋得意。

过了几天,国王心里直犯嘀咕。如果工匠偷了他的黄金做了手镯、戒指什么的,那不等于欺骗了堂堂的国王嘛。

于是,他找来工匠,问个究竟。

工匠一点也不慌,他对天发誓,说什么也不承认偷字。最后还说:“尊敬的国王,你可以称一称呀,您交给我黄金时,不都记着数吗?”

这句话提醒了国王,他赶忙命令左右的侍从,取下王冠一称,不多不少,王冠和黄金的重量不差分毫。国王没话说了。

工匠得意地领取了一笔酬金,脸上挂着胜利的微笑,走了。

国王心里仍然闷闷不乐,总像有什么堵在心里。他都不乐意带王冠了,把它放在一边。

突然,他想起了阿基米德,人们不都说他什么问题都能解决吗?

“阿基米德,如果该死的工匠往王冠里掺了银子,而这掺进的银子又和他偷的黄金重量相等,你能查出来吗?”国王很急切的问。他倒不是小器,只是觉得如果被人骗了,那就太不像话了。

国王提出的问题看起来很简单,倒是一下子把阿基米德给难住了,因为国王要求他不许损坏王冠,又要把问题搞清楚,这在许多人看来,简直是不可能的。

阿基米德把王冠带回家里。别的事情都无法干了,这个美丽的王冠倒真的让阿基米德大费脑筋。白天,他盯着王冠想;夜里,他睁大眼睛想,一连想了几天都没有结果。

王冠害得阿基米德吃不下饭,伺候他的奴隶只好把饭端到面前,一勺子一勺子地喂。这一来,他恼了,一挥手,“去去去……”把奴隶们全赶跑了。

他不洗脸,也不洗澡,头发乱蓬蓬,胡须脏巴巴,样子很狼狈。

奴隶们合计一下,得让主人洗个澡,休息休息再想问题。于是,两个奴隶拿着干毛巾和抹身体的油,来找阿基米德,同样遭到拒绝:“洗澡?不去!”

两个奴隶只好架起他,把他送到公共浴室去。“放下,你们快放下!我还有重要的事情要做呢。”阿基米德气恼地嚷了起来。

这回,奴隶没有听他的,由他手舞足蹈,大喊大叫,惹得过路的人都来看热闹。奴隶们架着他一直向前走。

等到放进澡堂的浴盆里,阿基米德还嚷着要爬出来,奴隶们只好把他往水里按。一不小心,阿基米德整个儿滑进浴盆里,水从浴盆的边沿溢了出来,流了一地……

奴隶们吓坏了,生怕阿基米德会生气。

谁知阿基米德一跃而起,跳出浴盆,笑着喊着往外跑:“我找到了,我找到了!”

奴隶们面面相觑,好一会儿才醒悟过来,阿基米德还光着身子呢。他们抓起主人的衣服,追了出去,大声呼唤:“主人,主人,您还没穿衣服!”

他像没听见一样,直往家里奔。

阿基米德知道了什么呢?原来,他知道了辨别金王冠里是否掺有其他金属的办法。

回到家,他马上做试验:他在一个空盆里放了一只瓦罐,小心地往瓦罐里倒满清水,再轻轻地放进金王冠。好,就像自己滑进浴盆那样,水沿着瓦罐的边沿溢出来,流到盆里。他把盆里的水倒出来,量一量,记下数。他又一次往瓦罐里倒满水,把一块与金王冠等重量的黄金放进去,水同样流出来。于是把这些水也量了一下。两次数据一比,不一样。金块排出的水要比王冠排出的水少!重复几次结果完全一样。接下来,他取了一块与王冠、黄金块同样重的白银块,也用同样的办法,放进装满水的瓦罐,结果,白银排出的水又多于王冠排出的水。

阿基米德立即得出了结论:王冠既不是纯金的,也不是纯银的,工匠在制作王冠时肯定是在黄金中掺了不少白银,把多余的黄金偷走了。工匠大胆地戏弄了国王。

阿基米德在解释王冠之谜的同时,实际上是发现了液体静力学的基本原理,这个原理后来就以他的名字命名,称为阿基米德原理。

阿基米德是怎样揭开金王冠之谜的呢?

因为他知道,不同的物体密度是不同的,因此,同体积的两种不同物体,重量也不相同;相反,重量相同的两种不同物体,密度大的体积就小,密度小的体积就大。

根据这个道理,由于金子的密度大于银子,因此相同重量的金子和银子,必定是银子的体积大于金子,如果把它们放进水里,金子排出的水量自然比银子排出的水少。

从金王冠排出的水量,比同样重量的金块排出的水量大,又小于同样重量的银块排出的水量,阿基米德终于发现了金王冠之谜。

不过,阿基米德的贡献并不限于回答了国王的疑问,今天,潜水艇的沉浮,气球和飞艇的飞行,打捞海底沉船,制造巨型舰船……都离不开阿基米德原理。阿基米德的著作《论浮体》成为水力学的奠基石。

科学的悲剧

公元前218年,阿基米德已经是快70岁的老人,罗马与迦太基之间发生了战争,叙拉古站在迦太基一边,卷入这场共同对抗罗马人的战争。

作为一位爱国的科学家,阿基米德竭尽全力用自己的知识和才能为国家效忠。为保护叙拉古,粉碎罗马人的围攻,阿基米德发明了灵巧的回转起重机,可以把逼近海岸的罗马兵船从海里抓起来,悬在半空,然后抛入城墙,或者扔在地下,给敌人以重创。他制造可以发射大小石弹的投石机,射程有近有远,狠狠打击了攻城的罗马人。他还利用光学原理,在罗马人的战舰进攻时,用聚光镜来聚光,使敌舰的帆片燃烧,以致战舰起火。阿基米德把科学技术用于保护自己的国家,使罗马人的侵略企图一直不能得逞。

不幸的是,叙拉古的居民渐渐放松了警惕,他们认为,只要阿基米德在,叙拉古是不会失败的,殊不知罗马人并没有放弃侵占叙拉古的野心。

公元前212年一天,是阿尔杰米达节(即月亮女神节),叙拉古人照例庆祝一年一度的节日,美酒、篝火、舞蹈,使他们忘记了一切。这时,罗马军队在月亮被乌云遮住时,悄悄地从一道冷僻的城门用云梯爬上城墙,几乎没有遇到抵抗,攻进了狂欢中的叙拉古城。

罗马军队的偷袭成功了。

据说罗马将军马赛拉斯进城后,立即打发一名士兵去寻找阿基米德。虽然他吃尽了阿基米德的苦头,畏惧阿基米德,但是对他的才华是敬佩的,他想保护这位杰出的大科学家。

这时,阿基米德正在家里,全神贯注地蹲在地上研究一幅几何图形。他在苦思冥想,完全没有听见街上马蹄的践踏声,嘈杂的叫喊声和杂乱的脚步声,他完全沉浸在思维的世界里。

气势汹汹的罗马士兵一脚踢开房门,不禁愣了一下,他没想到马赛拉斯将军要他找的人是个糟老头子,便大声吆喝道:“喂,老家伙,起来,赶快跟我走!”

阿基米德正在思考,对突然闯进来的不速之客很反感,尤其是他那骄横的声调。他抬起头,以不屑的口气说:“嗯,你没看见我正在工作吗?”

说罢,他仍然低头看着地上的图形。

罗马士兵一脚踩上去,正好踩在几何图形的中间。

“你踩坏了,混蛋!”阿基米德怒不可遏,用画图棍子戳着士兵的鞋。

罗马士兵后退了一步,恶狠狠地举起了剑……

只是在这时,阿基米德方才明白站在他面前的是他的敌人。他知道他的生命危在旦夕,但是他不愿意马上就死,他请求罗马士兵给他一点时间,让他证完这条定理,免得给世人留下一道尚未证完的问题。

但是,凶残的罗马士兵手起剑落,刺死了75岁的阿基米德,鲜血像喷泉一样涌出,把地上的几何图形淹没了。

这位伟大的科学家直到生命的最后一刻,还在追求他毕生奋斗的事业。在他死后差不多两千年,英国出版了《阿基米德遗著全集》,这已经是1670年了。这是阿基米德留给全人类的财富。

达尔文创立生物进化论

1859年11月的一天,在英国伦敦的一家书店里,人山人海,拥挤不堪,人们正在争先恐后地抢购一本刚刚出版的新书——《物种起源》。

打开书,一行行醒目的字句马上吸引了读者:“我完全相信,物种不是不变的!”,“一切生物都不是上帝的创造物,而是少数生物的直系后代”,由此“人类的起源及其历史将会得到证明。”

这个科学的见解,在当时是一种崭新的观点,它立即引起了人们热烈的议论。欧洲人原来以为一切生物都是上帝在七天之内造出来的,而且永远不变。教会灌输的“神创论”和“物种不变论”,在漫长的岁月里,禁锢着一代又一代人的思想。

所以,《物种起源》就像一篇向教会挑战的檄文,它以无数令人信服的事实,证明了各种生物,包括人类,都是由一种或几种原始生物,经过很长很长的年代,从低等到高等,由简单到复杂逐渐演变而来的。它第一次把生物学放在完全科学的基础之上,使生物学继天文学、物理学、化学和地质学革命之后,又一次挣脱了神学的枷锁,解放出来了,它毫不留情地揭示了“上帝造物”是多么可笑的弥天大谎!

那么,谁是这部巨著的作者呢?

他,就是伟大的生物学家查理士达尔文。

热爱大自然的少年

在英国蜿蜒曲折的塞弗恩河之畔,有一座叫希留布里的小城镇,镇的最高处,坐落着一幢红砖房。它的四邻有果园、温室与花房,周围种植着金合欢和山毛榉……

这里住着一个世代名医的家庭。1809年2月12日,整个庭院沉浸在欢乐之中,人们正兴高采烈地庆贺着又一个孩子——查理士达尔文的诞生。

达尔文的祖父伊拉玛斯达尔文是一个博学多才的人,他不仅医术出众,而且是博物学家、诗人和哲学家。达尔文的父亲罗拔瓦尔宁达尔文,也是当地著名的医生。达尔文的母亲苏珊娜喜欢栽培花卉和果树,她常教孩子们怎样通过花瓣识别不同的花卉。在花园里,年幼的达尔文经常和兄妹一起采花扑蝶,通过种种有趣的小“花匠”活动,渐渐和草木花卉建立了深厚感情。

达尔文8岁进了镇上的小学校,——凯斯牧师主持的小学校,第二年,转入布特勒博士学校。入学的第一天,他兴奋极了,盼望着能学到更多的知识。可是,不久他就失望了。在凯斯牧师的学校和布特勒博士学校度过的七年中,课堂上讲的都是些难懂的经文,没有自然科学方面的课程,枯燥无味的讲授使达尔文感到厌烦。他在后来的回忆中说:“最有害于我的思想发展的,无过于布特勒博士学校了”,“这个学校对于我的教育,简直是一个空洞的场所。”

于是,达尔文把精力和感情都倾注在课外的活动中。他常常去捕捉昆虫,寻找矿石,拾拣贝壳和采集动植物的标本……

这样,达尔文在课堂上的学习成绩就受到了影响。因此,老师和父亲认为他的野外活动是“不务正业”。罗拔瓦尔宁厉声地责骂儿子:“你除了打猎,养狗,捉老鼠外,什么都不操心,将来会丢你自己的脸,也会丢全家的脸!”

达尔文却没有因为受了责备而放松对课外的自然科学知识的学习。他仍然请叔父讲解晴雨表的原理;向一位校外的老师学习几何学知识;还如饥似渴地阅读优秀的文学作品……

有一次,他借到一本名叫《世界奇观》的书,读了一遍又一遍,爱不释手,幻想着有一天能到书里描述的实地去进行考察。

达尔文为了在将来的实践活动中收获更大,常常练习骑马、射击、黑夜狩猎的本领,培养长途跋涉的坚强毅力。10岁那年,在威尔士海滨,他第一次尝试了三个星期的独立生活,细心察看了各种昆虫、飞蛾和其他动物。14岁的时候,他又骑马到威尔士边境旅行了一次。这些活动,都增长了达尔文对自然现象的考察能力。

在自然界的广阔课堂里,达尔文显然是一名勤奋的出色的学生。他十分珍惜学习的时间和机会。尽管一天的学习和活动已经十分劳累了,可是他仍然跑步回家,赶着去当哥哥的小化学实验室的助手。达尔文一边帮助哥哥做实验,一边看书。后来,就学着动手独自操作,很快便掌握了制造几种化合物的方法。

野外和实验室的各种实践活动,使达尔文的科学知识一天天地丰富起来,他更感到知识的海洋是那样广阔无垠,大自然好像一部永远读不完的“巨著”,酝藏着无穷无尽的秘密,等待人类一步一步去探索。

生活目标的更替

达尔文热爱自然科学、勇于实践的求知精神,在父亲眼里,却是背叛家庭的行为。为了使儿子将来能成为一位高明的医生继承家业,罗拔瓦尔宁把16岁的达尔文和他的哥哥一起,都送往爱丁堡学医去了。

但是,医学院的生活已经无法改变达尔文自幼培养的兴趣和性格了。每当课余或假日,他就奔向海滨、田野和高山。自然界的虫鱼鸟兽、花草树木简直成了他的好朋友。

他很喜欢水生动物,常和同学们一起到纽亥文海边或淡水湖去。他们和渔民一道撒网捕鱼,捕捞牡蛎,并且制成各种标本,带回来分析研究。

有一次,达尔文利用简陋的显微镜,进行了两小时的观察和分析之后,发现了板枝介所产生的带有鞭毛并能运动的幼虫,而过去都被研究家们错误地认为是板枝介的卵。另一次,他又通过显微镜观察到类似蠕虫的海蛭的卵衣,而过去曾被人们认为是墨角藻幼龄阶段的球状体。于是,他把这两项发现写成两篇论文,在当时大学生们所组织的自然科学研究团体“普林尼学会”上宣读,获得了大家的好评,这使年轻的达尔文受到了极大的鼓舞。

达尔文非常虚心好学。有一次,他听说一位黑人擅长剥制鸟类标本,就立即前往拜访和请教。他从黑人老师那儿学会了制作标本的技术,彼此还建立了深厚的感情。

在达尔文17岁那年的暑假里,他和两位朋友背上行装,穿越北威尔士,作了一次长途徒步旅行。他们每天走三十英里路,有时还攀登积雪的高山,常常累得喘不过气来,可是达尔文的心情却格外舒畅,他和朋友们捕获和采制了很多不常见的鸟雀和植物标本。

医学院的两年过去了。

父亲看到儿子的“习性”不改,非常恼怒,又把达尔文送进英国剑桥大学的基督教学院去学神学。

罗拔瓦尔宁要达尔文专攻神学,目的在于使儿子成为高贵的牧师。但是达尔文却想,将来当了乡村牧师,倒可以借着闲暇的时间,去探索生物界的秘密。

神学院的生活开始了。有次上课,一个学生站起来问道:“老师,世界上各种各样的生物是怎样来的呢?它们之间有什么关系吗?”牧师庄重地回答:“世界上的一切生物都是上帝按一定的目的创造出来的。比如猫吧,被造出来是为了吃老鼠,而创造老鼠也正是为了给猫充当食物。这些动物,乃至世上的万物都是不会变化的。你们看,上帝的智慧是多么至高无上啊!”

这是达尔文从小就听烦了的陈词滥调,他觉得毫无兴趣。所以,课余时间他常常去找自然科学家,和他们一起谈心,散步,做实验,讨论他真正关心的科学问题。在科学家们的关怀和指导下,达尔文学到了丰富的知识。同时,在神学院的三年中,他对昆虫学的爱好也更加强烈了。不论严寒酷暑,风霜雨雪,都无法阻止他的脚步,许多地方都留下了达尔文考察活动的足迹。

达尔文在自传中津津乐道地记叙了一个有趣的故事:“有一天,我正在为搜集昆虫标本而剥削老树皮的时候,突然看见了两只珍奇的甲虫,立刻用两手分别逮住了它们,正在这时候,我又发现了第三只从未见过的甲虫,真舍不得失去这宝贵的机会啊!我马上把右手里的那一只甲虫砰的一下放进嘴里。哎呀!它分泌了一股辛辣的液汁,辣得我的舌头发烧,使我不得不把它吐出来,它跑掉了,而第三只甲虫也没捉到。”

小小的故事生动地反映了达尔文是多么热衷于生物学的研究,多么珍惜每一次科学实践啊!

1831年,22岁的达尔文从剑桥大学毕业,获得了牧师的职位。但是,他的全部感情和志向却集中在生物学和矿物学上了。五年的大学生活,使达尔文更加热爱自然科学。由于他长期注意实践,坚持自学,虚心求教,因此不仅掌握了比较坚实的科学基础知识,而且具备了一定的独立从事科学研究和分析问题的能力,为他参加环球考察创造了良好的条件。

远洋航行

有一天,达尔文刚刚结束了一次科学考察归来,妹妹递给了他一封信。

达尔文拆开一看:啊!它带来了多么令人高兴的喜讯!他在剑桥大学的老师汉斯罗在信中告诉他,“贝格尔”舰上需要一位博物学者。汉斯罗认为达尔文很适合担任这项工作,就推荐了他。原来,达尔文迈出剑桥校门的时候,正是英国完成工业革命的时期。英国政府为了进一步掠夺殖民地,寻找更多的资源和扩大市场,决定派“贝格尔”舰到世界各地做环球考察。得到这个消息的时候,达尔文心里再也无法平静了。

他不禁联想起少年时代阅读的《世界奇观》里所描述的一切,想起了《南美旅行记》中的动人情景:一幅万木参天,青藤缭绕,百花争艳,百鸟齐鸣的热带生物界景象立刻浮现在眼前。

现在,久已盼望的展翅飞翔的时候终于到来了!达尔文请舅舅帮助说服了固执的父亲,愉快地整理了行装,满怀激情地登上了“贝格尔”舰。

1831年12月27日,“贝格尔”舰由英国德翁港起锚,达尔文的考察活动也随之开始了。首先,他在船尾布置了一张网,捕获各种各样的水生动物,然后将它们逐一鉴定,解剖,登记入册……

正当达尔文在愉快地忙碌的时候,天空突然阴暗起来。瞬间,海面上翻滚起狂风恶浪,舰只剧烈地颠簸着。达尔文无法站立,渐渐觉得远方岛屿的轮廓在视野中模糊了,他顿时感到天旋地转,接着,就一个劲儿地呕吐了。

水手们看到这种情形,不禁担心地说:“这可怎么办?还刚刚开始呢,今后的远航……”可是,达尔文异常坚定地回答:“不要紧,我一定会战胜它……”话音未落,“哇——”又吐开了。

大家赶忙把他扶到舱里的吊床上休息。达尔文对水手们说:“谢谢你们了,请放心,如果这次航行半途而废的话,那么,我将来在坟墓中也决不会安息的。”确实,追求科学真理的美好理想激励着他,使达尔文充满着战胜困难的坚强信念。晕船的痛苦算得了什么呢!水手们一走,他又拿起书来读了。

达尔文实践了自己的诺言,坚持不懈地工作着。他把每天所观察到的各种现象都准确、详细地写进了航海日记和考察笔记。并且,一遇机会,就将它们寄回英国。这个工作持续了将近五年,直到航程结束。即使旅途中他曾因发烧不退,病了两个多月,日记也从未间断过。

在达尔文的航海日记中,记载着极其丰富而生动的考察事实。例如:一天深夜,他正在灯下研究甲壳类的小动物,一位值班水手突然飞快地闯进舱室,向他喊道:“达尔文先生,快、快去看海洋发光!”

达尔文急忙登上甲板。啊,真的!海面上映出了一道“光带”。达尔文又惊又喜,经过认真的观察和思考,他明白了:原来这是海里一些会发光的浮游生物聚集成群所放射出的冷光把海面照亮了。达尔文立即将生物发光的这场“精彩表演”写进了笔记。

“贝格尔”舰穿过赤道,进入南半球的太平洋海面,很快驶达圣保罗岛。这是一个长仅四分之一英里的小小岛屿,到过这儿的人非常少,现在也只有达尔文和副舰长惠克哈姆愿意上岛考察。于是,水手们用小船送他们俩登上了岛屿。

荒无人烟的岛上,小鸟群聚。它们由于不曾“领教”过人的威胁,所以见了人也不展翅飞逃。在岛上捕鸟无需使用猎枪,随便拿块石头或者用地质锤就可以将它们打死,不一会,猎获物就把小船装满了。

1832年2月,舰只到达佛得角群岛。群岛上郁郁葱葱,铺满了奇花异草,这儿有千种彩蝶,万类昆虫,珍禽奇兽,古怪化石……确是一个琳琅满目的生物世界,呈现出生机勃勃的动人景象。

达尔文赞赏不绝,时常处于“非常惊奇之中”。他不禁想:究竟是什么力量把大自然装饰得这样美丽呢?难道真象神学院的老师在讲述《圣经》的时候所说的,形形色色的生物都是上帝按照伟大计划创造出来的吗?他还记得自己不久前给舰上水手们复述这些说教的时候,见闻广博的水手们都捧腹大笑了。是啊,他们为什么觉得可笑呢?对这个问题,达尔文决心继续探索,找到答案。

因此,航行每到一处,他都很重视向当地劳动群众学习、求教,细心询问动植物的种类,它们有什么特性。当地人民热情地向这位谦逊的访问者介绍情况,有时候,还主动地为达尔文当向导。

例如,有一次,他听到一位高侨人说:“我们这里的雌鸵鸟总是成群地把蛋下在同一个巢里,等到有20到40个蛋的时候就让雄鸟孵化,而雌鸟又集体到另一个巢下蛋了……”

达尔文听了将信将疑,便亲自做了一次实地调查。当他了解雌鸵鸟每隔三天才下一个蛋的情形以后,立即恍然大悟了!原来,上面说的那种习性,正是鸵鸟对当地炎热气候的一种适应性的表现。假如一只雌鸟把每次排卵期的十几个蛋全部下完再自己孵化,那么,先下的蛋在高温环境里早就变坏了。

又如,查塔姆岛上的居民告诉达尔文:当地有一种身体很大的贮水龟,能在每年雨量微乎其微的干旱地区生活得很好,因为它善于长途爬行,能到很远的地方找到水源,不仅把肚子喝饱了,还能把水贮存在膀胱和心囊里。讲述的人还说:“当我们口渴难熬的时候,可以喝它贮存的水,尤其是心囊里的水,滋味特别甘美。据说从前西班牙人登岛后,就是沿着它爬行的脚印找到了第一个水源的。”这些典型的例子,使达尔文感到动物和自然界之间存在着一种密切的关系。

1833年8月,达尔文在朋塔阿耳塔组织了很多人,进行了一次大规模的化石发掘工作。有一天,人们挖到了一种剑齿兽的化石,它的身体像大象那么大,牙齿却小得像老鼠,而眼睛、耳朵和鼻孔又像水中的海牛。达尔文目睹这个“怪物”化石的时候,感到十分惊奇。

他问旁边的人:“为什么现代不同类型动物的特征集中在古代同一种动物身上呢?”可是谁也答不上来。晚上,达尔文久久地思索着:也许,现在的不同动物是从古代某种动物演变来的?可是,《圣经》上说的却是万物不变呀!他不能不感到怀疑了。

1835年9月,达尔文在加拉帕戈斯群岛工作了一个多月,采制了大批动植物标本,群岛上约有225种植物,他采到了193种标本,其中约100种是这个岛屿上特有的。

在群岛上,达尔文还观察到了岛上所有的26种小鸟。在这26种小鸟中,有十四种地雀。乍看起来,它们和南美大陆的地雀十分相似,因此,过去的旅游者,谁也没有注意到它们的特点。但是目光敏锐的达尔文却细心地作了比较,并且着重分析了这些地雀的嘴巴与其他特征:他发现这十四种地雀,虽然都与南美洲的地雀相似,但是它们的嘴巴在宽厚、大小等方面又不完全一样,并且还有其他小的差异。这是什么原因造成的呢?经过调查,他才知道,群岛上的地雀都是由南美洲迁移来的,由于群岛上的生活环境与南美洲不同,它们的形态就渐渐地发生了变化。

在几年的考察活动中,达尔文耳闻目睹了生物界的大量变异的事实,终于抛弃了《圣经》上关于物种不变的观点,大胆地提出了物种可变的设想。

1835年底,“贝格尔”舰驶离了加拉帕戈斯群岛,横越太平洋、印度洋,绕过好望角,胜利返航了。

1836年10月2日,达尔文激动地登上了祖国的海岸。

“物种是可变的!”这是达尔文经过航海实践得出来的结论,也是他艰苦卓绝的劳动结晶!五年环球考察期间,达尔文经常冒着猛兽毒蛇袭击的危险,忍受饥渴,单身深入到陆地内部甚至是渺无人烟的原始地带,寻找化石,采制标本。为了接近群众,他还孜孜不倦地学习各种方言和外语。为了采到动物标本,他学会了各种狩猎的技术,例如他曾从拉巴拉他土著人那儿学到了捕捉美洲狮的本领……

达尔文向大家介绍了巴塔哥尼亚的大沙漠和笼罩着原始森林的铁府依苟群山;详细地讲述各种美丽的珊瑚礁和形态奇异的圣赫勒那岛;还有因火山而“升起”的圣牙果岛屿以及种种地质奇观和热带生物……

他无限喜悦地说:“贝格尔舰的环球航行,在我的一生中是极其重要的事件,它决定了我的整个事业。”