巜浦江文学》杂志总编陈柏有特邀科普作家周伟良趣说时间
讲座结束,陈柏有总编给科普作家周伟良赠送了一套巜你是谁……》科幻小说集。
演讲结束,我意外收到女作家杨银娣赠送我的一本书巜家事情深》,深为致谢。
让大家想不到的是,演讲结束不久,就有文友如此评说:
一个人只有发挥所长,才能有所收获。华师大化工系毕业的周伟良高级工程师,主攻科普创作成就卓越。这是一个最好的时代、也是最坏的时代。这是智慧互联网金融时代、这是光明的季节,也是黑暗的季节。这是智能的天下,也是愚蠢的时代,是有上亿人被诈骗只剩一条大裤衩🩳。这是希望的春天,这是扫黑除恶、铲除国疫,14亿人民一路奔向人类的春天。周伟良在巜趣说时间》这本书作出回答。
下面是科普作家周伟良创作巜趣说时间》心路历程。
时间照亮未来、征程未有穷期
关于时间之类的课题不应由我来写,《趣说时间》一书的出版,实才是不应在我的名下面世。但是,这本书历经磨练、坎坷还是出生了,它成了一份见证中国科普传播事业曲折艰难缩影的读物。
一、《趣说时间》一书内容简介
我先来讲:一、时间难以定义,你能回答什么是时间吗?有人会非常自信地回答说,时间不就是几点、 几分,几秒吗?这样的回答不全面,他说的是时间的计量单位,而不是时间的本义。能够把时间的根底搞清楚,也不是一件容易的事,时间到底是什么?它很神秘,有人说,时间是宇宙的组成部分,P2i
罗马主教奥斯古丁早在1700年前就说过:“如果有人问我时间是什么,我也许知道,但如果有人要我解释,那我就一无所知。什么是时间,不仅是一般的草民难以搞清,就是高层的领导人也会搞错,最近二年闹得沸沸扬扬的第二代身份证有四处语病,其中二个就是涉及时间的。
一是居民和公民混用,身份证上的一面是居民身份证、另一面用的是公民,而从法律概念上说,居民和公民是有区别的。
二是“公民身份号码”表达不妥,因为“身份”不具有数字性,只有“公民身份证才能被编成一个个号码。
三是用“出生”来指某年某月某日,也属于不规范,出生有一个时间和空间的概念,若要指具体的出生时间,应该是“出生日”才对。
四是持有长期有效身份证的人,其“有效期限”标注为从某年某月某日“到长期”,长期是一个行为的过程,不是时间的临界点,没有“到长期”一说。
看到2020年10月30日的《科普时报》上有一篇国家教育咨询委员会委员,中国科技馆原馆长、研究员王渝生写的题为“科技革命改变世界发展世界格局”的文章。
文章列举了自17世纪至20世纪科技改变世界格局的例证。文中说到“18世纪出现了瓦特发明的旋转式蒸汽机(1871),成就了第一次工业革命。”这里的1871年之说,有二处值得商榷。其一,瓦特于1765年制成了“单动式”蒸汽机,1782年制成了双动式蒸汽机,1800年,瓦特退休,1819年8月25日,瓦特逝世。
其二,1871年应属19世纪。不能称为18世纪。在同一篇文章中说到“17世纪的近代科学巨人牛顿于1687年出版《自然哲学的数学原理》;显然文章将1687年归属于17世纪;与文章后面又说到的19世纪之分属方式达到统一:“19世纪,科学技术突飞猛进,从法拉弟的电磁感应学说(1831)到麦克斯韦电磁方程(1865)到贝尔发明电话(1876)。
说到时间的属性,更是百家争鸣,有说时间是可以循环的,这种理论称为“时间循环论”P3
时间线性论,P5在中国,孔老夫子是时间线性论的祖先,基督教是讲永生的, 牛顿说时间是绝对的,p7
爱因斯坦说时间是相对的 p9
康德的时间虚无论 p11
霍金用量子论说时间 p13
霍金出生于1942年,2018年3月份14日去世,享年76岁,有人说他是最接近神的人。
以上的内容是《趣说时间》第一章讨论的内容。
第二章 纪年纪月
皇帝的年号何时终止?P23
当年用什么方式来纪年中华人民共和国,是有不同意见的,一种是用公历,还有一种是用民国年号,当时毛主席也是倾向于用民国年号纪年,是黄炎培提出,不能用民国年号,建议用公历纪年,能和世界共和。
世纪之交有难题 p31
第三章 最早的自鸣钟是中国造 p49
打开国门的钟,
中国造的航天表 p59
第四章 时间之都 秒的定义 p94
第五章 时空转换的智慧 p116
第六章 社会时间 历史剧中时间乱 p165
第七章 时空隧道 今天的时间机器p173
二、文章千古事 得失寸心知
二十世纪的一九五九年九月,《上海少年儿童出版社》编辑部收到一件北京大学一位学生的投稿,仅十天之后,这位学生就收到表示支持的回信,翌年2月,这位还是二十岁的在校大学生的第一本书《碳的一家》就出版了。这本书的责任编辑叫曹燕芳,她又是《十万个为什么》的责任编辑,后来又请他参加编写《十万个为什么》。
《十万个为什么》自1961年出版后,40多年累计印数超过了一亿多册,1999年,在国庆五十周年时《十万个为什么》被评为“感动共和国的五十部书的一部。曹燕芳由于编辑了《十万个为什么》以及《科学家谈21世纪》等有影响的书,后来成为上海市”三八红旗手、上海少年出版社的副总编辑。
《十万个为什么》初版本最初出五卷,共947个为什么,叶永烈写了326个,占全书的三分之一左右,其中的化学分册,初版本收175个为什么,叶永烈写了163个——只有12个为什么是别人写的。《十万个为什么》出版时,叶永烈只21岁。
后来成为中国著名的科普作家,他创作科幻小说,科学小品等作品字数达几百万,他写的《小灵通漫游未来》不断地重版。
有意思的是,曹燕芳的女儿蓝敏玉继承母业,也在上海科普出版任编辑,她也像她母亲那样立志当一位出色的编辑。当年上海科普出版社出版叶永烈的书,《写给小叶永烈》、《飞天梦——目击中国航天秘史》等书的责任编辑都是蓝敏玉。
2004年的一天,一位热爱科普的工程师来到科普出版社,找到蓝敏玉,问她科普出版是否有关于时间方面的科普读物,这位读者说他读了英国人霍金写的《时间简史》后很想了解更多关于时间方面的知识,但是这位作者到上海图书馆去查阅了很多书刊,除了有少量外国作者写的这方面书籍,没有找到一本中国人写的关于时间科学方面的科普读物。蓝敏玉说科普出版社没有出版过关于时间科普的书,她说目前在编的也没有。
他说中国缺少一本关于时间科学的科普读物,他读到一些综合性科普读物中涉及时间科学内容的文章,有的内容过于陈旧,有的还有错误,例如,世界上第一台钟是哪个国家造的?很多人都说是意大利,但是错了,是中国;不同质量的物体从同一高度下落,是同时落地的吗?伽利略那时的计时器还没有秒的计量尚可理解, 21世纪是从哪一年开始的这样的争论还会持续到以后的世纪;有媒体介绍时间计量为何是60进制的历史演变,其实中国最早的时间计量是以刻为单位演变的过程有,百制的,也有96刻制的;也有120刻制的, 我们今天说的时刻就是从那时开始的。当今科学高速发展,在电子信息领域中出现了用G、T等表示空间容量的大小,而不再是长、宽、高为空间大小;
这样的变化还没有引起哲学家的关注;时间相对论是20世纪的科学成就,但是在千年前,我们的祖先已有天上一日,人间千年的描述,这是为什么?
而中国历史上对时间科学的贡献是很大的,但鲜有反映。此外 ,这位作者还谈到,当今科学高速发展,时间和空间的概念应要重新定义,例如在IT中,容量的大小不再是长、宽、高,而是G, 软件的下载安装工具不再板头,鎯头,但是中国的哲学家们还没有反应,从谈话中,蓝敏玉发现他准备了很多有关时间科学的资料,于是热情鼓励他自己写一本关于时间科学的书,这位作者说我还没有写过一本书, 蓝敏玉为鼓励这位工程师写一本关于时间题材的科普读物,蓝敏玉说,叶永烈是北京大学化学系毕业的,他不是党史专家,但是他写出了《红色三部曲》《红色的起点》《历史选择了毛泽东》《毛泽东和蒋介石》《毛泽东的秘书们》《陈伯达传》《江青传》……叶永烈成为中国纪实文学文坛上一颗耀眼的明星。
透露一个旧闻:叶永烈接到一个电话,要他到北京去,他去了之后,要他写一本江泽民传,叶说可以,要他编提纲,叶交出后,对方认为满意,但是有一个条件,不能具叶永烈的名我,叶不干,于是叶写了 “邓小平改变了中国”
蓝敏玉还举了一个“五千多元中选之作”的例子。她说美国有个赫金斯先生.他对爱因斯坦的相对论很感兴趣,他发现许多人很想知道相对论而又弄不懂,这位赫金斯先生决定拿出五千美元作奖金,征求一篇浅显通俗易懂的解释相对论的文章,条件是文章不能超过三千字。征稿启事发出后,世界各国的科学界人士纷纷响应,投来的科普文章有三百多篇,作者之中有美国著名的天文学家;有著名的物理学家;科学界的名流都参加了。但是最后得奖的是不是他们,而是一位无名小卒——博尔顿!他是英国专利局的职员,《科学》杂志称之为《五千金元中选之作》。
蓝敏玉鼓励这位业余作者要有信心,坚定相信一定能写好。
在蓝敏玉的热心扶持下,这位业余作者编出了一本关于时间题材的科普读物初稿《趣说时间》,蓝敏玉又指导他不断地修改,这样,化了二年时间,蓝敏玉认为达到出版的水平,可以考虑出版了。
这位工程师就是在下。但是鉴于当时的出版业不景气的大气候,科普读物的市场十分严峻,国际又推行出版业市场化,如果出版社仅凭一、二千本书的发行量,是难以为继的。于是她想到申请上海市科协的专项出版基金,争取得到出版基金的资助。但是按申请专项出版基金的要求,须要有二位院士级别专家的推荐意见。蓝敏玉说,我去联系叶永烈,另外一位你自己去联系,蓝敏玉很自信地鼓励我说,只要你将样稿送去,一定可以通过的。我想到复旦大学,我有中学同学在复旦大学任系副主任,系总支副书记,他的系里就有工程院士,他联系了中国工程院士王威琪,王威琪看了样稿之后,又请他带的研究生看,反映都说好,于是写了一份推荐意见。意见的后半部分是这样说的:本书的作者选题谋篇立足创新,独辟蹊径,面对多元的专业题材作者从古今中外的史料中和媒体新闻的热点中博采与时间科学有关的养料,将涉及时间的物理学、天文学、生物学、社会学、和生命科学的百科知识内容汇总后和读者交流,这种交流不是启蒙式的知识传输,不是大百科全书的小学版,也不是学术专著的缩写,而是围绕着时间科学从不同的角度以不同的形式用不长的篇幅分篇而谈。既有通俗易懂的介绍,也有深入浅出的分析;既有生动活泼的故事,也有发人深思的难题。引领读者进入科学角色的境界,让读者感受科学探究的过程,又给读者思考想象的余地。科学原理的诠释和人文情感的表达文理交融,有相当的可读性、趣味性和哲理性;在时间主题的漫谈中可以透视人类科学的发展史,可以感受辩证唯物主义的真谛。可以了解中华民族对人类文明的贡献,可以知晓我国改革开放后取得的伟大成就。
读后能引发读者对科学研究的兴趣,对于拓展读者的视野,启发读者的思索,提高读者的文化科学素养,培养青少年的爱国主义情操是大有裨益的。
蓝敏玉将样稿请科普大家叶永烈审阅,叶永烈认真看了后亲自写了推荐意见:众所周知,霍金所著的《时间简史》是关于时间的科普名著,但是倘若没有大学理工科的文化水平,就很难看懂《时间简史》。苏联作家伊林写的《几点钟》一书是一部饶有趣味而又通俗的计时工具发展史。周伟良先生所著的《趣说时间》一书,则具有中国特色,通俗而又富有趣则味的关于时间的科普著作。令人感佩的是,周伟良先生反复修改这本书,每一次都有明显的提高。目前,《趣说时间》一书已经达到出版水准,是一本值得推荐的科普新著。
结果报送申请书时,等了一段时间后,答复来了,说是没有通过,后来据蓝敏玉说,送审时连样稿也不用送,他们只看作者是位名不见经传的小人物,就把他拒之门外了。蓝敏玉说,如果说这本书选题不好,文字不好而被拒,那倒算了,但是我们出版社、叶永烈、复旦大学的首席教授,中国工程院院士都认可了,书还是被毙了,真是有点想不通。
这本书原水公司的经理答应由公司出资出版,那位经理说只要你知道的不说,可以考虑由公司出资给你出书。但是这个经理下台了,书也就出不成了。
在张江镇科协的引荐下,联系了浦东新区科协,他们表示有资助出版的意向,我抱着极大的希望面见了有关领导,可等了过了几个月,结果终于有了,回答的也是书的选题和立意都较好,只是没有书号。等以后有了书号再说。这不是忽悠人吗!说明浦东新区科协也没有想到组织人员来写这样一本科普读物。
钱学森之问:为什么我们的学校总是培养不出杰出的人材?请看下面
俞正声之问,为什么马云这样的人,在这儿没有成长?
上海人太精明而不高明:马云的阿里巴巴,在上海申请时遭到否决,结果在上海无立足之地,只能落户浙江杭州;华为公司最初在上海申请立项一项科研项目,据说研发的是将口语变成文字的软件,结果,有关方面认为这是不可能的,这样的科研项目太虚幻 ,就把这项科研项目扼杀在摇篮里,华为公司就离开了上海,去了南方深圳。现在,这项科研成果已经广泛应用到手机上;
上海浙江宁波嵊州四明山的麦饭石矿泉水想进入上海市场,上海质监方面的领导说,矿泉水只有偏硅酸钠矿泉水和硒矿泉水,没有麦饭石矿泉水,于是将麦饭石矿泉水封杀在上海市场门外,结果日本人知道了,他们正在苦苦寻觅麦饭石矿泉水,从东北到内蒙,结果浙江这家麦饭石矿泉水出口到日本,东南亚诸国;
上海的小商品市场,是从城隍庙起家的,但现在浙江义乌的小商品市场名扬全球……我认为这些都是上海式的精明而不高明的表现。若是高明,应该组织人员编写《趣说时间》,编写一本有中国特色的时间科学的科普著作。但是过于精明的上海人没有这样做,而是将这本书处于死地而不让她出生 。
上海的水行业,有全国最大的自来水公司,原水股份有限公司,但是浙江的娃哈哈,农夫山泉,一年的产值都是40多亿。上海两家水公司都有桶装水公司,年产值还不及他们的零头。
当时我的心情是很复杂的,很迷惘,一方面感到自己是不是有点志大才疏,有点不识时务,有负于蓝敏玉编辑的期望,一方面又感到科学思想的传播、科学精神的弘扬,科学方法的推广是每一位爱国的科技工作者,工程师们应该履行的职责,公众科学素质的提升,是国家创新能力和可持续发展的最广泛的社会基础。我不是科学家,但我想到了陆游的“位卑不敢忘忧国”。我一方面坚持不断地修改《趣说时间》书稿,一方面更加关注媒体上关于时间科学的研究成果,遗憾的是这样的成果非常之少,相反看到某些专家在媒体上发表一些很不严肃,很不科学的关于时间科学的谬论,例如上海《解放日报》在 2009 年 6 月 14 日以整版篇幅发表北大教授吴国盛《技术的人文本质》演讲稿。
疑义相与析
——与北大教授吴国盛商榷
上海《解放日报》在 2009 年 6 月 14 日以整版篇幅发表《技术的人文本质》演讲稿。这是北京大学哲学系教授、博士生导师、中国科学院哲学博士吴国盛教授在东南大学“人文大讲座”的演讲,经编审后节选刊登。据《解放日报》介绍,这位教授主要研究方向为科学思想史,而且出版过《时间的观念》一书。他曾是湖北黄石市的高考状元。非常遗憾的是,教授在《对现代技术的一种理解》一节中讲到时间和钟的内容时,运用的史实、逻辑、观点 难以使人苟同。为方便,现将此段内容照录如下:“……刚才我们谈到了钟表的出现, 这本身就导致一个时间逻辑的展开。我们知道,刚开始时的那个钟,刻度只有小时, 后来出现分钟,到了 19 世纪开始出现秒钟,现在更精确了,这是继承了巴比伦的六十进制。但秒以下的单位就并非来自传统了,纯粹是由机械制造者自身决定的,所以它用了十进制。”
笔者不是教授,也不是从事时间科学研究的专家,只是从事技术工作、关心时间科学的工程师。读了吴教授的上述片段后,提出以下几个疑义供大家相析:
一、人类是从什么时候思索时间的?时间逻辑的展开是从钟表出现后开始的吗? 钟表和计时器是同一概义吗? 在钟表出现之前古人用的计时器是日晷、沙漏、水漏、燃香计时等,时间逻辑是否算是展开?
二、刚开始的那个钟刻度只有小时吗?这里涉及到计时器的发展历史。世界上最早的钟是中国郭守敬造出的。最早计时器用的计量单位是“刻”。我们的祖先最早使用的计时器是漏刻,即将水盛在漏壶中,在漏壶内插入一根用于测量水位的箭杆上面刻有间距相等的刻度,根据水流入或流出量的多少来读取箭杆上的刻度计时。历史上不同时期,有不同的分割数,有将一天分为 100 刻,96 刻,108刻,也有分为 120 刻。我们现在常说的“时刻”,就是出典于此。根本不是这位教授所说的继承了巴比伦的所谓六十进制。
三、世界上最早出现秒钟是在 1760 年左右,那是 19 世纪吗?秒是时间计量最基本的单位,毫秒、微秒、纳秒、飞秒都是秒以下的单位,但都是千进制的,也不是这位教授所说的十进制的。
北大这位教授在这些时间方面的说法都是经不起推敲的。是对听众和读者的误导。关于这些问题,多有论著述说。真为北京大学的盛教授对时间科学理论研究的肤浅而汗颜,为《解放日报》编审未能纠正谬误而遗憾,同时也深感时间科学的科普教育重 要性和迫切性。
我把这篇博文以“疑义相与析----与北大吴国盛教授商榷为题名在网上发表。从网上可以查到,现在这位教授现在到清华大学去了。
我也在报上看到批评电视片历史剧中违背历史事实,历史时间秩序混乱,误导观众,尤其是误导历史知识相对较少的青少年观众。为此我在书稿中增加了《历史剧中时间乱》一文。书的出版 没能得到资助,看来只能自费出版了。
为了筹措自费出版的资金,我想到了出去打工,在朋友介绍下,应聘到现代设计院 ,去当项目管理工程师,南到云南西双版纳,北到黑龙江哈尔滨,工程结束回来后又被浦东新区史志办约去参加写《上海改革开放志浦东分志》我感到很是荣幸和光荣。
山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村,《趣说时间》一书的出版转机出现在浦东史志办,有一次我们聊天时谈到出书的事,一位南汇来的领导说,你们张江镇的党委书记曾是我的同事,我打个电话与他联系后,你去找他。后来我去找到这位书记,他一口答应,他说你在为张江的科普工作做实事,于是他指派分管科协的一位干部写一份申请报告,他批了。
我很高兴,准备和科普出版社蓝敏玉联系,这时他已经退休了,她说,自我之后科普出版社没有一本书申报过科普出版基金,我在网上看到上海交大出版社在征集书稿,于是我到交大出版社 ,将样书及U盘交他们的编辑。接待我的是二位年轻的编辑。他们认为选题很好,出版社可以立项,只是要有资助单位,这是在我意料之中的,二位编辑亲自到浦东张江签订了出版合同。
三、憾说时间
1、《趣说时间》历经磨练总算于2017年12月出版了,出版社在封面上还冠之以《中国的时间简史》的美名,我是不敢当的,但遗憾的是这本书离图文并茂要求还差得很远,一本所谓选材相当好的科普读物,书中只有一幅照片,那是我自己拍摄的浦东世纪大道以日晷为原型的城市雕塑艺术作品,这是已故艺术家陈逸飞的城市雕塑作品,其实我选了近十幅照片。云南少数民族载歌载舞庆新年过泼水节的照片,舞台上面的横幅上写着傣历1374年,这对于已经生活在21世纪的读者来说是会产生一定的影响的,至少能扩大他们的视野,他们没有用;还有为《天坛里的时间》配设的天坛的照片也没用;我收集的国产原子钟、中国的航天表的照片也没有用……
2、憾说书的发行 总书记说:科技创新、科学普及是实现创新发现的两翼,要把科学普及放在与科学创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高,就难以建立起宏大的高素质创新大军,难以实现成果快速转化。这是总书记把科学普及提高到科学创新同等重要的位置,但是,《趣说时间》被叶永烈称为“具有中国特色,通俗而又富有趣味的关于时间的科普著作,上海交大出版社称只印了650本,而张江镇政府要了600本给作者送了50本。他们说按常规是送作者20本,我算是特例。上海实体书店没有售。上海书展不上架,《趣说时间》还有电子书,电子书就是读者在网上付钱后,在网上阅读。最初时的标价24.99元,现在豆瓣阅读网上标价是19.64元。 电子书公布的点击数不认帐,7月份时点击数是2.8万,现在这个点击数也没有了。出版合同上签订说版税是百分之十,问题是《趣说时间》一书的总编及责任编辑都跳槽了,责任编辑小张是一位交大毕业的研究生,他跳槽到华为公司去了。《趣说时间》成了没娘的弃儿。但是,上海有一个出版社认为《趣说时间》题材很好,很适宜青少年阅读,他们也想出版这本书,但是涉及版权问题,交大出版社既不做好发行工作,又不表态合作。
3、交大出版社以“巍巍交大,百年书香”为傲,不屑于做一个无名小卒写的作品,他们喜欢编辑出版《平易近人——总书记的语言力量》这样的书,一次发行量就是几十万册,还有就是国家出资的出版物。
不能全怪交大出版社,《趣说时间》据说发行量还没到1000册,科普我们的一个县级的图书馆有一本科普读物,全国有的2700多个县,既然是全国发行的,应该有的3000本书,但是我们一些贫困县的办公楼造得很豪华,很气派——为什么没想到用一点钱为自己县里的图书馆添几本科普读物呢?他们也在叫城市和农村教育资源的不平等,为什么没有想到为他们县里的学子和他们的后代储备一些科学养料?P151
当时浦东科协说,待这本书出版后,买一些送给学校,但是书真的出版后,他们离职了,也就没有下文了;我们张江有一位文友,编了一些浦东老山歌,被列为区级非物质文化遗产项目,每年可享受6000元补贴,再加上市里的6000元,一年有12000元的补贴。但是科普的作者还要贴钱,再说,浦东老山歌评审演这出时,仅搭台灯光,音响舞美等支出就是十几万元。后来又有长三角山歌会演,更是超百万的投入……
就在最近,阅文集团举办的“庆祝浦东开发开放30周年”短篇作品征文大赛,获奖作品揭晓,一等奖一万元,优胜奖五千元,我写了一篇《饮水思源话张江》有幸获得二等奖。大赛的公告中有这么一段总论说:“审视浦东30年来变迁的身影,作品内容触及浦东开发开放的方方面面,大到金融、交通、文创、环卫等领域的发展故事,小到百姓的祖孙对话、一羹一饭,既品味大梦想,也发现小确幸。”写这总论的人应是阅文公司中有头有脸的角色吧,但是我有一位同学看出了问题,他在微信上说:从上面的总论来看来,科技在领导层面看来是连环卫都不如的。因为文中确实没有提到科技。
我再要提的是我们的教科书,也是隐藏了几十年的错误:我们的教科书上画的球是错的,p48我有一位同学叫唐文虎是他潜心研究,发现了高中数学教科书上画的图是错的他写信给人民教育出版社,回复是不认为教材的编写存在原则性错误。
水是生命之源,而中国食品营养学教科书竟把水这项遗漏了。(袁晓雄)
我们语文教科书上,上海教育出版社九年级第一学期语文p133
欧阳修的《醉翁亭记》妙在“醉翁之意不在酒”……山行六七里,渐闻水声潺潺而泻出于两峰之间者,酿泉也。而你到安微滁州去琅琊山看到的此泉眼旁的石碑上明明写是“让泉”,其出典是这里的泉水出口有二个泉眼,一个泉眼出水,另一个就不出,泉水也有君子风度。中国的儒家文化的精髓是仁,就是“温、良、恭、俭、让”,也中华民族的优良传统。不知我们的编辑是出于什么原因在中学教科书上用了“酿泉”而不用“让泉”。?我希望我们浦东的作家能够破解这个谜。
接下来,我要讲《趣说时间》书中被删除的一个内容“同时论”
学习伽利略,质疑“同时”论
人类科技史上有二个“同时”论,一个被伽利略否定了,但他自己又创立了一个伽氏“同时”论。
“光传播到两个不同距离的地方是同时到达的”。这是在伽利略之前的“同时”论, 这样的结论在今天看来是十分荒谬的,但是在 17 世纪之前可是千真万确的真理。欧洲科学界的学者权威,从世纪前的古希腊科学家亚里士多德到后来的开普勒,以及和伽利略同时代的大科学家牛顿、大数学家迪卡尔等人类历史上著名的科学家都认为光的传播是即时的,是不需要时间的。人们的感觉也认为大科学家的结论是正确的,也没有人去怀疑过。但是,到了 17 世纪,有一个人却对这样的结论提出了质疑,他就是意大利的科学家伽利略。伽利略认为,光的传播可近可远,如果光的传播不需要时间, 那么光传播到远的地方和近的地方是同时到达的,这似乎不合常理也不可思议。他要用实验来对此定论进行检验,他想用实验来测定光的速度,用实验的结果和那些认为光传播不需要时间的学者权威对话。
伽利略和他的助手在一个黑夜里到佛罗伦萨郊外的两座山上各放置一个火把。两座 山相距约 1.6 公里。实验者先用挡板将火把挡住,当持火把的人将火把前的挡板移开, 试验在另一座山上不同距离的人是否是同时看到火光。
伽利略这个实验的立意是完全正确的,是人类科技历史上第一个有记载的测量光速的实验。但是,光是宇宙中运动速度最快的物质。凭着伽利略当时的科技水平和实验条件是不可能有理想的结果的。
尽管伽利略这个实验是个失败的实验,但是伽利略仍坚信光不可能同时到达两个 不同距离的地方。后来的科学证明伽利略的质疑是正确的。到了 20 世纪,科学家用激光测量月球到地球的距离,激光从地球到月球的一个来回也只用了 2.4 秒左右的时间。
凭着这样的科学精神,伽利略又质疑了一个“不同时”理论。创立了伽利略自己的“同时”论。原来古希腊科学家亚里士多德提出过一个观点,说是不同重量的物体同时从同一高度落下时,重的物体先落地,轻的物体慢落地,也就是说,不同重量的物体从同一高度同时落下时,是不同时落地的。这个观点到伽利略时代已统治人们的思想已有近 1800 多年了,也没有人去质疑过。伽利略对这样的观点也持质疑的态度。他也要用实验来检验这样的观点,于是就有了在比萨斜塔上做两个不同重量的球同时从斜塔上落下的实验,据称实验结果证明两个不同重量的球同时从斜塔上落下时是同时落地的。这样,“重量不同的球从同样的高度同时下落是同时落地的”成了千真万确的真理。直到现在我们中学高一物理学的教科书上也是这么说的,只是加上了在真空条件下。这种论点姑且称为伽利略的“同时论”。
经仔细考查后,我们发现,几百年来,不断有人对伽利略做的重力试验持 怀疑态度。到了 21 世纪初,美国加州斯坦福大学有一位叫达维林的教授也为此提出质疑,他认为没有任何证据可以证明伽利略曾经从斜塔上同时抛下两个球,这个实验根 本不是伽利略做的,而是他的一个学生做的。达维林指出,伽利略非常清楚地知道, 由于物体在下落过程中会受到空气阻力的影响,很难用实验证明不同的物体会同时落地。伽利略是个非常谨慎的人,他不会在公众面前做这样难以成功的演示。达维林教授揣测是伽利略的一个学生,在伽利略去世之前到比萨斜塔做了这个著名的重力试验。按照达维林的意见,伽利略的学生做的那个试验是失败的,亚里士多德学派的学者们 还是发现了不同重量的物体落地时间有稍微的差别,亚里士多德学派的学者们奔走相 告,庆祝他们的胜利。
能对传统的理论提出质疑是科学进步的动力,遗憾的是达维林教授质疑的内容和结果还是有商榷之处。我们知道,伽利略的学生在斜塔上做重力试验的时间是在 17 世纪,当时还没有精确的计时器,还只能有用沙漏为计时器,他能够发现两个球落地的时间有极微小的差别吗?仅凭人的眼睛或其他感觉能够区分万分之一秒甚至更小的时间差别吗?
关键是过去质疑伽利略的人都没有涉及到一个“同时”的科学概念。什么是“同时”,生活中的同时和科学中的同时应有质的区别,生活中两个人相差 2 分钟到达同一地方,人们说他俩是同时到达,也不会有人提出异议。但是在科学概念中,“同时” 应指没有时间差别,即使是计量值很小很小的时间差别,也不能称为“同时”。你站 在镜子 1 米前,看到的也不是“同时”的你,而是你亿万分之一秒前的形象。在高科技的电子,质子运动的研究中,即使有百万分之一秒的差别也会引起科学家的注意,要研究引起这种时间差别的产生原因。例如,宇宙射线进入地球大气层后和大气上层中的粒子发生作用而产生一种新的粒子,其中有一种粒子叫 U 介子,这种粒子的存在的时间只有一百万分之二秒。按理论计算,这种粒子只能在空中前进 600 米左右,但是据科学家的观察发现 U 介子在空中以的 0.98 倍光速前进时,它的存在时间可延长到十万分之一秒,能前进 7000 米左右,为此,相对论者以此作为高速运动的物体能使时间变慢的佐证。
一个电源开关控制两个灯,当我们进入室内按上电源开关时,我们总是说二个灯是同时亮的,这只是我们的感觉,但是从科学的角度上讲,是有时间差别的,电流在 1纳秒(10-9 秒)的时间内只能流动 3 厘米,如果二个灯和电源开关之间有 30 厘米的差距,电流到达二个灯的时间差别就有 10 纳秒,只是这样的时间差别太小了,人的视觉对时间间隔反应的极限只有 0.1~0.025 秒。凭我们的生理感觉不能区分万分之一秒的时间差别。但是从科学角度上不能说是同时的。
让我们再来分析不同重量的物体从同一高度落下时,究竟是不是同时落地的。物体为什么能从高处“落下”?牛顿发现的万有引力定律告诉我们,是地球的引力的作用。而引力的大小和两物体的质量及两物体之间距离有关,质量大的物体.产生的引力大;质量小的物体产生的引力也小。用数学式表达为:F=Km1 m2 R 2(式中 F-引力、m1 、m2 分别为两物体的质量,在重力试验中可看作是地球 m1 和下落物体 m2 的质量,K 为引力常数)。有力的存在就会使物体产生运动的加速度,由地球引力产生的加速度称为重力加速度。在高中物理学中我们学到球从高为 h 的高处落下需要的时间为 t=(t-时间、h-物体下落的高度 g-重力加速度)。式中反映出物体下落的时间 t 和物体下落的高度 h 及重力加速度 g 有关。式中似乎没有反映出物体质量的关系。但是这个重力加速度还是和物体的质量有关的。因为重力加速度是由地球和物体之间的引力产生的,显然的结果是,物体的质量越大,引力也越大,重力加速度的值也越大。在公式 t= 时,g值越大间 t 值也越小,反之则越大。因此,不同重量的物体同时从同一高度落下中是不同时落地的。
问题是能做试验的物体质量和地球的质量相比差距太大了。我们可以查到地球的质量是 5.98×10 24 千克。一个质量为 1 千克的物体和地球的质量相比的值是小数点后面 24 位;一个质量为 100 千克的物体和地球的质量相比的值是小数点后面 22 位,而标准重力加速度的值即使精确到小数点后面 20 位还不能反映出 100 千克物体和 1 千克物体重力加速度值的差别。这就是所谓不同重量的物体落地时间都是相同的原因。正像世界田径锦标赛的 100 米赛跑中,用精确到 0.1 秒的计时器是难于区分冠军和亚军的,而用精确到 0.01 秒的计时器就可分出冠亚军了。在 F1 赛车比赛中须要用精确到 0.001 秒的计时器并要借用电子控制系统才能分出赛车冠亚军到达终点的先后。
按目前我们的计量技术尚不能将时间计量精确到秒的小数点后 20 位即 10 -20 秒的水平。也就是说,在今天要测出不同重量的球从同一高度落地的不同时间实验,其结果将和伽利略当年测光速一样都是要失败的。
时间最小的极限值是5.4×10-44这是普郎克常数,这是德国科学家马克斯•普郎克研究的结果,被科学界公认的曾获得了1918的诺贝尔奖。
当年伽利略虽然不能测出光的速度,他还是有胆识质疑大科学家的光的传播是没有时间的,光传播到不同的距离是同时到达的定论。同样,今天我们虽然暂时不能测出不同重量的物体从同一高度落地的时间差别,我们是否也应学习伽利略的这种科学精神,认真研究一下“同时”论的科学性。
伽利略做比萨斜塔重力试验后答出的“同时”论,是在当时的技术条件下的结论。 伽利略时代的时间计量还没有秒的概念,更没有比秒更小单位的计时器,在秒以上的 时间计量范围内,说两种不同重量的球同时从同一高度落下是同时落地的,那是300的前伽利略时代的时间概念。当今世界,计时技术及计时工具已经不能和伽利略时代同日而语,我国北斗卫星上的原子钟精度是300万年误差一秒。按这样的精度,也只有小数点后面13位,离小数点后面22位还有很大距离,我的意思是我们的教育应该培养学生一种象伽利略、爱因斯坦一样的科学思维能力,为我们将来的科学家队伍培养好接班人,但是,我们中学高一物理学的教科书上关于自由落体时间的内容还是伽利略时代的“同时论” 观点,是否也该与时俱进了。我在书稿中的《落地时间和重量有关吗?》一文,被编审时给删了。我把文章发到网上,收到一杂志社的来信,说是你的文章观点很新颖,我们准备录用你的文章,请你交600元的版面费,今后提职称时也有用。我想我已经退休,没有必要再去争什么了。
这使我想我想起中学念书时,英语老师说,中国人没有时间概念记得在中学读书时,英语老师说,中国人是没有时间观念的。当时我们认为,老师这句话似乎有以概偏全之嫌。不过细思量,英语老师说的也有根据,因为英语中的动词会随着行为发生的不同时间有不同的变化,有不同的句式,和不同的词。而中文的动词则没有这种变化。
英语动词的时态有十二种之多,有一般现在时、一般过去时、一般将来时、有现在进行时、过去进行时、将来进行时……等等,林林总总。但是在中文中可没这么多的时态,就说吃饭的“吃”这样的动词,无论是现在、过去、将来,中文都是“吃” 饭二个字。这可能是英语老师说中国人没有时间观念的依据。
胡适也评论过中国人的时间观念。胡适先生从美国留学回国后,在1918 年的《新青年》杂志第 4 卷第 1 号上发表的《归国杂感》一文中说:“我回中国所见的怪现状,最普通的是“时间不值钱”。中国人吃了饭没有事做,不是打麻雀,便是打扑克。”(这里的麻雀,是指麻将)胡适说的是在20世纪初的状况。
进入 21 世纪,中国人时间观念是否有所改观呢?说是,也难说是:说是,邓小平说:“不搞争论,是我的一个发明。不争论为是了争取时间干,一争论就复杂了,把时间都争掉了,什么也干不成了。”这里的争论,是指走社会主义道路,还是走资本主义道路的争论,中国人总算也有很多人认识到,“时间就是生命,时间就是金钱。”;难说是,胡适在20世纪初说的怪状,今天很难说有所改观,且有愈演愈烈之势,很多地方居民小区麻将馆的人气,远胜于街道图书馆;说是表现在当我们的媒体说到一个被查贪官的官职时, 时间观念倒还是有的,称其为前什么长,前什么书记;但是对有的已卸任的领导,我们的时间观念又难说是了,这样的卸任领导出现在公众面前时,往往会少了前任二字。中国的子民,即使你的时间观念再强,也只能强迫接受,这可能也是中国特色的时间观念。
世纪之交有难题
21世纪到底是从 2000 年 1 月 1 日开始,还是从 2001 年 1 月 1 日开始?这是 20 世纪末就开始争论,到 21 世纪初还未结束的一个难题。而且 1000 年后可能还要为同样的题目争论下去。20 世纪 90 年代后期,随着 2000 年日趋接近,世界各国就忙于迎接 2000 年的新千年了。世界上很多城市的大广场上立起了各具特色的倒计时钟,上面显示着离 21 世纪还有多少天、多少小时、多少分、多少秒。英国为了庆祝千禧年专门建筑了一个千年穹顶的大型建筑物。千年穹顶占地 63 公顷,位于伦敦东部的格林尼治半岛,穹顶中心就在格林尼治天文台北面的本初子午线上。主体建筑的穹顶高达 50 米,是世界上最大的穹顶建筑。千年穹顶是个巨大的展览中心,可容纳 5 万名参观者。展览中心准备在新千年到来时向人们展示2000年来人类文明进步取得的各项成果,同时作为迎接新千年的庆祝活动场所。法国也把 2000 年作为 21 世纪的开始,他们准备举办以时间为主题的大型博览会来迎接 21 世纪的新千年。巴黎的埃菲尔铁塔上亮着高 12 米、宽 33 米的倒计时电子显示牌,倒计时牌上显示离 21 世纪还有多少天。为迎接 2000 年新世纪,我国也在北京建起了名为“中华世纪坛”的标志性建筑和精铸了“中华世纪钟”。北京市为迎接新世纪的到来准备了隆重的欢庆仪式,确定在新世纪到来时敲响“中华世纪钟”。
一些国家的政要和各界著名人士也把 2000 年作为 21 世纪的起点。当时的美国总统克林顿、俄罗斯总统耶尔辛、日本首相小渊惠三等政治经济大国的首脑在 2000 年前的讲话中多次提到在 2000 年迎接 21 世纪。国际奥委会将 2000 年的奥运会称为新世纪的运动会。联合国国际卫生组织称 2000 年 1 月 1 日出生的婴儿为世纪婴儿……
但是以英国格林尼治天文台、美国海军天文台为代表的一些国家天文台提出 21 世纪不是从 2000 年开始,应该从 2001 年开始。于是在世界范围内引起了 21 世纪究竟从哪一年开始的争议。英国格林尼治天文台早在 1996 年就发表公告,表明 21 世纪应从2001 年开始,其理由是,国际通用的公元纪年的起始点不是从 0 年开始而是从公元 1年开始的。1626 年开始定出世纪纪年时确定一世纪是 1—100 年;二世纪是 101—200 年……按此规定,2000 年是 20 世纪的最后一年,还不能算是 21 世纪。21 世纪应从2001 年开始才符合公元纪年的规定。
他们还从人们的计数习惯来证明。通常人们计数总是从 1 开始,第一个登上月球的人,人们绝不会说成是第 0 个登上月球的人。同样,在计数年代时也应该从世纪年代的第一年算起才符合常规。2001 年应是 21 世纪的第一年。
我国天文学家也在主流媒体上发表文章,支持 21 世纪应从 2001 年开始的观点。从数学上分析,序数起始应从 1 开始,0 是序数中某一量级的末尾,2000 年应是 20 世纪的末年,21 世纪应从 2001 年开始。坚持新世纪从 2000 年开始的人也有他们的理论根据,因为年代的纪元也是从 0 开始的,20 世纪的 90 年代是从 1990 年到 2000 年;重量和长度的计量也是从 0 起始的……“如果 2000 年归入 21 世纪, 20 世纪也就会少 1 年了。” 坚持新世纪从 2001 年开始的人反驳说。想不到,新世纪从哪一年开始成了世界性的世纪难题。也有人认为新世纪从什么时候开始,一千年前也争论过,但没有结论,现在又在争论,仍然不会有结论。欧洲的一些社会学家和哲学家大多认为这不是一个科学上的问题,而只是约定俗成,所以更多地争论这个问题并无多大意义。也许是人们迎接 21 世纪的心情太迫切,世纪之交的一年之争没有谁是谁非的结果。2000 年的元旦,世界大多数国家都举行了各种形式的大规模庆祝活动,然而,2001 年的新春到来时各国的媒体仍在宣称迎接新千年。
尽管全球大多数国家和地区都在为迎接新世纪而忙得不亦乐乎,而以印度为代表的一些非基督教国家对新世纪的到来表示出极其冷漠。他们认为每个国家或民族都有自己的历法,公元纪年是基督教的纪年方式,2000 年迎接新世纪是西方国家的事,按印度传统的历法纪年他们已是 2056 年了,如果要争的话,不是一年之争,而是 56 年之争了。
也有中国学者认为,所谓公元纪年,不是真正的“公元”而是基督教纪年,按照中华民族黄帝的夏历纪年算起的话应是 4698 年了。以色列及其世界各地的犹太人,他们使用的犹太历已是 5760 年了。
信奉东正教的埃塞俄比亚仍旧坚持用古老的罗马儒略历,按他们的历法,21 世纪要到 2007 年的 9 月 12 日才开始。穆斯林教为主体的国家和地区,他们用的是回历,按回历的太阴历法计算,2001 年应是 1421 年。我国云南的少数民族傣族用的是傣历,按傣历纪年,公历 2000 年还只是 1362 年,离 21 世纪还远着呢!
如果世纪之交的一年之争要等到一千年之后的话,那么 2004 年我国发生的一年之争是法律上急需解释的。事情发生在对《中华人民共和国香港特别行政区基本法》中所述“二 OO 七年以后” 的时间界定的理解。香港社会有两种不同的理解引起争论:一种认为,“二 OO 七年以后”是指 2007 年结束以后的时间,不包含 2007 年,因此 2007 年选举的第三任行政长官,其产生办法不包含在“如需修改”的范围之内;另一种认为,“二 OO 七年以后” 包括 2007 年本数在内,因此,应当包含在“如需修改”的范围之内。为此,全国人大常委会特地发表公告,明确表示:根据我国有关法律规定,法律用语中表示具体数字或年份的“以前”、“以后”,均包括本数在内。据此,解释草案第一条为:“上述两个附件中规定的‘二 OO 七年以后’,含二 OO 七年。”时间界限的确定,竟然由国家最高权力机关发布公告,不仅为世人瞩目,而且在时间研究史上应书上一笔。
现在可以说,上海交大出版社收到稿件后,2015年4月签订出版合同,合同上说是4 个月出版,超过4个月则罚款,结果拖到2017年12月才出版,这个时间节点也是有讲究的,因为到了2018年就算是旧版了。书上说全国新华书店经销,那是假话。《趣说时间》一书,上海实体书店里是买不到的,上海书展也不能上架的。
孔夫子旧书网上有售最高时标价270元/本,现在多是一百多元。
喜欢《趣说时间》读者还是有的,而且可以说是铁杆粉丝,他是一家公司的经理,与我素不相识,他看了《趣说时间》一书,感到很对他的胃口,一下买了30本,送给他公司的职工和他业务上的关系户,又打电话到交大出版社得到我的电话号后联系到我,特地开车到我家,请我到他公司去作讲座。演讲费按级干部的待遇。这还不算,到了端午节,用快递送来粽子,咸蛋;到了中秋节,又送来高档月饼;去年的除夕,又送来一份厚重的大礼包。
教育界的教授,华东师范大学资深学者,华师大二附中副校长陈胜教授看了《趣说时间》后,认为是一本好书,尤其适宜中学生阅读。他特地写了一篇文章发表在全国的发行的2020年11期的《地理教学》上。
当时,交大出版社请了一位交大退休的物理学教授来审稿,他认为这本书选题好,建议出版社至少印一万册。但是出版社大要只印了不到1000册。
读者发现,叶永烈写的“关于《趣说时间》落款时间是2005年11月30日,而书出版时间是2017年12月。
前年九月,总书记在北京主持召开科学家座谈会上阐述创新精神时,多次提到了好奇心。他说:“科学研究特别是的基础研究的出发点往往是科学家探究自然奥秘的好奇心。”《趣说时间》一书也有可以引起好科学奇心的科学小品。如果有哪一位研究相对论的历史读者,读了之后在好奇心的驱使下,深入研究下去,或许有新的发现,证实千年前中国人就发现相对论。这是作者最大的荣幸。
2005年4月26日至5月3日,应中共中央和总书记胡锦涛的邀请,中国国民党主席连战率国民党大陆访问团自台湾正式访问大陆。先后参观访问了南京、北京、西安、上海四个城市。在“正视现实,开创未来”的共同体认下,4月29日,胡锦涛与连战在北京举行会谈。双方就促进两岸关系、改善和发展诸多重大问题及两党交往事宜,广泛而深入地交换了意见。这是60年来国共两党领导人的首次会谈,具有重大的历史和现实意义,对推动两岸关系的进一步缓和、维护祖国统一产生了积极而又深远的影响。据说连战代表国民党向中共提出,《关于建国以来党的若干历史问题的决议》中华民国建国的历史还有吗? 1950年的一天,毛泽东听到他的女儿在唱《没有共产党就没有中国》便纠正道:没有共产党的时候,中国早就有了,应当改为“没有共产党就没有新中国”。于是,有关方面在歌名和歌词里相应地加了“新”,使歌曲最终定型。(解放日报2021年3月23日)
向《趣说时间》读者致歉
由交通大学出版社出版的2017年12月出版我的拙作《趣说时间》一书,尽管经过编辑三审三校,目前还发现有下述四处笔误,特作勘正并向读者致歉!1、前言页:本书以漫淡的形式介绍时间科学的发展历史。应为:本书以漫谈的形式介绍时间科学的发展历史。
2、P30,第四行,“麦哲伦本人于1512年4月27日在菲律宾和土著战斗中阵亡了”。应为“麦哲伦本人于1521年4月27日在菲律宾和土著战斗中阵亡了”。3、P41第四行,古诗中“月上树梢头,”,应为“月上柳梢头”。出自北宋文学家欧阳修的《生查子》“月上柳梢头,人约黄昏后”。
4、P135第一行:“海阔凭渔跃” ,应为“海阔凭鱼跃” 我想用一位科普作家的话来表达我的愿望。科普作家汪洁曾说过:我这一辈子最大的愿望之一是,在我老得快要死掉的时候,收到几张世界知名科学家的信或者卡片或者电子邮件的任何东西。上面说年轻的时候曾经看过您写的一本好像是讲科普的书,虽然名字和内容现在都想不起来了,但是我记得当年看完之后就毅然决定投身物理学,以至有今天的一点点小成就,非常感谢您,祝您一路走好!。
作者简介:
袁德礼,1954年4月生于上海。现为《城市导报》创业人生、校园内外、终极关怀版面责任编辑、资深记者、专栏作家、中国作家协会会员。毕业于复旦大学中文系。30年来,先后发表上万篇各类新闻、诗歌、散文、小说、剧本等作品,累计1300万文字。出版过《武则天:一个女人的强权、沉沦史》、《百位老板谈人生》、《走访殡葬十年间》、《远航的心》、《女儿袁靓》、《在雨中我梦见本家袁崇焕》、《记者写天下》等书稿。作者曾在建筑公司、服装公司、团市委研究室、新闻报、劳动报等岗位上洒下过几多汗水。现为上海德礼传媒集团公司(国企)法人。
总编辑:山旮旯
责任编辑:袁德礼
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