神州书院,物理学院,一号阶梯教室。
能容纳两百人的教室此刻被挤得水泄不通,连走廊和窗户外都扒满了好奇的脑袋。这火爆场面,让负责教授《力学初阶》的孙教授——原格物小组骨干,一个因为沉迷实验而至今未婚的“大龄青年”——每次走上讲台时,都忍不住扶一扶他那副宝贝水晶眼镜,心里嘀咕:这帮小子,以前读圣贤书要是有这一半热情,早就满朝都是状元了。
今天孙教授要讲的,是“杠杆原理”。他没像老学究那样直接抛出“力臂x动力=阻力臂x阻力”的干巴巴公式,而是让人抬上来一套木制的、等比缩小的“桔槔”(古代汲水工具)和“权衡”(秤)。
“诸位请看,”孙教授拍了拍那桔槔,“此物为何能以一桶水之力,提起数倍于己之重物?”他又指了指那杆秤,“这小小秤砣,为何能压起千斤之物?”
台下学生们瞪大了眼睛,这些都是他们生活中常见却从未深思的现象。
孙教授不直接回答,而是让两个学生上台,一个瘦小,一个魁梧。
“来,王瘦子,你站在这头(阻力臂短的一端),李胖子,你站那头(动力臂长的一端),看谁能把对方撬起来。”
结果毫无悬念,瘦小的王学生轻松把魁梧的李学生撬得双脚离地,引得满堂哄笑。
“为何会如此?”孙教授这才在黑板上画出示意图,引出力臂、动力、阻力的概念,“关键就在于,力臂长短不同!动力x动力臂 = 阻力x阻力臂!此乃放之四海而皆准之理!”
他随即抛出一连串问题:“若以此理,如何设计吊桥,方能最省材料?如何改进投石机,方能抛得更远?诸位家中井口的辘轳,为何摇起来省力?”
这些问题一下子把看似“无用”的原理和实际应用联系了起来,学生们顿时议论纷纷,眼神发亮。
“光说不练假把式!”孙教授大手一挥,“实践出真知!尔等可去隔壁‘力学实验室’,那里有各种规格的杠杆、滑轮、斜面模型,还有测力的弹簧秤(简易版)!三人一组,自行设计实验,验证此原理,并尝试设计一个能省力五倍的提水装置!做得最好的小组,奖励……奖励下节课优先操作‘落体实验’的权利!”
“哗——” 学生们瞬间沸腾了!比起枯燥的背诵,这种可以亲手摆弄、还能比赛的设计任务,简直太对他们的胃口了!众人如同脱缰的野狗,嗷嗷叫着冲向隔壁实验室,争抢实验器材,教室里瞬间只剩下孙教授和满地的……鞋(被踩掉的)。
实验室里更是热闹得如同集市。
“哎呀!你力臂量错了!怪不得撬不动!”
“快看快看!我用三个滑轮组,只用十分之一的力就把这块大石头吊起来了!”
“我这个斜面设计才妙!把箱子从马车卸到地上,一点都不费劲!”
“孙教授!快来看!我们组发现,如果动力臂无限长,是不是只需要一丝力气就能撬动地球?”
孙教授看着那个异想天开的学生,嘴角抽搐:“理论上……是的。但前提是,你得找一根足够长、而且不会弯的棍子,还得有个支点。建议你先从撬动实验室门口那块假山石开始。”
类似的场景,在光学课堂上也在上演。
当光学部的刘教授(前钦天监官员,被陆明“拐”来的)用三棱镜将一束阳光分解成七彩光谱时,整个教室的学生都发出了“哇——”的惊叹,仿佛看到了神迹。
“光,并非纯白!乃由七色混合而成!”刘教授得意地宣布,“此乃格物之妙!”
接着,他又演示了小孔成像、凸透镜聚光点火、凹面镜汇聚声音(简易版)等实验。看着墙壁上倒立的影像、阳光下迅速冒烟的纸片,学生们的好奇心被彻底点燃。
“教授!为何透过装满水的琉璃碗看字,字会变大?”
“教授!为何插入水中的木棍,看起来像是折断的?”
“教授!海市蜃楼是否也是光的把戏?”
问题一个接一个,刘教授应接不暇,心里却乐开了花。这才是教书育人该有的样子啊!
光学实验室里,更是成了“视觉欺骗”的乐园。学生们围着各种透镜、面镜、潜望镜模型(军事简化版),玩得不亦乐乎。
“哈哈哈!你看你,透过这个透镜,脑袋变得好大!”
“我这个才厉害!能从墙这边看到墙那边!”
“你们那算什么?看我这个‘万花筒’,里面简直是仙境!”
一个学生试图用两块凸透镜自制“望远镜”,结果调了半天,看到的却是自己硕大无比的鼻毛,引得众人爆笑不已。
更有甚者,几个胆大包天的学生,偷偷用磨制好的透镜聚焦阳光,去烫讲学经过的、一位特别古板的理学教授的袍子后摆,直到闻到焦糊味才一哄而散,留下老教授摸着烧出个洞的袍子,对着空气吹胡子瞪眼,大骂“格物之学,尽出刁徒!”
这股物理学的热潮,迅速席卷了整个书院。茶余饭后,学生们讨论的不再是之乎者也,而是力臂、焦距、折射率;他们不再满足于书本知识,而是热衷于跑到书院的水塔边研究压力,爬到屋顶观察抛石轨迹(用纸团),甚至有人试图计算从书院最高处跳下来需要多久(被闻讯赶来的教授死死拉住)……
物理学,以其直观、有趣、并且能立刻看到“效果”的特质,展现出了无与伦比的魅力。它仿佛给这些年轻人打开了一扇新世界的大门,门后是一个可以用尺子、杠杆和透镜去测量、去撬动、去观察的,充满了规律和奥秘的宇宙。
那个曾经质疑格物学“与大道何益”的年轻儒生李三思,如今也彻底“叛变”了。他成了物理实验室的常客,甚至写了一篇《格物理以证儒道》的奇葩文章,试图用杠杆原理证明“中庸”的合理性,用光学原理解释“明心见性”,虽然被理学教授批得一文不值,但他自己却乐在其中,觉得找到了学问的真谛。
看着这群因为发现了一个物理规律而欢呼雀跃,因为完成了一个小实验而充满成就感的年轻人,孙教授、刘教授这些最早的格物学传播者,心中充满了欣慰。
他们知道,种子已经播下,并且开始茁壮成长。当这些年轻人习惯了用实验去验证,用逻辑去思考,他们的世界观将彻底改变。而这股力量,必将推动着整个时代,向着未知而精彩的方向,加速前进。
物理学的魅力在于揭示规律,而接下来,另一门同样迷人的学科,则将开始展示其创造与变化的奇迹,那便是——化学。