数理化通俗演义-第8章
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一下,平放桌上,捡起一把小刀,“嘶”地一下,拉开个一寸长的口子。这时他才开讲:“我先来讲一下心脏在人身上到底有甚么用。我今天选择蛇来演试,是因为这类冷血动物心脏收缩间歇长,容易看清,而且心脏露出体外后还能继续跳动一会儿。你们看,现在它一收缩就变白了,这说明血液被挤出心房,再一扩张时又红了,这说明血又进了心房。心脏在人体内就是这样一个小泵,一辈子不停地一收一缩,将血液在全身鼓荡运行。”这时几个胆大一点的人便真地围上去看这条心脏还在收缩的蛇。哈维乘大家议论之时,便返身在黑板上写下:1、心脏的功能。接着,他又从另一只笼子里提出一只兔子,他摸住一个地方说:“这是动脉,心脏收缩,血进入动脉,所以它就变粗。现在我们就来具体观察一下。”话犹未了,他一刀切开那根动脉管,血就如箭一般地射出来,前排的人又是一惊,一阵骚动。他又转身在黑板上写道:2、血在血管里的流动……
下面坐着的不是些小姐少妇,就是达官贵人,还有那街上随时挤进来的行人,他们何曾见过这种场面,听过这种演讲。只见哈维那双血淋淋的手,一会操起寒光闪闪的尖刀,一会又拈起粉笔头。有胆小的早吓得不敢作声,有的则悄悄骂这个刽子手医生,有认真研究问题的便站起来高声说:“哈维先生,按照盖仑的说法,血是从肝流到全身后又被吸收的,就算你说是从心脏流出的,又怎么证明他不是被全身吸收掉了呢?”哈维笑一笑说:“你问得很好,现在我们让数学来帮医学的忙吧。你看,这只兔子的血已经流完,共有这么一小碗。如果是肉能吸收血的话,只这么一小会儿怎么能吸收这么多呢?我测定过,人的心脏每跳动一次,可以挤出二英两血,每分钟跳72次,20分钟送出的血就相当于一个人的体重,如果这血不循环回去,身体里那有这样快的速度来不断制造它呢?”这时又有一人站起来发问:“哈维先生,你虽然解剖了80多种动物,但人总是和动物不同,你又怎么能证明人体的血液也是在循环着的呢?”
“请放心,我不会在这里用刀解剖自己,可是我却可以证明这个道理。”哈维一边开着玩笑,一边拾一根绷带,在自己的肘下紧紧地扎了一圈,说:“请你们谁来摸摸,你看这动脉血管靠近心脏的一头是鼓的,另一头却是瘪的,静脉血管又正好相反,这不正说明血是从心脏出来,在身上绕了一圈后又返回心脏吗?”这下教室里突陷入一片沉静,人们开始相信这个新奇的推论了。哈维见再无人提问,又转身写道:3血液的循环路线:
大静脉→心脏(右心室)→肺动脉→肺静脉→心脏(左心室)→大动脉
这次演讲之后哈维名声大震。可奇怪的是上门求医的人反倒突然减少。后来才知道是因为那天他那血淋淋的双手着实吓坏了不少人,这个文静的医生竟如此刀下无情。也有人说他胆大妄为,靠杀几只小动物,搜集一点证据就要来推翻圣人盖仑,于是干脆送他一个外号叫“循环医生”,这个词在拉丁文里是走江湖卖药的意思。哈维听到这些倒并不以为然,他哈哈一笑说:“正好,上门的人少点,我可以腾出手来去写我的书。”于是他便将十几年辛苦积累的解剖资料分门别类,悉心推敲,专心着起书来,到1628年,一本《心血运动论》终于问世。别看这本只有67页的小册子,却是一座医学史上的里程碑,它彻底推翻了盖仑在医学界统治了1400多年的理论。后来恩格斯都认为是“哈维发现了血液循环而把生理学(人体生理学和动物生理学)确立为科学”的。这年他正好50周岁。他已经估计到这本书会遭到传统势力的反对,所以在书中特别小心地写了一段声明:
“关于血液流量和流动原因方面尚待解决的问题是如此新奇独特,闻所未闻。我不仅害怕招致少数人的嫉恨,而且想到我将因此与全社会为敌,不免不寒而栗。匮乏和习俗已成人类的第二天性,加之过去确立的根深蒂固的理论,还有人们尊古师古的癖性,这些都严重地影响全社会。然而木已成舟,义无反顾,我信赖自己对真理的热爱,以及文明人类所固有的坦率。”
哈维的这本《心血运动论》出版后自然引起一场大轰动,朋友们纷纷祝贺,而盖仑学派的守旧份子却群起反攻,不过他们都拿不出什么证据,哈维倒也不怎么介意。这天又有一位医生捧着那本新印出的《心血运动论》上门求教。他一进门就将书“啪”地一声摔在桌子上,拖长声调说:“好一个新理论,没有弄清事实就敢吹什么发现了循环,真是欺世盗名。”
“你怎么知道我没有事实,书中不是清清楚楚地记录着解剖事实吗?”哈维以为这又是一个旧经典的卫道士杀上门来,也没好气地拍案而起。
“朋友,先不要着急。你说静脉、动脉它们一头通过心脏、肺脏来交换相通,那另一头呢?”
“另一头像大树变成细树枝一样布满全身,然后相通。”哈维大声回答。
“在身上靠什么相通,请拿出证据。”
这一问不要紧,哈维一下跌坐在椅子上。看来此人真是个行家。他的理论,所有的事实已经拿到九十九分,可是就差这一点他实在捕捉不到,所以到现在也只能算是一个假设,此人怎么会抓得这么准。他这想着,不觉心里一慌,一时又答不出话来,脸上渗出了一层薄汗,就忙客气地说:“请问贵客尊姓大名?”
来客见状忍不住“噗哧”一声笑出声来,轻轻道出了自己的姓名。哈维一听惊呼一声,原来是你。
来人究竟是谁,且听下回分解。
第十六回
恍当一声 千年圣人被推翻,寥寥数语 满座论敌皆无言
——自由落体定律的发现
上回说到哈维出版了《心血运动论》,发现了血液循环,名噪欧洲。突然有一不速之客登上门来,质问哈维静脉、动脉相通有何解剖根据。这一问正中哈维的要害,他连忙恭敬地请教来人。读者各位,你道来者是谁?他是意大利医生马尔比基(1628…1694),也是一个积极研究血液循环的人,当下两人坐下切磋交流一番。直到哈维死后又过了四年,就是这个马尔比基终于发现了动脉和静脉之间是靠一种更细的血管相通,他将其命名为“毛细血管”。血液循环理论至此才大功告成。
读者你想,在十六世纪近代科学兴起之后,科学与教会的斗争是何等地你死我活,如火如荼。双方在长长的战线上,这里战鼓如雷,那边杀声震天。这里我先按下生理科学这头不提,再说说天文和物理那路大军。
话说1600年2月17日,罗马宗教裁判所咬牙切齿地将布鲁诺烧死在鲜花广场之后,正庆幸他们制服异端的胜利,却不知,这时在意大利的比萨城里,一个比布鲁诺更可怕的叛逆已经成长起来,他便是近代物理学的鼻祖伽利略(1564…1642)。
原来,在伽利略之前,一切科学、哲学问题,全部包括在亚里士多德(前384…322)的学说里。后者可是一位古圣人,他的思想被奉为金科玉律。当时,要是有学生提出一个问题,老师只消一句话:“这是亚里士多德说的”,问者便不敢再生怀疑。而伽利略却与众不同,凡事,不但喜欢多想一想,还要去试一试。他的父亲是一位数学家和音乐家,因家境贫寒,不让他再学不能赚钱的音乐和数学,而送他到比萨大学去学医。可是,他学医不用功,却对数学、物理格外有心。21岁那年,父亲见他这样不听话,一生气,再不给他学费,他只好退学。但是,四年之后,因他在数学、物理方面自学的成就,伽利略被母校聘请回去任数学教授。他一登上大学讲台,可不是像其他人那样照宣亚里士多德的教条,而是大力提倡观察和实验。
这在当时的学者看来,简直是一个不知天高地厚的疯子。1590年,25岁的伽利略,对亚里士多德的一个经典理论提出怀疑。亚氏说,如果把两件东西从空中扔下,必定是重的先落地,轻的后落地。伽利略却认为是同时落地。这自然没有人相信他的,于是他决心搞一次实验,让人们亲自看看。
说也奇怪,这比萨城里有一座斜塔,拔地之后,却向一边斜去。这塔建于1174年,开始还是直的,但建到三层时开始偏斜,只好停工。过了94年后人们终不死心,又继续施工。最后共修了八层,高54。5米,重一万四千二百多吨。没想到这个偶然的施工错误,倒造成了世界上独一无二的名胜。说起意大利的斜塔,谁人不知,何人不晓。
再说这天,年轻的伽利略宣布要进行一次试验,一班教授大为不满,便一起到校长面前告他的状。校长转念一想,让他当众出一次丑,也好杀杀他的傲气。这时,早有一班喜欢新奇的学生,将他们的老师伽利略拥到塔下。一会,伽利略便爬上斜塔七层的阳台。塔下已是人头按动,比萨大学的校长、教授、学生,还有许多看热闹的市民,将斜塔围了个水泄不通。就在这时,也还是没有一个人相信伽利略会是对的。人们正在疑惑,只见伽利略将身子从阳台上探出,左右双手各拿一个铁球,一个比另一个要重十倍。当他两手同时撤开时,只见这两只球从空中落下,齐头并进,眨眼之间,恍当一声,同时落地。塔下的人,一下子都懵了。先是寂静了片刻,接着便嗡嗡地嚷作一团。这时,伽利略从塔上走下来,校长和几个老教授立即将他围住说:“你一定是施了什么魔术,让两个球同时落地。亚里士多德是绝对不会错的。”伽利略说:“如若不信,我还可以上去重做一遍,这回你们可要注意看看。”校长说:“不必做了,亚里士多德全是靠道理服人的。重东西当然比轻东西落得快,这是公认的道理。就算你的实验是真的,但它不符合道理,也是不能承认的。”伽利略说:“好吧,既然你们不相信事实,一定要讲道理,我也可以来讲一讲。就算重物下落比轻物快吧,我现在把两个球绑在一起,从空中扔下,按照亚里士多德的道理,你们说说看,它落下时比重球快呢?还是比重球慢?”
校长不屑一答地说道:“当然比重球要快!因为它是重球加轻球,自然更重了。”
这时一个老教授忙将校长的衣袖扯了一下,挤上前来说:“当然比重球要慢。它是重球加轻球,轻球拉着它,所以下落速度应是两球的平均值,介乎重球和轻球之间。”
伽利略这时才不慌不忙地说道:“可是世上只有一个亚里士多德啊,按照他的理论,怎么会得出两个不同的结果呢?”
校长和教授们面面相观,半天说不出话来。一会儿才突然醒悟到,他们本是一起来对付伽利略的,怎么能在伽利略面前互相对立起来呢?校长的脸一下红到脖根,气急败坏地喊道:“你这是强辩,放肆!”这时围观的学生轰地一声大笑起来。伽利略还是不动火,慢条斯理地说:“看来还是亚里士多德错了!物体从空中自由落下时不管轻重,都是同时落地,就是说物体无论轻重,它们的加速度是相同的。”
正是:
物体从空自由下,轻重没有快慢差。 你我一个加速度,共同享受九点八。
别看伽利略慢慢说出这句话来,这却是物理学上一条极重要的定律:自由落体定律。它导致了以后一系列重大的科学发现。请大家记住,这年是1590年。
再说当时校长和那一群教授听了伽利略的这几句话,半天竟无人能再想出一句反驳的话来,试验可以不信,理又讲不过这个年轻人,眼看看他们所崇拜的千古圣人亚里士多德,就这样,被这个初生牛犊,轻易地推翻了。那一群青年学生,看见自己的老师得胜,轰笑着将伽利略拥载而去。校长和那班教授,在塔下气得又瞪眼又跺脚,咬着牙,狠狠地说:“等着,有你高兴的时候!”
第十七回
拨云望月 天上原来没有天,衣锦还乡 明人也会做蠢事
——望远镜的发明
上回说到25岁的伽利略,年轻气盛,当众做了落体实验,驳得那班老教授们哑口无言。亚里士多德的信徒们,恨得牙根发痒,真想找借口把伽利略赶出校门。过了不久,这借口真叫他们给找到了。这比萨城所在的佛罗伦萨公国公爵是柯斯摩,他有一个私生子,学识不深,却好出风头。有一天,这人花巨资制成了一架挖泥机械,要去疏通海港。伽利略看了他的机器,说:“这怕是行不通的。”这一句话得罪了公爵,别人又乘机说了许多坏话,于是伽利略被赶出了比萨大学,教授的饭碗也没了。
伽利略有不少朋友,靠着大家的帮忙,他来到了威尼斯的帕多瓦大学任教。而威尼斯早被教会摒弃,不受什么宗教裁判所的限制。意大利不少学者都逃来这里,自由地讨论学问。伽利略一来便广招门徒,积极社交。他从父亲那里学来的一手好琵琶常常成了晚会上最吸引人的节目。这伽利略风流倜傥,才华横溢,在他周围很快形成一个热闹活跃的圈子。这时期,他进行了关于地球磁力的研究,发明了复杂的指南针,还有温度计。成果累累,多不胜数。我们现在印象最深的是伽利略发现的那些基本定律,实际上当时人们最崇拜的是他的那些小发明。他玩弄这些东西有如变魔术一般,直把那些凡夫俗子弄得神魂颠倒,叹为观止。他爱吃喝,好交际,要搞试验,常感钱不够花。于是他又开了一个小铺子,出售自己发明的天平、脚规、摆锤等,生意极好。他真是名满威尼斯。
1609年8月21日上午,天气晴朗,海风习习。伽利略拿着一个一尺来长的圆筒,身后簇拥着一群人,登上威尼斯城的钟楼。跟在后面的人们都知道十九年前伽利略登高做了一个有名的斜塔实验,今天大约又要出奇,所以谁也不说话,只是拾级而上。这时他们已到楼顶,极目望去,只见亚德里亚海湾里碧波万顷,水天一色,这正是观海的好天气。伽利略将那固筒架在眼上说:“诸位,可曾看到海上有什么船只?”大家齐声说:“海上干干净净,并无一帆一船。”伽利略说:“天边正有两只三桅大商船向我们驶来。”说着他将那筒递给大家。果然,人们从筒中望见两艘大商船鼓满风帆,破浪而来,把那些人都惊呆了。他们又将圆筒转向西边的市区,透过开着的窗户,一般人家正在吃饭、下棋、干活,都看得清清楚楚。一个跟随伽利略前来的小官僚看此情景,忙将圆筒放下,大叫道:“这个可怕的魔筒,威尼斯城有了它真不可设想,我要回去告诉我的妻子,叫她千万不要到阳台上去洗澡了。”大家一阵哄笑。说话间,刚才在筒里看到的那两只商船已渐渐在海天之际显了出来,人们又是惊叹一番。原来,前些日子,伽利略听说荷兰一个眼镜商将两片凸凹镜片叠在一起,制成了一个能放大三倍的望远镜,他很快便明白了这其中的道理,又重新作了改进,现在这个望远镜已能望远30倍了,今天他特地到钟楼上来,向人们演试一番。演试先后,他将这宝物献给了威尼斯公爵。公爵大喜,随即下令聘请他为帕多瓦大学的终身教授,年薪五千元。
正是
阿翁有镜能烧船,伽郎镜能抓来船。 方信真有缩地法,十里犹如一尺间。
其实,伽利略发明望远镜决不是为