給孩子們講阿基米德的故事

吳國盛

我兒子曾讓我去給他們講一講科學家的故事,作為兒童節慶祝活動的一部分。科學家是人,自然也有不少故事。但科學家不是普通人,講他們的故事就必須涉及到他們所從事的工作,要讓孩子們也能夠聽懂科學家所從事的工作,就只能選擇古代的科學家了。于是,我決定給他們講講阿基米德。

死于一個著名的歷史事件,因而卒年十分明確,是公元前212年。因有文獻記載說他享年七十五歲,因而人們推算他該生于公元前287年。阿基米德的故鄉在意大利西西里島的敘拉古,他生于斯、長于斯,最后為保護自己的祖國而犧牲。

阿基米德是希臘化時代的科學巨匠。希臘化時期,古典希臘人那種純粹、理想、自由的演繹科學與東方人注重實利、應用的計算型科學進行了卓有成效的融合,實際上為近代科學——既重數學、演繹又重操作、效益——樹立了榜樣,阿基米德是希臘化科學的杰出代表。他的傳奇故事很多,而且每一個故事都從一個側面展露了希臘化科學的風采。

作為希臘科學家,阿基米德有許多高超的不太為一般人所知曉的幾何成就;作為一個希臘化科學家,他在算術方面有獨到的建樹,比如他求出了π=3.14。更為人津津樂道的是他發現浮力定律和杠桿原理的故事。他因為懂得杠桿原理,說出了“給我支點,我就能撬起地球”這樣看似瘋狂的名言。阿基米德與希臘古典時代的學者一個最大的不同在于,他不光“說”而且“練”。他因為懂得杠桿原理,所以做了一個滑輪組,一個人輕而易舉地將一艘大船從海上拉進了港口,讓敘拉古國王希龍二世目瞪口呆。

希龍二世請人打造了一頂純金的王冠,造好后二世覺得好像沒有這么重,懷疑金匠摻了假,但又沒有辦法不破壞王冠而證實其真假。國王把這個任務交給了聰明絕頂的阿基米德。據說阿基米德苦思冥想了很久,不得要領,最后在公共澡堂里洗澡時想出了辦法。當時浴缸里的水太滿,他身體一進浴缸就有許多水溢出來。他剛準備嘆息水的浪費,卻猛然想起了鑒定王冠的辦法。他大喊了一聲:“尤里卡(我發現了)”,便光著身子飛跑回家。如今一個世界性的發明博覽會就以這句“尤里卡”命名。

阿基米德七十多歲的時候,祖國面臨著戰爭的威脅。當時羅馬人與迦太基人爭奪海上霸權,敘拉古夾在中間左右為難。因上層決策失誤,與后來日益強大起來的羅馬結了仇。公元前215年,羅馬軍隊在統帥馬塞拉斯的指揮下圍攻敘拉古城,但屢屢受挫,原因是阿基米德用“新式武器”裝備了敘拉古軍隊,使羅馬海軍望而生畏。這些新式武器有投石機、大吊塔、反射鏡。投石機比一般的弩射程遠得多,用石頭做炮彈殺傷力也大得多;大吊塔能夠把整個一艘羅馬軍艦從港口的水面上提起來,“干晾”在那里;由一群老人婦女各持反射鏡把太陽光集中照在同一艘船上,能夠把木船燒著。由于這些奇奇怪怪的新式武器,使得羅馬人的攻城行動久久不能得逞。馬塞拉斯苦笑說,這是一場整個羅馬軍團與阿基米德一個人之間的戰爭。

攻城三年后,由于內部出現叛徒,敘拉古城終于在里應外合下被攻破。馬塞拉斯知道阿基米德的價值,據說下令不得傷害這位神奇的老人。可是命令尚未下達到基層,城池已經攻破。一位羅馬士兵闖進阿基米德的住宅時,阿基米德正在沙地上演算一道幾何難題。他由于過于專注于演繹的邏輯,沒有意思到危險正在迫近。殺紅了眼的士兵高聲喝問沒有得到答復便拔刀相向,沉思中的阿基米德只叫了一聲“不要踩壞了我的圓”便被羅馬士兵一刀刺死。

在阿基米德的故事中存在著兩個絕然不同的形象,一個是對周邊事物不聞不睬、物我兩忘的沉思者的形象,一個是在現實生活中大顯身手、制造奇跡的魔術師的形象。在當代中國,科學家們被更多賦予了魔術師的形象,科學家因著能夠制造奇跡而受到格外的重視,科學因著能被用于世界的改造而被認為有著特殊的價值。我想測試一下孩子們,在阿基米德的兩個形象中,哪個形象最有光彩,最能吸引他們的注意力。我滿以為由我們中國的教育體制培養出來的學生一定會更多的傾向于魔術師形象,再說,孩子們喜歡魔術師也是天經地義呀!可是出乎我的意料之外,居然多數學生認為沉思者的形象給他們留下了更深的印象。

孩子們的選擇不止一次地使我陷入了沉思。表面看來,他們的選擇與這個時代的精神——實利主義和意志主義的力量崇拜——是格格不入的,這究竟是我們教育的失敗之處還是偉大之處?我沒有在中學生和大學生中做過調查,因而無法通過比較得出結論。也許孩子們作出這樣的選擇只反映了他們最健全的直覺尚未受到污染。無論如何,聽到這樣的選擇還是令我倍感欣慰:孩子們似乎天生就懂得什么是科學中“精神”性的東西。我在多個場合下提出過,科學精神的要義在于“自由”,在于物我兩忘的審美境界。今天,魔術師形象被過分夸大,以致我們經常記不起科學的“精神”價值。

這件事情使我再次思考孩子的意義。人們經常把孩子的意義定位在“未來”,這自然不錯,因為“未來”代表“希望”。為什么未來就代表希望呢?因為未來尚未確定,因而總是存在著我們所向往的可能性。但這還不足以表達我們對孩子的“希望”之真切。其實,孩子也代表“過去”,代表我們人類的“源頭”。正是因為稟有了這種“原始”“本真”的“開天辟地”的力量,他們才是有“希望”的。在這個喧囂的時代,大人們應更多的向孩子學習。