http://shu.kyhs.net/files/article/fulltext/0/731.html作者:張文亮
那天晚上,讀書讀得好晚,關上書桌邊的調頻音樂,熄了燈,拖著一天的疲憊,回到臥房躺下睡覺。一會兒,書房裏傳來音樂。唉,大概收音機沒關好!躺在床上仔細一聽,咦?從來沒有聽過這麽好的音樂,音效又十分立體,好像……好像就有交響樂團在書房那裏演奏似的。怎麽可能呢?好奇地披上睡衣,走出臥房,想看個究竟。
哇!多麽奇怪的景象。書桌上,從月光微映著的物理課本裏,走出-位科學家,滿頭鬆卷的長發,消瘦的臉龐,略長的鼻子,薄薄的嘴唇,堅毅的眼神,帶著一絲憂鬱,又帶著幾分天真。『天啊!這個人不就是「波義耳」嗎?』我驚訝的用手捂住自己的嘴,免得叫出聲來。波義耳輕輕的撫平略微發皺的牛津大學學袍,然後從袍袋中抽出一枝指揮棒,優雅的舉起手來,在半空裏停頓一下,然後溫柔地向前滑出。
就在那一瞬間,哇,音樂!音樂!多麽美妙的音樂,多麽感人的音符,多麽深情的曲調,由物理課本中輕柔湧出,『啊!這是氣體動力論的樂章嗎?』波義耳將指揮棒緩緩地揮灑,在書房狹小的空間裏,一下子充滿了高低音符,課本上的每個符號、每個計算數字、每個圖形,都依序的掛在音譜上,發出浪漫美妙的曲音。啊!在這裏沒有公式的背誦,沒有反複的計算,沒有考試的壓力,沒有被比下去的哀號……難道這裏是物理學的天堂嗎?
那種音樂的美,不僅帶著物理理論的精致之美,也揉和著波義耳的一生經曆、感觸、喜、怒、哀、樂的合奏。有悲哀的合弦,有快樂的合弦,有失望眼淚的合弦,有歡喜跳躍的合弦。『太好了!太好了!』我忍不住的鼓掌叫道。
突然間這些又消失了。所有的音樂符號又躍回課本,成為文字內容。怎麽會這樣呢?我一個箭步撲向課本,放在耳邊聽,沒有音樂,一點也沒有。把書本用力的搖,一個音符也搖不出。『唉,原來是一場夢!』我歎息道。
忽然,剛剛的音樂又響了起來。這次不在課本中,而在我心中。『不!不是一場夢。看啊!音符留在我的心中。我要寫下來!我一定要寫下來,如果現在不寫,再十年、二十年,可能也不會動筆!』於是我決定去找波義耳的傳記,不是寫他的科學理論,不是歌頌他有多偉大,是寫他的童年、求學生涯、人生掙紮、喜怒哀樂,與支持他一生走下去的理念。
我四處找資料,不停地寫,每一次寫,好像又聽到那神奇的音樂。親愛的讀者,把這本書當作一本音樂書吧!也許你也能捕捉到……啊,那奇妙的音符!
道爾頓(1766——1844年)——科學教育的鍾聲/原子論大師
他走上音樂指揮台,好吧!『物理』抬起你的頭來,『化學』啊!調調你的音符,『生物』不要調皮,看這裏!『數學』注意啦!一、二、三,大自然的樂章啊!響起來。他是一個奇特的人,來自偏僻的原野,在草原小學裏,才十二歲,就擔任校長、老師兼工友,到七十八歲,還是擔任校長、老師兼工友。他的教學方式,他的讀書理念,套不進流行的框格。
咦?難道沒聽到浮華社會的批評?被人嘲笑也不灰心嗎?一生無悔,輕描淡寫失意的日子,勾勒幾筆無華的素描。悄悄地,將一生的精華,揉和在每本物理、化學課本裏。
有人知道這一切嗎?一八四四年七月二十七日,四萬多個學生,在他的墳前,撒下四萬多朵繽紛的小花。
〖草原鍾聲響〗
約翰·道爾頓(JohnDalton),一七六六年九月十六日生於英格蘭西北部的小鄉村——鷹之荒野(Eaglefield)。這是英國最偏僻的角落,原野西臨本寧高陵(Penninerange),北瀕突出的羅森雷勒(Rossendale)高地,含著鹽分的海風,順著墨濟河(MerseyRiver)吹進這片穀中草原。長年留在土壤中的鹽粒,鹹得隻讓稀疏幾株棉花樹存活。村裏幾間陋舊木屋,零落散開在草原間,除了偶而幾隻盤旋之鷹的斜影,整個草原了無生趣。這裏的居民都是下層社會裏的紡織工人。道爾頓的父母親也是紡織工人,需要辛勤地工作,才能勉強生活,但是他們堅持隻要孩子能夠念書就盡量的念。
在這個草原中有所小學,平常草原的孩子們都來這兒念書,道爾頓知道父母的辛勞與期待,就努力地讀書。小學畢業後,老師與校長因為草原生活艱苦,學生也缺乏經濟支援,全部離去。道爾頓看著後麵即將失學的低年級學生,毅然決定留下來,才十二歲就擔任老師、校長與工友,支持小學能繼續教下去。每天一早,草原傳來鍾聲,紡織工人們知道道爾頓已經開始上課了。他這樣支持了三年,直到他弟弟畢業接他的位置,他才到中學去念書。這三年的拖延沒有白費,道爾頓發現他最快樂的時光是與學生、課本在一起。
〖瞎子老師〗
坎德爾(Kendal)中學,距離草原有四十哩之遙。道爾頓的父母把家中僅存的一點積蓄,送這個『小老師』念這所最好的中學。坎德爾中學是幾個基督徒合辦的學校。這所學校之所以著名有三個原因:第一是有豐富的圖書館藏書,當牛頓發表他的『原理(Principle)』時,這個學校的書架上已呈列著全套的牛頓著作;第二是有彈性的教學課程,坎德爾高中經常邀請路過的教授名師,給與有趣的短講。道爾頓十六歲時有一份現仍保存的家書,寫道:『約翰·班克斯(JohnBanks)教授來學校開授『日常生活中有趣的自然科學十二講』,真是擴張了高中學生的眼界。』第三是有非常優秀的老師,其中一位——約翰·果夫(JohnGough)影響了道爾頓的一生。學生們不稱呼果夫先生為『老師』,而是稱呼他『旅行家』,因為他很少在課堂上物理與數學,而是帶著學生到戶外,邊走邊教。
道爾頓在十七歲時,幸運地遇到這位老師,他在家書裏不斷地提到這個旅行家又說了什麽。道爾頓寫道:『果夫先生沒有一定的課程,他走到哪裏就教到哪裏,在花瓣的旁邊他教幾何學;在落葉林中,他教我們聞林木的香味,再教物理的空氣運動學……果夫先生說:什麽是科學家呢?科學家是大自然的詩人。果夫先生又說:研究科學的動力從哪裏來呢?就相信大自然是上帝的創作而言,科學的愛好,好像人在自然裏與上帝同行……每當他出去,學生都爭先恐後地圍著他,聽他講。他關心每個學生,成為學生的好朋友。』道爾頓與果夫相處,發現他隻要聞花的味道、摸樹幹的紋路或是草的葉脈,就能叫出它們的名字。他為什麽要用這種方法辨認呢?因為果夫先生是個天生的瞎子。一個瞎子竟能如此地精通科學,而且不斷散發出生命的喜悅。道爾頓暗下決心,希望將來能和他一樣。
道爾頓來自基督教的家庭,遇到果夫先生後,更堅定了他的信仰,經常參加教會裏的聚會。由於家境貧窮,他經常參加數學競賽,得獎金做為學費。
〖含淚的微笑〗
道爾頓十九歲以卓越的成績自高中畢業。這時候一些親友勸他去申請法律係或醫學係,因為當時的社會與現在一樣,認為律師與醫師是賺錢的行業。沒想到愛丁堡法律係首先拒絕他,因為他的社會階層太低,律師是給貴族念的。不久,醫學係也拒絕他,因為他是色盲。
道爾頓心裏很難過,法律與醫學之門都向他關閉了,他隻好重回學校,拾起物理課本,當果夫先生的助教,教天文學與光學。後來曆史證明幸好他沒去當醫師,否則就沒有日後在物理上的成就。上帝的帶領實在奇妙,向他關閉的門,其實不適合他。上帝上好的安排,起初看來好像不太好,後來證實卻是最好的。他不知道,十九歲以後,他的每個研究成果,都是人類科學的新頁。
〖平凡裏的不平凡〗
他在果夫先生身旁又待了六年,更得老師真傳。道爾頓發現老師會懂這麽多,是因為他執著的對於自然界的每一件事物保持長期記錄。於是,他開始記錄每天的氣候,後來覺得工具不夠用,就自己設計製造氣壓計、濕度計、雨量計、風速計、風向儀。自十九歲開始,他每天記錄直到七十八歲死的前一天,一天都沒有中斷過。
道爾頓沒料到,自己竟是曆史上第一個留下二十萬個完整氣象資料的人,這份資料是日後多少金錢也換不來的科學第一手數據。他也是第一個發明全套氣象儀器的人。不僅如此,他一直記錄下去,就發現許多微細的東西是別人所忽略的。例如,他發現水的密度最大是在4℃,而不是0℃。他又發現下雨是空氣溫度的下降所致,而提出『露點(dewpoint)』。水在大自然裏是最平凡的物質,是每個人每天生活都會接觸到的。道爾頓卻發現水是自然界的最大奧秘,一些物理法則,別的物質都乖乖臣服,一碰到水就成了例外。
〖嘿!那個基督徒〗
道爾頓二十五歲時,受邀到曼徹斯特(Manchester)中學擔任數學老師。當時沒有人注意
到這個風塵仆仆的年輕人,進入嘈雜喧嘩的學校,更沒有人想到這個人日後竟點燃『工業革命』(industrialrevolution)行進的火炬,改變了人類的文明史。
他給家鄉的父母寫道:『學校裏有很好的圖書館,在溫柔的燭光下,寧靜不受幹擾地看書,這裏是我腦筋最好的運動場。』學校旁邊有一個小湖,他在湖濱租間小屋,簡樸的幾張桌椅,讓學生們到此盡情地高談闊論。學生們看他經常看聖經,給他取個外號叫做『那個基督徒』。
一七九O年代以後,英國因海上貿易與法國交惡,至一八OO年期間,許多航線被法國封鎖,國內經濟大受影響。學校謠傳有些老師可能要被解聘,以節省人事支出。道爾頓一直相信他的工作前途在上帝手中,即使九年前他在學校薪水最低、職位最低。九年後,不善逢迎的他,職位是高升了,薪水仍然最低。三十四歲那年,自認為以科學研究與教書為己任
的道爾頓,被學校解雇了。這件事對他是很大的打擊。很多人認為道爾頓應該向市議會申訴。他沒有這樣做,他相信上帝會給他開另一扇嶄新的門。
〖偉大的發現〗
一八OO年三月三十日,曼徹斯特水晶日報登出一個廣告:一位老師開設『數學學屋』,要教學生代數與化學,希望有二個學生申請。結果有九個學生到道爾頓那裏,加入這所小學校。像草原的日子一樣,道爾頓又開始擔任校長、老師兼工友。
同時道爾頓也開始將他的思想成果發表在當地的學術團體——曼徹斯特哲學協會。第一篇是色盲的研究,他認為色盲的原因是眼睛的水晶體內缺乏一種物質,以致無法吸收紅光。道爾頓沒有成為醫學院的學生,但是他的研究成為醫學課本的內容。一八O四年,他發表『每個物質是基本的粒子——「原子」所組成,以氫原子作為各原子的相對原子量,能夠將所有化學原子建立一套完整的係統。』這是近代科學的重要發現,稱為『原子論』。而後他又提出『風是來自地球的自轉』,『酒精的結構有一個OH基』,『高空的極光是受地球磁場的影響』……後來很多科學家問他,沒有念過大學,又缺乏專業訓練,怎能發現這麽多理論?他說:『高度創造力的思想,有時需要醞釀在孤獨的道路上,太多的人雲亦雲,反而引人誤入歧途。』
一八一七年他被選為哲學協會的王席,並且擔任二十七年之久。
〖科學進步的動力〗
在他的數學教室裏,他用很多創意的模型機器來教物理。這些小機器不久被人認為很有用,被放大成為大機器,無意中帶動了工業革命的發展,使曼徹斯特成為工業革命的典範。曆史學家認為英國科學的進步,帶動日後的世界文明,有四個原因:自修式的學習、師徒製的教導、對科學的喜好與從事科學工作,這些可以培養一個人的個性更成熟。道爾頓的一生就是這四點的縮影。
參考書目:
Thackray,1972,JohnDalton-CriticalAssessmentsofHisLifeandScienee,HarvardUniversityPress,U.S.A.
戈達德(1882-1945年)——淩宵七萬裏/太空火箭之父
幾千年來人類有一個夢想:穿越大氣層到另一個星球去。但是夢想總歸夢想,實際總歸實際。戈達德教授卻宣稱隻要有威力強大的火箭,就可以把人射到月球去。這種分不清實際與夢想的人,科學界將他斥為異類,報紙拿他當作笑談,警察認為他是想用爆炸物破壞社會安寧的瘋子。
隻有母親相信他,把一生積蓄供給他,換取幾秒鍾火箭衝破地心重力的快速,然後『咻——嘭——』地一聲,爆炸了!什麽都沒留下來。母親臨終前那一刻,三十八歲的戈達德哭得像個孩子,『對不起,母親,我沒有把火星上的石頭帶下來給您。』母親輕輕地摸著他的頭,『孩子啊!這幾年我們不是過得很快樂嗎?媽走了之後,希望有另一個女孩出現,像媽一樣的相信你。人類終於有一天能到別的星球。』
四年後,女孩以斯帖步上了火箭研究的舞台,點點滴滴地省下每一分錢,為給自己丈夫建造夢中的火箭。『咻——嘭——』一聲,幾秒鍾內火箭又炸得粉碎,卻炸不碎這一對夫婦共同的夢。
時速一百哩、二百哩……七百哩,不斷地發射。戈達德的夢想最後有沒有實現呢?我想每一個人都知道這個答案。
〖青蛙王子〗
羅勃·戈達德(RobertH.Goddard)生於一八八二年十月五日,美國麻薩諸塞州(Massachusetts)的小城烏斯特(Worcester),家中自曾祖父起三代都以機械製造為業。喜愛機械的遺傳似乎也傳到戈達德身上。例如,小學四年級時班上同學流行養青蛙,很多孩子用個瓶子放幾隻蝌蚪就很滿足了。戈達德用電動馬達帶動水車,使水在大水槽中循環,提供夠多的氧氣供大量蝌蚪生長,不久家裏長出滿屋子青蛙。他甚至向人宣稱長大以後要經營一家青蛙農場,專門出售青蛙。這位青蛙王子小時候成績並不出色,隻有『勞作』比較好一點。
戈達德的父母很疼愛他,因為他是獨生子,而且天生體弱多病,小時候就被醫生宣稱活不久。他有天生的胃潰瘍、腎功能失調,這些在當時都是難治的病。他的父母是很虔誠的基督徒,認為能擁有孩子一天,就是神賜給他們的祝福。戈達德也是歌唱好手,從小就在鄉下教會裏的詩班唱歌。
〖氣球三劍客〗
這所教會有個傳統,每年都會舉辦一次射箭比賽,參加的人可以用任何工具、方法——用射的、丟的、扔的、拋的,甚至把箭綁在母雞身上也好——看誰能把箭弄得高,最高者贏。教會裏的大人、小孩常在想各種方法把箭射高。大人用的是臂力,小孩要贏必須靠腦力。戈達德曾經想過用腿的力量把弓拉滿,就可以射遠一點,但是那年沒有贏。又想用灌氫氣的氣球綁在箭上,但是風一吹箭亂飄,違反比賽規則——箭落下來必須是在教會旁邊的小草地上——所以箭還要控製得穩。
戈達德想出一個妙方法:用金屬鋁做氣球,就可以重得不受風影響,又可以輕得飛上去。他邀教會少年團契裏的兩個好朋友,海恩斯(Haynes)與楊格(Young),組成『金屬氣球三劍客』,開始製造這個怪兵器。這三個人成為一生的朋友,四十年後三人所射出去的不是氣球而是火箭——人類第一個超音速的機器怪物。
一八九八年一月八日,十六歲的戈達德在日記上寫著:『買了0.5磅重的鋁,嚐試去熔解它,卻熔解不掉。』以後連續十天,日記上都寫著:『鋁還是熔解不掉。』他的媽媽看到這三個孩子每天下課後,忍著寒冷的冬日,在儲藏室裏燒那一塊頑強的鋁,於是花一點錢給他們買了三尺長的鋁箔片。
不久三劍客又研究把鋁箔片製成枕頭狀的氣球。到圖書館研讀各種有關鋁的資料,邊看邊學、邊學邊做。一月二十七日,他寫著:『下課後鋁氣球製好了。勝利!』
〖鐵豬一號〗
比賽那天,大人小孩忍不住好奇地圍繞著他們三個,從來沒有見過這種方式的射箭法。
戈達德仔細地抬出氫氣桶,把管子接到鋁氣球的尾端開口。每個人的好奇都升到最高點後,戈達德打開氫氣桶開關閥,眼睜睜地看著氣球大起來、大起來……但是氣球令人泄氣地沒有飛起來——鋁氣球還是太重了!重得像條肥豬。
那天夜裏他在日記上寫著:『鋁氣球升空失敗。』他謔稱氣球是『鐵豬一號』。鐵豬一號在他心中緩緩升起,總有一天會飛上天空去的。他的優點呈現出來:很快地忘記失望,並重燃希望。
〖櫻桃樹上的白日夢〗
一八九九年戈達德的腎功能太差了,每天疲憊地躺在床上,隻好休學。這一休息就是兩年,他的同學都順利自高中畢業。這兩年發生一件事,扭轉他難過的心情,並且決定了他一生的方向。
一八九九年十月十九**在日記本上寫著:『天氣晴朗,下午兩點我很無聊,看到門口的櫻桃樹長得太高,覺得需要修剪。雖然力氣不夠,我還是慢慢地爬到樹幹上,拿起鋸子準備鋸下去。忽然我看到原野的地平線上,彷佛有個金屬氣球衝上天空去,背後噴出來的是一種氣體,從來沒有人用過的那種氣體。我一下子明白:問題不在氣球太重,而是有一種燃料還未被知道。我知道這是白日夢,原野仍如往昔般平靜。但是當我從樹上爬下來時,我深深知道,我跟以前完全不一樣了。』
夢想加上努力就成為理想,他到圖書館把以前不愛看的物理與數學搬回來,他知道要了解氣體需要物理,要知道氣體燃燒的計算就需要數學。他知道自己為什麽要讀書了。
二年後他回到學校,完全不一樣了。
一九O四年六月二十四**以高中第一名畢業,代表畢業生在台上演講,他說:『昨日的夢想是我今日的希望,也是我明日的實踐。』這-句話令他父母、放氣球的夥伴們都流下淚來。以後七年,由大學到取得物理學博土,他一直保持第一名到底。當時最優秀的普林斯頓(Princeton)大學也要聘請他去任職。
〖火箭發射〗
成功的人生絕非一帆風順。這時候他的老毛病又發作,醫生甚至宣稱他的腎壞透了,隻有兩個星期的壽命。他的氣球還沒有升高,他不能倒下來!
堅強的生命力竟然勝過疾病,休息三年,他到自己的母校克拉克(Clark)大學擔任物理學教授。一九一六年,他到各處宣講高壓混合的氣體——氧離子汽油——可以放射火箭到外太空去。這種想法太天真了,製造火箭的費用太昂貴,政府、廠家、大學都不肯資助他那個『飛到極高之處』的方式。
一九一七年某一天,他從教會禱告聚會出來,他父親興奮地跑來,握著他的手說:『恭喜!華盛頓來的電報,史密森學會:SmithsonianInstitution,決定資助你的計劃,一年美金五千元。』太好了,夢中的火箭可以發射了!他以前射出去的小火箭,已把巴家裏的儲蓄用光。甚至有一次火箭沒有往上飛,反而側向平飛出去,正中靶心,把他唯一所剩的老爺車也炸掉了。
〖喜歡快速攝影的女孩〗
戈達德一直沒有考慮結婚,因為他的身體不好,火箭的研究又很危險。直到遇見女孩以斯帖(Esther)。
這個女孩很特別,喜歡攝影,不是一般的攝影,而是高難度的快速攝影技術。當時什麽最快呢?當然是戈達德的火箭!於是以斯帖來當他的助手,把相機掛上火箭,可以連續記錄火箭發射的整個過程,這個技術成為後來人造衛星、太空梭上的必備裝置。
不久兩人相戀結婚。於是早期的火箭三劍客又多了一名女俠。他們常在荒野山穀放射火箭。當時還很少人知道這事。
〖英雄惜英雄〗
直到一九二九年,被報紙報導,全國才都知道有四個人在放射火箭。當時的報導就謔稱戈達德是『火箭人』(Rocketman)。
這件事引來了很多攻擊——火箭危害社區安全;招來很多譏笑——什麽時代了,還在作夢到別的星球。在反對的聲浪中,有一個人出來力排眾議,他的名字叫查理斯·林白(CharlesLindberg),獨自駕機飛越大西洋的航空英雄。
他拜訪戈達德,看過火箭飛行後,在報紙上宣稱:『快速的不僅是火箭,而是戈達德觀念已經超越時代,飛到未來。』林白以他的知名度,開始為戈達德募款。當錢匯入銀行時,戈達德鬆了一口氣,因為史密森學會的資助正是到那一年(1929年)停止。
〖進入太空時代〗
一九三五年五月在新墨西哥州的沙漠,戈達德的火箭已上到七千五百尺,時速七百哩,人類第一次超越音速,世人逐漸知道火箭的威力。
戈達德並沒有看到人類登上月球,他死於一九四五年八月十日。他的墓碑上寫著:『昨日的夢想是我今日的希望,也是我明日的實踐。』
他被稱為太空物理之父、火箭之父,他把二十世紀射向太空時代!
參考書目:
S.V.Charles,1969,RobertGoddard-FatheroftheSpaceAge,ScholasticBookServices,U.S.A.
帕斯卡(1623-1662年)——清楚的理性、熾熱的心/數學奇才
帕斯卡一生橫跨神學、科學與文學諸領域,有人說他是大師裏的大師,有人稱他是天才裏的天才。因為他簡簡單單地用根管子與一杯水銀,就證實了大氣壓力與高度的關係;在紙上塗塗鴨,就創立了數學上的機率論與排列組合,並開拓了三角幾何的演算空間;偶爾拚拚裝裝,就製造出人類曆史上第一部數值計算器。
帕斯卡定律,今天在理工科的書本上一定會提到它。但是在這些偉大的成就後麵,是什麽呢?是一個人走出人群的喧嘩,在一片大而陌生的曠野上徘徊,靜靜地解析問題背後的問題;『因此,我愈思想,我的思索進度沒有向前,反而愈益退後,最後退到最基礎的問題上。』
找到最基本的問題,竟是自我深處向穹蒼至高之處的呼籲。
一六五四年十一月二十三日,帕斯卡終於找到了最基本的問題與答案,但在他有生之年,
從未將這個答案與問題告訴人,隻寫了一本《默想錄》,將一生最精華之處藏在這本小冊中。
現在,讓我們一起來挖掘帕斯卡與他的《默想錄》吧!
〖喔!原來空氣這麽重〗
在法國的中部有個小城叫克拉蒙特一飛倫(Clermont-Ferrand),城外有座無名小山,山上滿布著古老的黑色大岩石,沿著小徑爬到山頂,可以看到碧藍彎曲的脫雷登河(TretaineRiver),滋潤著兩旁草綠青翠的利馬京平原(LimagnePlain),還可以看到十二世紀修建的羅馬風格教堂,在大地上矗立深思。直到今天,各地絡繹不絕的遊客、學生來到這裏,爬上小山,紀念三百多年前,帕斯卡在這裏進行一個舉世聞名的實驗『用水銀柱上升的高度證明氣壓的存在』。山穀間彷佛仍回響著,當年眾人看著沉重的水銀,在真空管內靜靜地爬上了760毫米(mm),的高度,禁不住發出的驚呼聲。
『什麽,空氣竟然有這麽大的壓力,將水銀壓上這麽高?而我們每天在空氣中活動,竟然不曉得自己身上承受著這麽大的壓力。哇!原來陸地上的人也像魚一樣,活在深深的「空氣之海」裏。』
帕斯卡答道:『因為壓力隻與深度有關。在相同的水平位置上,無論你往哪裏移動,所承受的壓力都一樣。因為壓力沒有增加或減少,所以人類一直感覺不到活在大氣的巨大壓力底下。』
這一段話就是著名的帕斯卡定律(LawofPascal)。後來的土木工程、航太工程、造船工程的流體動力學(hydraulicdynamic)與流體靜力學(hydrostatics)就是從這裏開始。
『那麽空氣壓力從哪裏來呢?我看頭上不是空無一物嗎?也看不到什麽在壓我呀!』有人繼續問道。
『空氣的壓力,來自空氣的重量,空氣的重量有52X1017公斤,很重不是嗎?因為空氣的厚度至少有五百公裏。』二十八歲的帕斯卡也是世界上第一個算出空氣重量與密度的人。如果你由低處爬到山上,或由山上走下山,你就會感覺到壓力的改變了!』
啊,看來上帝在創世記第一章中,創造空氣,並不像一般人想來是那麽『輕而易舉』的事。想想看,52的後麵加上17個零的公斤數是多大的重量啊!而這又大又重的事怎麽證明呢?很單純的一支水銀管就可以了。這就是大自然的奧妙——單純的美,而且是可以被了解的。
帕斯卡後來在《然想錄》(LesPensees)寫道:
『人類最偉大的地方,是在他能夠思想一些永遠不變的法則……有兩種人會認識上帝,一種是身處尊貴或卑微,內中常存謙卑的心;第二種是,隻要真理,不管反對的人。』
〖把數學當小說看〗
一六二三年六月十九日,帕斯卡(BlaisePascal)生於法國的克拉蒙特一飛倫。他的父親(EtiennePascal)是城裏的稅賦官,這是一個需要數學計算能力方能勝任的差事。父親對數學的喜好與對信仰的真誠影響了他的一生。帕斯卡三歲的時候母親就死了,留下他與二歲的妹妹潔克琳(Jacqueline)、六歲的姐姐潔柏特(Gilberte)。傷心欲絕的父親終生沒有再娶。六歲的小姐姐就遵照母親生前的吩咐,照顧弟弟妹妹,直到他們長大。
在孩子們睡覺前沒有媽媽為他們唱溫柔的搖籃曲,或講奇妙的童話故事,隻有爸爸用最喜愛的數學,編簡單的計算故事給孩子們讀。所以這一家小孩在成長的過程中,一直以為數學與童話沒有什麽不同。附近鄰居不久就驚訝地發現,這家三個小孩從會識字就把歐基裏得的數學課本當做漫畫書看,把數學計算當做有趣的遊戲玩。數學天才就是這樣自然產生的!
等這三個孩子進了學校,他們的數學程度已經遠遠超過所有同學,這時他們的父親做了一個重要的決定:親自教孩子數學。把這三個孩子教好,成為父親一生最重要的事業。
帕斯卡十六歲對外發表他的第一篇研究報告『圓錐體截麵的數學特性』,這是後來投影幾何學的萌芽,在幾何發展上是很重要的一篇文章。對許多十六歲的孩子,幾何仍是似懂非懂的科目,帕斯卡已創新幾何解法,找出數學公式了。
然而,這個數學天才獲得的不是掌聲,而是敵視。當時法國的哲學大師笛卡兒(ReneDescartes,1596——1650),正執數學理論之牛耳,他比一般人更早知道這個十六歲孩子的傑出之處。但是妒嫉與擔心喪失權力,驅使笛卡兒費盡全力去暗中封殺這個早熟的天才。
〖第一部計算器的由來〗
因為父親計算稅賦得不斷重複加減乘除,帕斯卡十九歲時製造了一部計算器,可以加速計算。他父親對自己孩子的已經算很解了,但是看到孩子造的這部、人類曆史上第一部的數值計算器(digitalcalculator),還是嚇了一大跳。他又依樣造了幾部,拿到市麵上去賣,很奇怪的,這麽好的東西竟然乏人間津。
帕斯卡二十三歲開始,由父親那裏接觸古聖父奧古斯丁的作品,知道『人得救是靠上帝的恩典,不是靠自己的掙紮與禁忌苦修』而開始接觸信仰。他知道上帝不是屬於當時流行的偶像崇拜,思路清晰地寫道:『偶像的崇拜是人性的自貶,』那麽,如何認識上帝呢?起初帕斯卡認為『上帝是一種哲學上的概念』,漸漸地,他發現:『當我為所犯的罪而憂傷時,哲學不能安慰我……但是有上帝的人,即使知識不多,卻有安息。』
帕斯卡逐漸開始讀聖經。一天,他讀到詩篇一百一十九篇36節:『求你使我的心趨向你的法度,』他發現無法認識上帝,是自己先給上帝設限,必須符合自己的理性,滿足自己的邏輯,才能產生信心。日後他在《默想錄》中寫道:『有人宣稱用理性證實後才能接受是真實的,但是我們能夠證實的事其實很少,例如:如何證明人知道自己有一天會死?如何證明明天太陽一定會再度升起?這種深入我們下意識的,就是一種說不出的信心。成為一個基督徒就是發現,自己有信心,因此把信心建立在真理的根基上。』這一段記述,在高舉理性過於一切的笛卡兒看來,更如針芒在背,因此更決意要打壓他。
〖生命中最珍貴的秘密〗
帕斯卡提出空氣壓力論,獲得實驗的成功,奠定了他在科學界的偉大貢獻,迫使笛卡兒與當時理性派(Rationlism)的哲學家,不得不在公開場合,給帕斯卡一些禮貌性的稱讚。但是他們在背後四處毀謗這個才二十幾歲的天才,說他是一個瘋子。因為天真的帕斯卡,竟在這些大人物麵前說了一句不知天高地厚的話:『假如這個世界都相信你,也不要太高興,因為這個世界是盲目的。』這句話讓這一批大人物回去氣得睡不著覺。
而後一**七年到一六五四年期間,帕斯卡又發表真空研究,及有關空氣重量、空氣密度、三角幾何等重要的發現。在一六五四年十一月二十三日晚上(也就是離帕斯卡憑信心接受耶穌基督已經九年之後),在帕斯卡的生命中發生了一件非常關鍵的事,成為他一生中最珍貴的體驗。他沒有告訴任何人,隻提到那天在讀聖經約翰福音第十七章時,第一次經曆到耶穌基督在他心裏。
他後來在《然想錄》中寫道:『對上帝的認知,是來自人心裏對上帝的感覺。這種感覺是出自於對耶穌基督的信心,而非邏輯……人類無法用理智證明上帝的存在,隻有藉著耶穌基督。』他把約翰福音十七章抄下來,縫在衣服裏麵,一直到死了以後,才被人們發現。
經曆了耶穌給他帶來的重生,也帶來了笛卡兒一群人對他公開的辱罵與反對,說他是『徹底精神衰弱、神經錯亂的人,才會發出這種不合理性的囈語』。帕斯卡沒有答辯,他深知理性是上帝給人明理的工具,但是理性有其極限,過了極限,就是人的驕傲了。
〖理性與心靈〗
同一年,這位被攻擊是『神經錯亂』的帕斯卡,發表了非常有名的數學理論——機率論
(Probability)。這個理論已成為今日所有念理、工、商、生物、化學等學生必修的科目。
一六五六年以後,帕斯卡開始寫《默想錄》。這本帕斯卡《默想錄》,是用科學清楚的思維方式,描述內心對信仰感觸的纖細,用短詩寫出的文體,字句中含著清晰的理性與熾熱的心靈,在文學界還是一本稀有的瑰寶,文學家伏爾泰(Voltaire)說:『這是曆史上最好的詩集。』
帕斯卡死於一六六二年八月十九日,在短短的三十九年生涯中給神學、科學與文學帶來永遠的貢獻。他終身未娶。死於胃潰瘍,死前非常痛苦,臨終前的一句話是:『我的上帝永遠沒有離開我。』
附『帕斯卡《默想錄》』摘錄
1.上帝要改變人心以前,必先改變人的意誌。上帝以完全的愛幫助人心,但是並不幫助
人自己的意誌。所以驕傲的人能夠謙卑,是上帝在人身上工作的第一步。
2.我們經常會發現,把一件困難的事情做好,最後的一個方法是:在上帝麵前,把事情
放下來。
3.真實的信仰是視人性為真實,虛假的信仰是視人性為虛幻。
4.認識上帝不認識自己的罪惡,與認識自己的罪惡不認識上帝,二者同樣危險;因此,
上帝必須向前者隱藏,向後者顯現。
5.人是何等的虛空,人為芝麻小事難過,為芝麻小事快樂。
6.智慧引導我們回轉像小孩。
7.獲得權力的方式,如果是追隨眾人的喜好,而非公義的原則,那麽愈有權力的地方,就愈找不到正直的人。
8.輿論不像權力能夠管理世界,但是輿論能夠監督權力。
9.錯誤的敬虔是隻要平安不要真理,或是隻要真理不要愛心。
10.信仰偏差的兩大主因:經文過度拘泥字句,把萬事過度靈意解。
11.一個人如果宣稱,對上帝必須理解清楚才能相信,那他將永遠無法有真正的信心。信仰
有些地方,不是知道,而是內心深處對上帝的體會。(張文亮譯)
參考書目:
BlaisePascal,ThePensees,1989,publishedbyMultnomachPress,editedbyJ.M.Houston;IntroductionbyOsGuinness,TheMindonFire.
史托克(1819~1903年)——時光列車/數學大師
『史托克』這個名字很多人知道,土木工程的學生知道粘滯流體力學有史托克定律(StokesLaw);數學係的學生知道在向量分析裏有史托克原理;物理係的學生知道在光學裏可找到史托克效應;地質係的學生知道對於地球重力場的研究,史托克貢獻良多。
這麽傑出的科學家,卻很少人知道他竟在生命的琴鍵上直敲那一鍵高音,想聽聽自宇宙、人群、宗教、諸哲學中,會不會響起一聲共鳴?
他說:『我愈來愈害怕,如果沒有上帝,就沒有未來,那麽在時間無窮的列車裏,我將置身何處?』他幾乎要惶惑地終身流浪在諸神的殿宇中了,直到有一天發現:『聖經上所說的救贖像是一把鑰匙,開了自我禁錮的心門,猶如射進黑夜中的第一道光芒,使我心不再需要痛苦的掙紮,從今以後,耶穌基督在哪裏,我就在那裏。』
史托克從此轉而成為十九世紀熱心辨明福音的科學家。
〖蟑螂的遊泳課〗
如果要到蘇格蘭,除了聽聽草原傳來的風笛,也要看看美麗的斯萊哥(Sligo)海灣。藍天碧海擁抱白白的沙灘,沿著海岸520公尺高的達梯(Darty)丘陵,像道優雅的拋物線,緩緩滑入海洋。海口的加拉弗格(Caravogue)河彎彎曲曲地留下兩岸的淺塘,讓遠自大西洋歸來的鮭魚,溯著這條天然魚梯回到內陸。十三世紀登陸的諾曼人在丘陵高處留下古堡,英王詹姆士一世在古堡內設了學校。
『老師,我有問題。』
老師聽聲音,就知道是那個最愛問問題的學生史托克。
『什麽問題?』
『老師,如果一隻蟑螂掉到油裏麵,它該怎麽遊才能遊出來?』
好惡心的問題,午餐在肚子裏分泌酸水了!老師臉色不悅地答道:
『怎麽遊?拚命地遊。』
『老師,我看到拚命遊的都淹死了,蟑螂和蒼蠅都一樣。』
『容易!那是油的表麵有很粘的阻力,』老師回答。
史托克說:『那麽在很粘的油裏遊泳,是不是動作愈有規律、愈緩慢,反而能減少阻力,遊得更快!』
老師想要把問題封殺掉:
『閉嘴!上課專心一點,這裏不上蟑螂的遊泳課。』
『但是老師,如果蟑螂這樣子遊,可以遊得更好。』史托克邊說邊站起身來,兩腳固定,兩手像蛙式的展開,惹來全班哄堂大笑。
老師的臉變成豬肝色了,怒聲斥道:
『你是在搗蛋不是?這樣有問題的學生,虧你爸爸還是村裏的牧師。』
史托克的頭低下去了。『牧師的孩子應該最聽話、做好榜樣才對,哪能像你這樣子。你爸爸能教訓別人,為什麽就教不好你?』
『我……我……』史托克伏在桌上哭了。他隻想知道蟑螂怎麽遊泳,沒想到別的,難道信耶穌家庭的孩子,就不能有問題嗎?
當時的老師怎想得到,那個看似找茬的問題,竟是流體力學的關鍵。能回答那個問題,才能解決深海潛艇的結構問題,以及高空飛機的機翼設計問題。
〖半夜嚇醒人的問題〗
這個牧師家的孩子就是史托克(GeorgeGabrielstokes),他一八一九年八月十三日生於蘇格蘭斯萊哥海灣邊的小村裏。因為大家都以信仰來責備他,所以他從上學後就反對父親的信仰,他的父母為此深感難過。他們常為這個孩子禱告,但是他不肯去教會,也不肯讀聖經了。
不久,史托克以優異的成績進入劍橋大學。當時的劍橋大學彌漫無神、反神的色彩,史托克認為這是尋求真理的圈子,到處上無神論大師的課。當時劍橋也有一批基督徒學生常常為同學禱告,但是史托克拒絕與他們在一起。這時父母的信仰能在他心裏留下印象的,就是那一句他常自問的話:
『在時間無窮的列車裏,我將置身何處?』
他在日記中寫著:『半夜我被嚇醒,因為夢到自己死了。我並不怕死,我怕的是死了以後,在永恒不斷的時間洪流裏,我在哪裏?』
無神論的老師笑他:
『這種思想是基督教留給你的遺毒,別去想就是了。』
史托克卻認為:
『這種思想是人對永恒價值的思索,是一種發自內心的警訊,告訴人,人並非死了就完了,而是有……唉,有什麽呢?對了,是不是父母說過的,有永生?』
一八四九年,史托克發表非常有名的『顆粒沉降理論(SementationTheory)』——水中懸浮的顆粒,受重力而向下,受浮力而向上,最後會趨於平衡。同年他成為劍橋大學教授。
一八五一年,他發現石英與玻璃看似一樣,用紫外線一照,石英可透過紫外線,玻璃卻隻能透過可見光,無法透過紫外線。這個發現使他成為英國皇家科學院的會員。
一八五二年他用向量(vector)與流線(streamline)解釋水的運動情形,並且發表地球磁場的變動,成為一位非常著名的科學家。成功沒有衝淡他對生命問題的追尋與思索。在別人看來他是科學大師,他自己知道,他不過是諸哲學宗派、宗教門外的乞丐——尚且不知道自己要往哪裏去,如何告訴別人要往哪裏走?
〖流浪在諸派學說裏〗
史托克愈追尋那輛困惑他的時光列車,就愈走向小時候父母告訴他的信仰——耶穌基督。
他走過無神論,說『人類生命不是完全依靠機械、生物就能說明的』;走過多神論,說『那是人性中驕傲的膨脹』;走過唯物論,說『人有自由意誌,證明不是隻屬於物質』。
有人對他說:『死前再談這個問題吧,現在好好賺你的錢與名!』他回答:『人死前大部分是昏迷與痛苦的,那時不易找到答案。』
有人說:『人死了就沒了。』他回答:『那為什麽人會有良心的警戒呢?顯然人的存在是為了一個更高的、更遠的標準。』
有人說:『上帝,可能有也可能沒有,人是不可能知道的,沒有什麽是絕對的,所以人活著就是享受今天,不管明天。』他回答:『不!人心深處有絕對的觀念,證明宇宙有絕對,l加l就是等於2,不會或者是1或者是2。』
有人說:『達爾文的進化論就是一切的答案。』他說:『生命科學不是單單屬於生物學。物理、化學、數學……也是生命的科學。單一論點無法描述萬物的奇妙與起源。』
有人說:『你如果認為有神,那神在哪裏,叫他顯個神跡給我看,我就相信。』他說:『如果一個人離開神,而要去找神跡,這是沒有意義的矛盾。必須先找到神,才能遇到真正的神跡。』人家反問他了:『那麽神(或上帝)是誰?你說它是誰呢?』
〖那一滴油!〗
史托克回到最基本的問題了,他如果不能說『是耶穌』,他就會像哲學家一直反反複複地繞下去,成了徒有智慧之名卻沒有答案的人。他重新拾起小時候的聖經。有一天讀到約翰福音第三章16節:『神愛世人,甚至將它的獨生子賜給他們,叫一切信它的,不至滅亡,反得永生。』
史托克在日記上寫道:
『我的頭腦像是一把生鏽的鎖,這一句經節,我過去聽了好多遍都沒什麽,今天好像有一滴油滴進鎖裏。這句經節像是把老鑰匙,輕輕一轉,啊,我的問題全開了……我知道那一滴油就是聖靈的工作!』
史托克成為一個基督徒了。他與另兩位基督徒科學家,馬克士威爾(JamesClarkMaxwell——創立著名的電磁場理論)、卡爾文(WilliamThomsonKelyin——絕對溫度K就是來自他的姓)三人在一八五O至一九OO年間,是最熱心傳福音的基督徒科學家。
〖成為文字宣教士〗
重拾信仰的史托克在劍橋大學投入學生福音事工,常常在校園裏禱告,漸漸扭轉劍橋的無神氣氛。十九世紀中期有許多劍橋的學生,信主後經曆了生命的更新,帶著滿腔傳福音的熱忱到世界各地傳福音。這些學生成為宣教土後仍與史托克教授聯絡,他就為這些宣教士寫了許多福音小冊子。還沒信主前,他是問題最多的人,認識主以後,他成為最會解答問題的
學生聚會講員。
在無神論哲學家休謨(DavidHume)的哲學觀橫掃英倫三島時,史托克就起來與休謨力辯,好高舉福音真理。當達爾文來找他時,他即對達爾文傳起福音。
史托克晚年加入英國海外宣道會,專寫福音策略與問題解答,例如:他寫-本《多妻文化中基督徒的布道事工》(OnPolygamyinConnectionwithChristianMssion),建議在多妻文化的異邦中,人信了主以後不要休掉多妻,免得妻子成了**;信主以前嫁為人妻,信主以後仍要持家負責;對尚未結婚的,則要遵守一夫一妻製。
〖宇宙是如何產生的?〗
一八八五年,史托克成為英國科學皇家學會會長。他由創世記第一章論宇宙的形成,寫道:
『聖經不是一本科學的書,所以不是用科學的匯整、分析手法來寫(如果照科學手法來寫,上帝造螞蟻,螞蟻又有好多種……光是百萬種昆蟲的名稱,創世記第一章可能好久都讀不完)。聖經是一本讓人認識宇宙間獨一真神的書,是一本上帝的啟示,所以在次序上也有科學的合理性。
『根據創世記第一章,宇宙的形成是在宇宙裏有一大堆的塵埃,混沌沒有形狀,黑暗沒有光。有一個我們不知道的科學原因,使這些塵埃逐漸凝聚成為星體,有些凝聚很慢而且不冷卻的,就成為發光的星體,如太陽;有些凝聚快、冷卻也快的,就成為不發光星體,如地球。地球形成以後長期沒有生命,地質的化石顯示生命的開始是突然的,就如創世記所記:說有就有了。就像有些物種(如恐龍)的消失也是突然的。上帝不斷介入地球上生命的改變,所以在創世記第一章裏,有第一日、第二日……
『為什麽一定是上帝的介入呢?因為所有的科學沒有辦法創造這樣複雜的世界……創世記裏的一日並非二十四小時,因為前幾日還沒有太陽。上帝創造第三日可能不長,那是地球生命的開始,第四日可能更快,地球大氣的塵埃已經完全沉降大地,萬物都可以受到太陽的照射。』
人類愈了解宇宙的形成,就會愈發現創世記第一章的正確。
最近(一九九五年)科學家放在外太空的哈伯望遠鏡,就看到好幾千年前星星的產生,是一大堆的塵埃逐漸凝聚成為星球的照片,太空總署的科學家興奮地說:『好像看到了創世記。』
史托克死於一九O三年二月一日。這位一生追求時光列車的科學大師,因著在基督裏的信仰,不再懼怕死亡,死前說:『聖靈能帶出上帝話語的能力,能在人心產生一個活潑的生命(livingbeing),此一切思想更深,能超越死亡、超越時空。等我再有知覺時,我將站在上帝的審判台前。』
參考書目:
Wilson,D.B.,1987,KelvinandStokes:AcomparativestudyinVictorianPhysics,J.W.ArrowsmithLtd,Bristol.
吉布斯(1839~1903年)——天才與白癡/熱力學大師
你曾否夜裏一個人,走到屋外或是海邊,看到滿天的星鬥,明亮又不可計算,啊,宇宙太偉大了!
科學家愛因斯坦曾經說過一句話:『宇宙最大的奧秘,竟是它含有一些不變的法則,能讓人類去了解它。』
本文敘述一個科學家,一生遭遇許多悲慘的打擊,卻因著對耶穌基督的信仰,與對數學物理法則認知的熱忱,給人類帶來傑出的貢獻。
你如果在課本裏讀過吉布斯自由能(GibbsFreeEnergy),這就是他。有人說他是天才,有人說他是白癡,你說呢?
〖一個奇怪的問題〗
『不知道你有沒有想過這個問題,』吉布斯(JosiahWillardGibbs)教授站在『數學物理』的教室裏,對整間耶魯大學的高材生問道。
學生們都坐直身體,拿出紙筆,準備全力應付這門號稱是『耶魯大學最深奧』的一門課。大家心想這個問題一定會把黑板整個塞滿數學符號,讓大家抄得兩手發酸。
滿發灰白,一臉皺紋的吉布斯走到教室邊,好奇地望著天上的白雲好一陣子,彷佛那朵白雲很特別似的。他緩緩地說道:『你們都知道熱水吧?』大家都點點頭,有一點莫名其妙。
又問道:『那冷水呢?』
大家也知道。
『那麽如果把一杯熱水靠近一杯冷水,會怎麽樣?』
有人忍不住笑出來:『變溫水啊!』
吉布斯把頭轉過來:『為什麽?』
有人答道:『熱量由熱水傳到冷水啊!簡單!』
『是嗎?冷水為什麽不把熱量傳給熱水呢?』
『教授,如果是這樣,冷水就愈來愈冷,熱水就愈來愈熱,這不合理嘛!日常生活經驗不是這樣啊!』
真不曉得最高學府還在討論幼稚園的問題。吉布斯揚一揚眉毛:『不要跟我談經驗,要談道理。為什麽熱量就必須依循這個「固定方向」,由熱水傳到冷水呢?』
『方向?』
『是啊!我再問,為什麽熱水與冷水相遇就會成為二杯溫水,兩杯溫水就不會自己成為一杯熱水、一杯冷水?』大家一臉的迷惘。
『我再問,一塊木頭被火燒了,就成為水、氣體和熱量,那為什麽沒有人能把氣體加水、加熱量又反應成那塊木頭?我們所經驗的宇宙,是不是一直依著一種固定的方向,在進行各種物理的作用或化學的反應?也許大家說這是經驗。那還無法滿足我的問題。我相信這個背後有個原理,有個變因。』
吉布斯在黑板上寫下"entropy",『我想這個宇宙事物發生的方向,除了基本的能量(energy)、溫度(temperature)、壓力(pressure)、體積(volume)以外,還有這個亂度(entropy),是解釋反應進行方向由低亂度往高亂度方向進行的必要因子。』
這位教授不是一個神經病,而是被公認為十九世紀美國最偉大的數學物理學家。他有天才的頭腦,卻常在思索些白癡般的問題。
〖多病的孩子〗
吉布斯生於一八三九年二月十一日,美國康乃狄克州(Connecticut)的新哈芬(NewHaven),這裏是耶魯大學的所在地,他家就在耶魯大學旁邊。
由於從小經常生病,臥病在家的時間比在學校上課的時間多,他的整個童年到少年時期幾乎沒有朋友。生病使他個性退縮,也不會打球、社交,唯一的戶外活動就是到附近的小山,一個人在清新的空氣中慢慢地獨行,這有助於他的肺部,也使他養成善於思考的好習慣。
他的父親是耶魯大學古典文學係的教授,母親更是來自著名的學者世家,幾代的祖先都是大學校長。因為缺課的時間很長,他的父親就教他拉丁文,母親教他數學,成為他最好的老師與朋友。
他母親的教學方式非常特別,喜歡問他問題,然後不時的提示,帶他一起觀察、計算、思考,直到找到答案。例如問他:
『樹幹的形狀怎樣?』
『是圓形的,媽媽。』
『真的,你量過嗎?』
『沒有,不過我覺得是圓的。』
『覺得?要不要一起量量看啊?』……
『你看真的不是圓的嗎?』
『恩,不完全,不是嗎?為什麽是這種形狀?』
跟媽媽一起學數學,永遠是一把開啟自然秘密的小鑰匙。
〖家庭變故〗
可惜爸媽不能陪他很久,在他進入耶魯大學工程係不久,家裏慘遭不幸,一下子奪去了他爸媽與二個妹妹的生命。他痛苦萬分,孤單的生命更孤單了。
耶魯校園小徑上,一個瘦高的年輕人經常在紅楓葉下獨步。從此他更成為一個很少說話的年輕人,後來的科學家常抱怨,如果當年吉布斯多說點,今日熱力學也許就不會這麽難讀了。
不久耶魯大學的小教堂裏,多了一個沉默的人,他經常一個人長時間在裏麵安靜禱告。孤獨的思想與多病的身體、家庭的不幸,這些到底沒有使他倒下去。如果他對生命絕望,也許今天我們的課本,還沒有條理這麽完整的向量學、矩陣運算、動力學及熱力學(特別以熱力學為最)。科學上的『動』與『熱』來自他的『靜』與『冷』。雖然父母保護他、陪伴他
會受時間長短的影響,但是上帝的保守與同在是比父母更長久的。
〖齒輪的幾何〗
吉布斯慢慢由痛苦的深淵中爬出來,他繼續讀書。在大學裏保持數學的優異,使他在工程係裏更駕輕就熟。一八六O年代美國開始建造橫越大陸的鐵軌,火車運輸的發展一日千裏,也帶動美國西部開發的繁榮。
火車的啟動與刹車掣輪都需要各式的齒輪帶動,吉布斯立刻發現到齒輪的設計需要幾何學,使得齒輪間更密合,轉動間更減少磨擦的阻力,不僅減少燃料,也使火車在快速行進下緊急刹車時更為安全。
一八六O年代,除了運輸工程的發達外,美國的教育也蓬勃發展。教育被視為國家潛力最重要的投資。過去的教育都是小學畢業者教小學,中學畢業者教中學,大學畢業者教大學。這時觀念改變了,教育是那麽重要,必須大學以上才能教中、小學。那麽誰來教大學呢?就需要有更高的博士訓練。這成為『博士』教育的關鍵。吉布斯認為大學教育工作給他提供更多更自由的思考空間,就繼續接受更高的教育。一八六三年,他以『幾何學研究設計火車齒輪』獲得博士學位,是美國曆史上的第一位博士。
〖不支薪教授〗
火車齒輪的改良研究,可以給他帶來財富與名氣,但是吉布斯對於這個『熱門』的工程應用就隻到此,他思索得愈深就愈回到一些傳統物理學上基本需要突破的症結點上了。
『如何描述功(work)與熱量(heat)的關係?』傳統牛頓力學對熱的問題幫助不大,需要另外的切入方向。吉布斯在耶魯大學教了三年哲學,覺得周圍環境無法給他解決問題的幫助,就離開耶魯。帶著所剩的二個姐姐安娜(Anna)與茱莉亞(Julia)到歐洲去,一麵再學、一麵可以使一家人仍在一起。
吉布斯在巴黎、柏林、海森堡各一年,浸淫於各種關於『熱』的物理與數學中。這門理論在歐洲才稍具雛形,是屬於非常冷門的領域。
等到吉布斯回到耶魯大學,才發現學校已經把職位給別人了。這三年來他太注意學問,忽略了行政與交際。後來耶魯勉為其難給他一個『數學物理』教授頭街,但是沒有任何薪水。吉布斯竟然同意接受這種委屈的待遇。在他認為,『大學的可貴在提供他一個自由思考的地方』。整整九年,他在大學裏沒有拿任何薪水,隻靠父母存留的一點積蓄過活。
〖冷暖人生〗
這九年期間吉布斯發表了三篇熱力學的經典之作。他把這三篇寄給世界各地一百四十七個物理、數學的科學家,請他們提供意見。幾乎所有人都讀不懂他的理論,也不知道吉布斯是何許人。吉布斯對各種學術團體發表研究的會議都沒有參加,不擅交際又愛深思的個性,使他在現實的社會裏,幾乎是不存在的邊緣人。這種沒有名氣的文章,有誰肯花腦筋去讀
呢?
有!而且是當時最傑出的科學家,電磁學大師馬克士威爾(ClarkMaxwell)。他深深地讚賞吉布斯的文章,於是登高一呼:『這個人對於「熱」的解釋,已經超過所有德國科學家的研究了。』這時大家才恍然大悟,回頭從紙屑堆中找出這三篇文章,好好的研讀。
這時在巴爾的摩(Baltimore)城剛成立不久的約翰·霍浦金斯(JohnHopskins)大學,發現吉布斯是個大師級的人物,趕快聘請他。耶魯大學才想起這位九年沒拿薪水的老師,給他隻有約翰·霍浦金斯大學三分之二的薪水留他。念舊的吉布斯還是留在耶魯,接受那薪水比較少的工作。
如果由金錢的角度來看他-生的行為與決定,會覺得他是神經病,或是落伍不合時代的人吧!
在學生眼中,他是一位奇怪的教授。常常看到他坐在書桌前,一動不動的看著前方黑板良久;有時在黑板上寫下一些數學式子,又回到書桌前喃喃自語一陣;不然就是低著頭到處慢慢的走著;學生如果問他一些沒有自己事先想過的問題,他常『哼』的一聲不回答。他認為『老師不是用湯匙喂學生,而是像磨刀石磨練學生的思考更精確』,他隻接受想過的問題。
〖數學是什麽?〗
吉布斯認為『數學是一種語言,學數學的目的在幫助學生,能夠以這種語言與自然有更精確的對話』,『數學不是解題技巧,而是在觀念的推行』,『學習數學在乎專心』,對於數學的喜愛是因為喜愛真實,數學不容許有含糊的東西,沒有急促的結論。如果真理是個靶,在數學的世界裏含糊的推論絕對射不中真理的靶心。在學習數學的漫長時間裏,不像政治或是商業,需要人去宣傳。數學隻要是對的,就是對的。
吉布斯死於一九O三年四月二十八日。他的學生們遵照他的吩咐,在耶魯的小教堂裏為他朗誦幾段聖經,唱幾首他所喜愛的詩歌。他終身沒有結婚,全付心力去探索數學、熱力學的美,與教授耶魯大學的學生。
參考書目:
R.J.Seeger,J.WillardGibbs-menofphysics,PergamonPress.
伽利略(1564~1642年)——力挽狂瀾的真理鬥士/天文物理大師
如果有人要提出基督教是如何迷信或是反科學,最常被提出來的代表人物,就是伽利略。這位十六世紀的意大利天文物理學家,以望遠鏡的觀察結果,證明地球是繞太陽轉動而聞名於世。台灣市麵上至少有一打以上不同的偉人傳記,都提到伽利略為了堅持他的天文發現,而被當時的羅馬天主教會**。伽利略被刻畫成教會無知的等號,被高舉成用科學反對信仰的象征。
我仔細地看過每一本伽利略的傳記,發現每一個提到伽利略反對教會的說法,都是引用別人的說法,而不是伽利略親自說的,因此都不能代表真實的情況。本文除了對伽利略生平簡單介紹之外,主要以伽利略自己所發表的第一手資料為主,而不加上別人任何詮釋。這些原始資料,收集在一九五七年德雷克(StillmanDrake)所編撰的《伽利略的發現與見解》(DiscoveriesandOpinionsofGalileo)一書。本文的目的,在給讀者看了伽利略本人的發表,再自己判斷伽利略是不是一個反對信仰的人。
伽利略(Galileo)生於一五**年二月十五日意大利的此薩(Pisa)。他的父親是個布商,也是業餘的音樂家。伽利略很小就受音樂藝術的薰陶,也學習繪畫。他的繪畫能力,對於以後觀察天文後能準確的描述很有幫助。要上大學的時候,他的父親希望他能學醫,以後能過較好的生活,但是他對當時大學奉古希臘名醫伽利(Galeon)的作品為經典感到厭煩,轉而學習較感興趣的應用數學。
他喜歡作實驗,去驗證所學的理論。二十五歲時,他成了比薩大學的數學教授。當時他做了個有名的實驗,自比薩斜塔上丟下兩個不同重量的東西,結果同時到達地麵,證實了當時亞裏斯多德的理論不一定全對。他在二十八歲時,到意大利北部的帕度亞(Padua)大學,教授天文數學,這期間他製造了一台羅盤,是以對數為單位的,這個發明成為商品賣給航海的船員。他為了教船員如何操作羅盤,開始用很淺顯的文字去介紹這個儀器。日後當他發現地球轉動理論,由於這個寫作的本領,使得全歐洲的老少婦孺都可以讀懂他的發現。
一六O九年在天文學的發展上,是關鍵的一年,德國科學家開普勒(Keple)著書講解天體的運動,接著同年六月荷蘭光學家力普照(Lipperhey)發現二個凹凸鏡片可以做成望遠鏡。伽利略知道後立刻著手改良,自製一台可以放大一千倍的望遠鏡。
〖引起軒然大波〗
伽利略在『星夜的差使』(TheStarryMessenger)一文中寫道,他起初拿起望遠鏡看天上的星象,是為求證數學的美與單純,沒想到一個嶄新的視野為他展開。他是第一個清楚地看到銀河、木星的衛星、太陽的黑子、土星及金星的人類。更重要的是他看到月亮表麵的陰影,經過仔細地觀察,他認為那是地球擋住陽光的影子,而月亮表麵有規則的殘缺,等於是留下地球不同方向繞太陽的記錄。這個結論一發布出去,立刻讓歐洲沸騰。不久反對洶湧而來。
整個反對的關鍵在於:當時意大利教廷人士認為伽利略的理論,違背了教會的信仰。當時羅馬天主教除了聖經以外,也認為中古世紀的教父理論,是教廷的認定信條,所以采公元二世紀希臘天文學家托勒密(Ptolemy)的『天動說』——即地球寂然不動,動的是太陽。伽利略卻認為,他的發現可以解救教廷脫離錯誤傳統的教條,他堅持隻有聖經才是無誤的唯一權威,於是挺身而戰,他在『給公爵夫人克裏斯蒂納的信』(LettertoTheGrandDuchessChristina)中寫道,他的發現是『削平了崎嶇的道路,給要認識聖經的人展開了一條大路』。
他對反對他的教廷人士辯稱:『有人指控我的發現是暗示聖經有錯,我卻認為我在物理上的精確研究,更是印證聖經的準確性……可是有些不懂天文的學者,以自己無知的詮釋,來封閉別人對聖經更深認識的道路,而且不準別人提出對他們詮釋聖經的質疑。可是人都是有偏差的。因此,隻有相信聖經是絕對真理的人,才有勇氣對世界上任何偉大的理論提出
挑戰!』
〖聖經是絕對的真理〗
『對我來說,地球繞太陽是很明顯的,神已把太陽擺在天空(創:17),而地球在太陽的外麵,很簡單的,地球勢必繞一個神已擺好位置的太陽旋轉。』有人說每日看到日出日落,所以是太陽繞地球轉,伽利略反駁道:『這像人坐在行駛的船上,不覺自己在動,反而以為海水在動。』
有人宣稱伽利略是異端,伽利略寫道:『這是毀謗臨到我,因為他們知道我對信仰的重視,而要傷害我……宗教如果是忽略事實,而隻以自己的信心,去堅持自己的解釋,我認為這種信心隻是一種魯莽的無知,而非聖經裏真正的信心……我們知道真理不會互相抵觸,所以如果物理的理論是正確的,所得的結果必定由正確的認識聖經得到印證。所以物理足聖經的詮釋者。』
『有人說聖經裏不是多處提到太陽繞著地球轉嗎?(如詩:三3)聖經既然無錯誤,那提出地球繞太陽的我,是真的相信聖經無誤嗎?我相信聖經是無誤的,但是並不是說聖經的每一句話都是人所能了解的,聖經裏有些是用淺而易懂的方式來表示,但是裏麵有深奧的含義。例如:聖經提到神的手、腳、眼目,這並不是神像人-樣有手有腳,而是給人知道神的能力與眷顧。所以用太陽繞地球是為了讓-般人以日常的經驗,來了解神的作為……事實上聖經也有多處提到地球是被懸在空中(伯:二十六9)而且是神讓地球移動,而太陽不移動,(伯:九6-7)所以聖經為了讓許多人認識神的作為,以致所用的字句此其背後的意義要淺顯很多……就如聖經所記:上帝從始至終的作為,人不能參透(傳:三11)。』
『神的作為人所能知道的,原來是在神所創造的大自然裏(羅:-20)……所以大自然的法則是不隨時間而改變的,但是這些法則不是-般人所知道的。物理學家的任務就是去認識大自然隱藏的法則。因此,我相信創造天地的神,賜給我們感官、理智、聰明是有目的的,要我們去用,以獲得更多的知識……以幫助人,對神有更真實的認識。』
〖如同大槌敲醒〗
『神的作為除-了顯現在大自然以外,更細膩的是:藉著聖靈感動神的仆人,寫在聖經上。因為人藉著物理來認識神仍然是有限的……神知道人無法用科學或其他任何方法來更明白神,於是直接藉著聖靈來說……所以聖經不是告訴我們世界上所有的事情,例如沒告訴人天體運動的理論,這是人自己要用智慧去尋找的。聖經是告訴人,人的智慧不及的地方——尤其在救贖方麵。在人智慧不及之處是需要用信心去接受的。所以聖經是告訴人,如何
藉著救恩到天國的途徑,而不是在講解穹蒼中的星球是如何運轉……神是藉著大自然去彰顯它的工作,而藉著聖經來啟示它自己。因此一個科學家應該同時喜好聖經與享受大自然。』
伽利略的見證,在那個時代裏,如同大槌敲醒很多人,使他們對於真理有更多的深思,他的作品裏明顯的顯示他對聖經的了解,與對真理的清楚。這些作品雖然在當時仍在教廷的管製之下,而伽利略也擅長期的禁足。但是真理是無法被關閉的,前進的號角仍往前去,不久物理大師與虔誠的基督徒——牛頓,自英倫海峽的對岸也響起了。
伽利略死於一**二年(正是牛頓誕生的那年)。他對科學的貢獻在人類曆史上將永垂不朽,而他對聖經真理的持守,在天上將永被記念。
參考書目:
TranslatedwithanIntroductionandNotesbyStillmanDrake,1957,DiscoveriesandOpinionsofGalileo,AnchorBooks,publishedbyDoubleday,U.S.A.
雷多諾(1888~1969年)——移山倒海是我的事業/世界推土機大王
道格拉斯A——26型轟炸機在航空母艦的甲板上怒吼,領航員焦急地詢問指揮官:『轟炸任務完成以後,在法國的降落地點真的有一個機場嗎?』將軍史巴茲(Spaatz)肯定地答道:『有的,那裏有一個機場在等著你們。』『但是在地圖上那是一片森林啊!』領航員不解地問道。史巴茲的回答成為二次大戰的一句名言:『雷多諾的推土機能夠在一夜之間,將森林掃成飛機場,雷多諾推土機的前進快到連我們軍隊都趕不上了。』
一部雷多諾推土機相當於一千個工兵拿圓鍬挖上的工作量。二次大戰期間,有多少部雷多諾推土機在替盟軍開路呢?二萬九幹部,包括替中國軍隊築出有名的滇緬公路與雷多公路。這種快速的機動性,成為盟軍戰勝德國、日本軍隊的關鍵之一。
雷鄉諾(R.GLeTourneau)設計、建造的推土機,一直是世界公認的最佳機器,用來建設重大工程,像美國的胡佛水庫、穿過巴西亞瑪遜森林的高速公路、巴拿馬的運河、北海鑽油平台的搬運、北非叢林的木頭運送、南極的冰雪火車等。他建造的每一部機器,立刻成為美國通用、日本三菱等公司效法模仿的對象,被公認為二十世紀起重機械的權威。
〖超級大笨蛋〗
這位傑出的機械-工程師,隻有小學畢業,家境貧窮,創業期間,還破產二次,後來建立四千四百人以上的跨國重機械廠,對於推土機與起重機有革命性的改良。他的-生多彩多姿,比推土機所壓過的道路更高潮起伏。
這麽傑出的工程師,在念小學時卻有一個『超級大笨蛋』的外號。正如老師向他爸爸的報告:『這個孩子不適合接受教育,有妄想症,整天都心不在焉。上課時,眼睛老盯著外麵的小鳥發呆;叫他去洗窗戶,他把窗戶打破了;罰他掃地,教室牆壁被他撞掉一大片水泥塊。』這個寶貝兒子,就是不知道在想什麽。去當報童打工,每次送完報,袋子裏總多出四、五份報紙,不知道又忘了哪幾家沒送。叫他去砍點柴,他砍砍,把鄰居的木頭籬笆也砍了。叫他去擠母牛奶,他把乳牛當野牛騎,差一點把牛給嚇死,奶也沒擠到。雷多諾的兩個哥哥、一個姐姐都很會念書,一直念上去,沒想到有這種弟弟。
爸爸問他在想什麽,他說:『沒什麽,我常覺得我是森林裏的大熊。』『所以呢?』『所以在教室裏找不到蜂蜜吃。』小學畢業後,雷多諾到鐵工廠當學徒,也許那是最適合他的地方。
〖機械嬰孩〗
希爾鐵工廠的老師傅說,最近工廠裏來了個愣小子,一邊拿鐵鏟送沙子與鐵砂進入高溫的鐵熔爐,一邊在汗水中喃喃自語:『長大的孩子不怕苦,長大的孩子不怕苦……』
老希爾(Hill)知道這個加倍辛勤小子的後麵,有顆受傷的心。他自以為什麽都不會,所以隻好靠蠻力來工作。一天,老希爾走到這個愣小子的旁邊,用手壓住他的小鏟,對他說:『在鐵工廠做事不是隻靠用力苦幹,而是要靠技術。』『什麽是技術啊?』『技術是使你做事更有效率的方法,例如你用長柄鐵鏟,就此現在的小鐵鏟更快更省力;如果你懂得用蒸氣機來輸送鐵砂,效率會加倍的提高。有效率的結果,會使你有更充分的時間做更重要的事。』『但是蒸氣機看來那麽巨大,好可怕!』『那是因為你不懂。再大的重機械,如果你了解它,會發現機械不過是人類的嬰孩,機械的不同發聲,像小嬰孩的舒服快樂聲或是不舒服的哭泣聲一樣。』這一段話把這個自卑的孩子,送上學習重機械之途。
〖威尼斯輕舟號〗
兩年後,加州機械展,參加的機械都是來自世界著名的廠商,隻有一位默默無名的小子,造了一部奇形怪狀的東西,要仔細看才知道是部『小麥收割機』,構造好像不是給農夫開的,而是給特技演員當道具用的。在眾人的驚訝中,有個愣小子跳上去,發動引擎,這部叫『威尼斯輕舟號』的收割機,真的可以動起來。那次展覽的結果,沒有一個農夫敢買這部怪機械,不過雷多諾終於得到第一個肯定,得了個機器設計獎。
從此雷多諾對於重機器設計與製造,愈來愈感興趣,不僅晚上經常睡在引擎上,他說:『我每一天都要去開車,我愛引擎聲,城裏汽車的排氣管一出聲,我不僅能分辨那是福特、別克或其他品牌,也能分辨那是幾年份出產的。我哪一天不摸機器,就會生病。』
在城裏,大家都知道,那個全身汙黑油膩的小子,能夠在三個小時之內,將一輛摩托車拆開又拚裝起來。
〖嶽父大人是無法征服的山〗
加州的史脫肯(Stocken)是當時農業耕耘機的中心,有-天銀行前飆來了-輛摩托車,下來-個牛仔:『老板,我想貸款二萬元(美金),成立一家推土機製造廠。』『你用什麽來保證貸款?』雷多諾把多年來沾滿油汙的手舉起來:『用我的雙手。』經理瞧了雙手後,雷多諾推土機廠誕生了。就像他小時候的夢想,這隻森林裏的大熊,一躍成為古代的裝甲武士,帶著成千上百輛的重型推土機,轟隆轟隆地出去,在落日狂沙中征服-座座的高山峻穀。
不久,他就遇到一座無法征服的大山,那就是養馬大王皮得遜(Peterson)。『什麽爛機器,哪裏比得上我的馬,用來耕種、搬運最可靠,叫那個小子來,我給他上一堂課。』皮得遜狂吼道。就這樣,雷多諾去拜訪了皮得遜,並且被罵得焦頭爛額,但是很奇怪,雷多諾還常常去挨罵,甚至有五年之久。原來皮得遜罵什麽,雷多諾都很舒服,因為他有個可愛的女兒伊芙琳(Evelyn),與這個愣小子陷入情網。
一九一七年八月二十八日,二十九歲的雷多諾帶著女友私奔。那還得了,皮得遜是大財主兼大政客,那堪賠了生意又折女兒,通命所有公路警察攔截開薩克森(Saxon)車的情侶。偏偏雷多諾在高速公路順便讓二個墨西哥人搭便車,以致一時找不到二人。等到警察正要封鎖墨西哥邊境時,一輛火紅的薩克森跑車以雷霆萬鈞之勢衝過去了。當這對情侶在墨西哥教堂結婚後,步出禮堂之外,看到的是列隊迎接的公路警察。不過他們已經是夫婦了,抵達本壘得分。
〖最大的危機〗
兩年後雷多諾的公司突然虧空倒閉,他的合夥人賭博,把公司資產賠光,這時他的兒子得流行傳染病死亡。雷多諾難過萬分,在一九一九年二月九日的晚上,他寫下『經過了這麽多年的努力,都付諸東流,我難過得跪下向神禱告。忽然,我想到有一句經節,急忙找聖經來看,是馬太福音六章33節:『你們要先求它的國和它的義,這些東西都要加給你們。』我把我人生的重要次序弄顛倒了,碰到這樣的困難,是神讓我覺醒,我需要耶穌的引領。我把自己、家庭、推土機的事業交托在它的手中,求他引導。我願意一生做個他所能使用的人。』不久他的事業,又重新開始,他在自己的辦公室牆上釘個木板,寫道:『我是上帝的生意人。』
〖永不破產的秘訣〗
雷多諾的一生對推土機與起重機有重大的改革,他觀察蜘蛛的爬動,是那麽穩當,因此改良推土、挖土機能在斜坡上挖土而不掉下來。現在你所看到的『怪手』挖土,那隻機械臂就是他由此設計的。他由大象的體型,設計起重機,現在起重臂就像大象的鼻子。他是第一個用橡膠作輪子,取代原來的鐵輪子。他的成就是在各處工程施工都用得上的。
他在工作之餘,到處為主耶穌作見證。他說:『人生最有意思的地方——可以從一無所有開始。我在三十歲破產,到了四十四歲又破產,但是神的供應從未破產。很多人在還沒有賠一毛錢以前,他的靈性銀行已經破產了。但是信靠耶穌,困難愈多,他屬靈銀行的戶頭裏,存款就愈多。』
雷多諾病逝於一九六九年六月一日,享年八十-歲。
參考書目:
R.G.LeTourneau,1972,MoverOfMenandMountaines,MoodyPress,Chicago,U.S.A.
巴斯德(1822~1895年)——科學真理的騎兵/微生物學之父
巴斯德在曆史上被公認是對人類最有貢獻的科學家。
他發現微生物是造成人類疾病的主要原因;控製病菌,就可以治療,甚至預防疾病。他在傳染病與免疫學上的貢獻,使世界上每一個角落的人都受到幫助。
巴斯德(LouisPasteur)生於一八二二年法國西部的鄉裏(Dole)城,他的父親是拿破侖大帝麾下英勇善戰騎兵隊的軍官。巴斯德的個性遺傳了父親衝鋒陷陣的熱與血。但是戰敗之後的父親,看著法蘭西帝國從興起到衰亡,有一個體會,他告訴巴斯德說:
『對法國最危險的不是巴黎街頭的不法分子,而是在知識界向社會散布錯誤理論的人。』於是巴斯德從小就決定,長大要成為一個大學教授,以知識界作為他的戰場,像騎兵般的直搗黃龍。
〖認真的人〗
因為立誌要做一個老師,他在求學期間就給自己嚴格的要求,就是對每一科目都力求完美,因為日後要成為專門學問的人,需要有廣博的知識作為基礎。他的中學老師給他的評語是『認真』。在十九歲時,法國最好的巴黎師範大學(EcoleNormaleSuperieure),以第十九名錄取這個來自偏僻小鎮的學生,他卻拒絕了,認為自己還不夠好。經過另一年的努力,以第五名被錄取,他才自覺滿意的進去就讀。
大學裏的教授都發現巴斯德這個年輕人與眾不同。有位教授寫著:『在這個時代,能看到巴斯德認真、熱忱、不為名利的工作態度,是一個老教授教書生涯的最好報酬。』二十五歲時,巴斯德取得物理博士學位。
〖科學怪人〗
有位大學教授看他那麽踏實努力,在他畢業後不久,就把女兒蘿蘭(MarieLaurent)嫁給他,用功的人最後還是不吃虧。蘿蘭小姐嫁後不久,寫信向父親抱怨,她的丈夫常常一星期也不說一句話,一個人關在實驗室裏,好幾個小時。她在門外偷聽,裏麵安靜得好像沒有人存在,她不知道嫁給什麽科學怪人。她的父親回信道,『讓他保持這樣,日後他會成為第二個伽利略。』還是老嶽父獨具眼光。但是蘿蘭小姐並不滿意這個答案,她要嫁給一個愛她的丈夫,而非第二個伽利略。不久她逐漸發現丈夫的秘密,在巴斯德孜孜不倦、努力研究的背後,有一個動機,就是為了探索生命的奧秘。
原來當時的歐洲大陸在知識分子中流行的是『自然發生論(spontaneousgeneration)』,認為生命可以由沒有生命的物質中自然產生。在東西方的古文明裏都記載著,腐爛的木頭可以生出蛆來,腐爛的肉可以長出蒼蠅,甚至希臘的愛神亞法羅萊特(Aphrodite)是由海水的泡沫產生。當時的名哲學家赫爾姆(Helmont)宣稱,隻要在老鼠籠內撒些麵包屑,籠子內就會迸出老鼠來。一八五九年,達爾文發表進化論的『物種起源』,更被自然發生論擁為經典,生命可以由物質產生。
〖科學真理的騎兵〗
這時候起來反對的就是巴斯德,他認為如果物質本身可以產生生命,那生命變成短暫的,物質反成永恒的。他認為生命才有永恒的價值,因為這是神所創造的,而物質隻是短暫的。他在一八五九年至一八六一年,仔細地以準確的實驗,將加溫煮沸的肉,放在開口彎曲的瓶中——什麽蟲也長不出來——因而強而有力的駁斥了當時的理論。
現今在生物學課本上都記載了巴斯德實驗的正確性。但是當時幾乎所有的科學家都反對他。然而巴斯德仍然堅持他的看法,並提出食物的腐爛是微生物的作用,他說:『微小的細菌,看起來是靜止的,但是隻要有合適的環境,也會遵守生命的法則來活動。』又說:『物理與化學是生命的現象,隻有神才是生命法則的作者。』這一宣稱使得反對他的人更為激烈,紛紛提出棘手的問題來刁難他。具有騎士精神的巴斯德,也舉起科學長矛,奮勇作戰。
〖用攻擊的石塊築成榮耀神的城堡〗
一八六七年,有人質問他:法國的蠶為什麽會生病?他根據三年實驗結果,分離出二種致病的杆菌,發現了治療這種疾病的方法,並且無意間拯救了法國的蠶絲與服裝業。又有反對他的人提出:酒為什麽自然會變酸?一八七O年,他提出那是微生物的作用,並且提出高溫殺菌法,使酒保持新鮮;同樣的方法也可使牛奶保持新鮮。他又拯救了食品業,反對他的人隻好勉強送他一個勳章。
後來十二年期間,有人陸續問他羊的炭疽病、豬的紅斑丹毒病、雞瘟與被視為絕症的可怕狂犬病,他都一一找出病毒,並用方法解救,發展出免疫學與傳染病控製學的先河。有趣的是,他的重要發現,都是源自他的對手提供的難題,而非自己去找來的。
〖信心與熱心〗
巴斯德老年時,回到自己的母校演講,說到他的一生在麵對如此大的反對,而能節節得勝的原因有兩個:『信心,相信神的啟示……信心是一條繩子,維係你周遭所發生的事情,與你內心的呼召,成為一個和諧的關係。熱心(enthusiam),這是最好的字,是En及The。合成,En是裏麵,Theo是神。真正持久的熱心是來自上帝住在我的心裏。』
一八九五年他在法國病逝,臨終前說道:『太奇妙了!我一生的工作,太奇妙了!』
參考書目:
ReneDubos,1960,LouisPasteur-FreeLanceofSdenee,DaCapoPress,Inc.
康斯托克(1849~1926年)——苦兒與蝴蝶/昆蟲學大師
上午,紐約水牛城某書店,一個滿身油膩的水手,在走過的地方都留下微微的魚腥味。
店員狐疑的眼光隨著他移動,想著:『一個水手來這裏做什麽?』水手在書架前徘徊一陣,
有點緊張地走到店員麵前:『先生,請問哪裏可以找到隱花植物學(cryptogmicbotany)?』
店員嚇一跳,好像被人家一步『將軍』就倒棋了。怎麽從來沒有聽過這麽冷僻的字眼,而且水手與那個……什麽的植物學,畫不上等號嘛!『那個書架都是科學的書,自己找吧!』水手找不到這本書,卻看上另一本彩色精裝的《昆蟲對蔬菜的危害》(InsectsInjurious),哈裏斯(Harris)所著。
天啊,一本要十塊美金!自己在船上當廚師一天的薪水才一塊錢。唉,買不起,還是回船上去吧!在床上,一夜無眠。哈裏斯書裏大小昆蟲,在他腦海中栩栩如生地飛舞著。隔天一大早,他跟船長借了十塊錢,衝下船,店一開門,第一個跑進去。太好了,那本書竟然還沒被買走。氣喘不止地把書買下來,興奮地抱著書跑回船上,關起門,快樂得捶胸頓足。水手康斯托克望著甲板上的藍天——『上帝啊!幫助我有一天能存到足夠的錢,我要上大學去念昆蟲。』
誰也沒想到,這個年輕的水手,不僅美夢成真,而且四十年後成為美國最傑出的自然科學老師。
〖黃金狂熱後的眼淚〗
『黃金!黃金!美國西部發現黃金,快去淘金喔!』一八四九年加州發現黃金,短期致富的狂熱襲卷全國。一夕之間,難以抗拒的誘惑使得多少公務員、農夫、郵差、工人、警察放下工作,駕車騎馬往黃金之地直奔。
約翰亨利·康斯托克(JohnHenryComstock)就生於年的二月二十四日,美國威斯康辛(Wisconsin)州的傑尼斯城(Janesville)。他出生後不久,父親就去淘金了。
『親愛的,你好好照顧孩子,我在那邊一安頓好,就立刻接你們過去,隻要三年,我們一定會發財。這期間隔壁的鄰居會幫助照顧農場。』父親騎馬離家前,對母親這樣保證。結果父親卻永遠回不來了。
當時大家注意的都是黃金,沒有想到自己的身體;所攜帶的都是挖金的工具,竟然沒有想到要帶醫藥。西部篷車隊的衛生不良,霍亂的瘟疫一產生,就如野火般迅速地傳開。很多淘金客未到黃金城,就成了路邊一堆堆的野墳。康斯托克不幸的父親也死在其中。
噩耗傳來,母親淚水未幹,凶惡的鄰居就強占農場把孤兒寡婦趕出去。母親隻好帶著嬰孩回到紐約,投靠娘家親戚。
〖流浪的苦兒〗
為了生活,母親到紐約東部的斯克奈塔第(Schenectady)城念護士學校,希望日後能當護士賺錢供養孩子。
康斯托克從小就很乖,知道自己家境坎坷、寄人籬下,雖然常被左鄰右舍的小孩譏笑是『沒有父母的小孩』,也受紐約親戚的苦待,他都逆來順受,不做聲。隻是在夜裏想媽媽時,就拿枕頭蒙著哭泣。
到了十一歲時,有一天他實在忍不住對媽**想念,就離家出走,搭上火車去找媽媽。不料中途遇到大雨,上漲的溪流把橋梁衝垮了,火車隻好折回。康斯托克不敢回家,前麵路又不通,隻好在大雨中背著小包裹沿著火車鐵軌直走。
走了不多遠,又冷又餓,看到前麵有一家農舍,忍不住地想討一杯熱水喝。他以為門的那一邊頂多有一杯熱湯可以喝,絕沒想到門的那一邊是他人生歡欣、快樂的最大轉折點。
〖陸地上的老船長〗
這間農舍住的是幽默善良的脫爾諾船長(TurnerCaptain)與他的妻子。船長在退休以前遍行五大洋,經曆多少驚濤大浪,年紀大了,仍然難忘大海的呼喚,把自己的家命名為『暴風眼之屋』。家裏的格局與船艙一樣,有甲板、小梯、長繩、轉輪……還有自己的船長室。他的妻子利百加(Rebecca)擔任船艙的大副兼廚師。老船長有很多孩子在他手-下當水手,後來孩子長大了,各擁有自己的船,在海上航行。老夫婦感到很寂寞。
大雨天,門外出現又濕又冷的孩子,狼吞虎咽地吃喝利百加端出的食物。老船長知道孩子的故事後,看了妻子一眼,知道老伴在想什麽。
『孩子,你既然無家可歸,不如住在這裏,大雨後我跟你母親聯絡,她也可以放心。』
『不行!我不能在你家白吃白喝,我要做事。』
老船長眼睛一亮,這小家夥真有骨氣,更喜愛他了!『哦,小家夥,你看這艘船是不是太老舊了,很多地方需要修理?你願意成為暴風眼之屋的水手嗎?』
『是的!船長!』
『好!每個水手都要有強壯的身體、紅紅的臉頰,你的第一個任務是一定要吃完每頓飯,然後幫船長夫人洗碗。』
利百加笑得像朵花,『孩子啊,你會發現這船上的夥食是全紐約最棒的!』
『還有,小水手,你要好好地去念書,不管人家怎麽說你,念書的好處,還不在成績的高低,而是培養你的責任感。一個有責任感的水手,將來才有能力獨個兒把他的船開出去!』
『是!船長!』
『現在我要回船長室,看這場雨多久才會過去。』脫爾諾船長上了樓閣,關上門:『感謝上帝,賜給我們這麽好的小天使!』
〖與毛蟲同行〗
住在『暴風眼之屋』,是康斯托克幸福的開始。夏天除了上學之外,他喜歡沿著小溪散步,冬天愛坐在火爐邊,聽船長的孩子歸來,講世界各地的珍聞奇事。
對大自然的接觸,使他愛上大自然,後來他在《昆蟲研讀手冊》(AManualfortheStudyofInsects)的書上寫道:『每一隻昆蟲都可以告訴我們許多生命的奇妙。有一天我看到一隻毛蟲,溫柔、莊重、緩緩地爬上屋角,吐出絲來纏繞自己,逐漸地形成一個蛹。我希奇一隻毛蟲怎麽會變成缺乏色彩、陰暗的蛹。一天,一隻翅膀濕濕的、皺巴巴的、黑黑的蝴蝶爬出來,可憐兮兮地停在空蛹外。陽光照射著。忽然,那皺皺的翅膀展開了——哇!展開了大自然最
美麗的顏色,飛上天空。好美麗的蝴蝶啊!有誰想到如此醜陋的外殼,裏麵竟有如此美麗的生命,有一天會翩然向外飛去。』
十六歲時,康斯托克也上船去當廚子。二十歲下船申請進入康乃爾大學(CornellUniversity),研究昆蟲。
在進入大學以前,有人對他說:『為什麽要念昆蟲呢?將來能靠昆蟲吃飯嗎?』當時這是非常冷門的學科。康斯托克把這一個問題帶回去禱告,他後來寫道:『夜裏我做了一個夢,我成了一位大學昆蟲教授,而且娶了一位工作上的好夥伴做妻子。』這個夢他不敢對別人講,成為日記裏珍藏的一段秘密。
〖九十五分的女孩〗
康乃爾是常春藤聯盟的名校,但是大學生入校後喜歡跳舞,社團活動塞滿了生活的空間。康斯托克不同,他從來不參加舞會。因為他認為上帝要給他的伴侶,應該會在工作上尋見而非舞會上。
他利用空閑與威爾德教授(G.B.wilder)學習實驗與實驗室的管理,因為他相信有一天他也會做教授。威爾德教授事後寫道:『康斯托克是一隻勤快的、敏捷的鬆鼠,看他做小事的負責任,就知道有一天他能做大事。』
大學畢業後,學校留他擔任助教,教導大一的學生昆蟲學。他以最高的熱誠教學生如何抓蟲,如何做昆蟲標本,如何保持標本,如何建立自己的收集館,如何由昆蟲的腳、翅膀特征進行分類,如何觀察昆蟲的生活史。一學期下來,有個女孩叫安娜o波茲芙德(AnneBotsford)拿到九十五分,表現最優異。以後四年,兩人一起合作抓蟲、一起討論、一起做實驗。康斯托克寫道:『我從沒有遇見一個女孩對昆蟲認識這麽深,我們一整天都在談論蜘蛛。』兩人彼此都願成為對方的助手。
安娜畢業後三個月,兩人就結為夫婦。他真的是在工作上找到自己的另一半。
〖小瓢蟲的秘密〗
康斯托克的研究越來越有名。三十一歲時,美國聯邦農業部聘他為首席昆蟲專家,解決各處農作物病蟲害。
當時加州有一種木棉蟲(Alabamaargillacea)損害了加州的水果,他發現瓢蟲(ladybug)能吃大量的木棉蟲幼蟲,於是建議:『繁殖、保護瓢蟲就可以抑製木棉蟲,從而保護水果。』
佛羅裏達州有一種介殼蟲(scalebug)影響當地柑橘,他仔細研究該蟲的生活史,並且由昆蟲下半身的環節來分類,了解昆蟲分類有助於蟲害的鑒定。一八八八年,他根據長期對蝴蝶與蛾的觀察,以鱗翅類(Lepidopteral)來區分蝴蝶與蛾的種類。
〖喜悅的音符〗
在功成名就時,他又記起那個夢,回到母校擔任昆蟲教授。在校內建立巨大的昆蟲溫室,讓昆蟲在裏麵生活,好做更充分的觀察。他一生至少教出五千位昆蟲與植物病蟲害的專家。
康斯托克於一九二六年八月四日過世。他在老年回憶一生時說道:『人生雖然不斷有外來的失敗,但是我一生的日子,像是一串喜樂的音符。』
參考書目:
A.M.Payne,1968,PartnersinScience,TheWorldPublishingCompany.
波茲芙德(1854~1930年)——跟牛說話的女孩/科學教育家
生物學是什麽?不是一大堆專有名詞的堆疊:什麽葉綠素、核糖核酸、粒腺體……不是一些爭議性理論的架構:什麽進化論、酵素論、荷爾蒙論……更不是冷冰冰的生物邏輯:什麽細胞核、細胞、器官、組織、個體、族群到生態。
哦,天啊!這些冰冷的東西扼殺了多少學生學習生物學的喜悅;剝奪了——欣賞野地裏一朵小花的自由;迷惑了——生命被上帝創造的尊嚴與意義。
那麽生物學是什麽?是聽——三月的早晨紅肚腹的知更鳥在草地上的微鳴;是看——秋天的楓葉給沉默大地染上的鮮紅;是想——六月裏的白頭翁為何在榆樹頂上默默地沉思;是聞——微微的春風帶來針葉林的鬆香;是一種永不止息的單純——對小蝴蝶問道:『是誰為你的翅膀織上亮麗的鑲邊?』
幾百年來,科學家們為生物的問題爭論不休,挖出更多的骨頭,扭曲了更多的DNA。
一九一一年,波茲芙德女士起來呼籲:『請給我們學生物的小孩留下一杯幹淨的涼水吧!』
革新了世界兒童科學教育的觀念。
因此,今天我們能在一些兒童科學書籍上,除了學問之外,還找到另外一個東西,那就是『趣味』。
〖跟牛說話的女孩〗
『孩子的媽啊,你有沒有注意到我們的女兒?』
『你說說看啊!』
『女兒好像是天生的動物管理員,家裏的豬啊、雞啊、馬啊、羊啊,一到她手上都變得服服貼貼。連那隻剛被閹的公牛,本來脾氣很不好的,但是我看到小女兒在公牛的耳邊輕聲細語後,牛竟乖乖地吃起苜蓿草(alfalfa)了。』
『是啊!我也注意到,在冬天時小女兒會把蘋果蓋在泥碳上下過冬,到了夏天蘋果都還能吃;而且她總是知道森林裏的哪棵楓葉樹糖最甜;她在田裏種的蔬菜又大又好吃。』
『你看我們小女兒是不是有一點點天才。』
『是有一點點不同,不過她才十三歲,仍是個小女孩。』
這個天生會照顧牛羊與花草的女孩,就是安娜·波茲芙德(AnnaBotsford)。後來成了二十世紀初期兒童科學教育的改革家。
〖奧圖岡上的小屋〗
一八五四年九月一日,波茲芙德生於美國紐約州的奧圖(Otto)小村。那可能是美國東部人跡最為罕至的村莊之一。當時剛結束南北戰爭。
波茲芙德的父母厭惡戰爭,決定遠離都市,搬到文明邊緣的荒野,成立一個能自給自足的『拓荒家庭』。她的父母做了個水車,將水引到農場灌溉,種小麥、玉米,養各種家畜。由於一家人互相幫忙,彼此相愛,才能度過荒野上許多孤獨無援的日子。
波茲芙德的父母都是非常敬虔的基督徒。她後來回憶道:『家庭是什麽呢?是一個彼此幫助的地方,是一個無所不談的所在;是一個品格成長的園地;是孕育對上帝之認識的搖籃。』一個基督徒因著對上帝的愛與信心,而執著於愛是人際關係中最重要的,進而去關照周圍的動物與植物,這種次序是早期動、植物保護者的信念與體驗。這與現代許多人自稱是動物的保護者,把貓狗抱得像心肝寶貝,卻對父母怒目相待,有天淵之別。
〖買書的熱情〗
波茲芙德愈關照農場的動、植物,就愈覺得需要更多的認識、管理它們。她每天需要走很遠的路去上學,對生物的喜愛使她總覺得老師上課怎麽教得那麽少,課本似乎也太薄了一點。她把所有的零用錢,與暑假在別的農場打工的錢全部存起來。十四歲時,父親有次問她:『你有這些錢要做什麽呢?』她堅定的答道:『買書,我需要買很多書。』從此她父親立下心誌,要傾家裏僅存的積蓄送這個女兒去念第一流的大學。
波茲芙德把少女的熱情,放在書本上,同學們都號稱她是『修女』——一天到晚不是跟動、植物在一起,就是與書本在一起,將來怎麽嫁得出去?
〖把科學轉換為藝術〗
一八七五年波茲芙德進入康乃爾大學生物係。她一下子就發現自己在生物學的知識與經驗,已經超過一般的學生,甚至連大學老師對她也有幾分佩服。
由於高分太容易拿,她做了一個特殊的決定,就是同時兼修『美術係』的學位,藉著動、植物的素描與版畫,可以增加生物科學與一般讀者溝通的管道:她隱隱約約地覺得有一天會成為科學教育家。她說道:『很多科學家的一生,就是去挖鑿一個比別人挖得更深的水井,卻忘了小孩子們所需要的隻是用湯匙舀起來的一匙水。』
不久她認識了康斯托克(Comstock),兩人基於對信仰共同的執著與生物學的熱愛,成為很好的朋友。成熟婚姻裏的愛情經常是來自男女雙方深厚「友情」的延伸,絕非以男歡女愛的「**」為基礎。兩人交往五年後,康斯托克一天問她:『如果有一天,我要寫一本最有人情味的生物學課本,那你……』波茲芙德堅定地看著她未來的先生說:『那我就為那本課本畫上最可愛的插圖。』
兩人婚後不久,康斯托克到華盛頓,擔任美國農業部的首席昆蟲專家。波茲芙德就跟著去做丈夫的助手。她一生沒有刻意要去做一些偉大的事,隻是做本分的事,沒想到偉大卻尾隨而來。
當時有許多農夫寄信到農業部,問一些疑難雜症,又有些孩子寄信來問些『隻有小孩子才想得出的可愛問題』,例如像『袋鼠掉到水裏後,前麵的袋子會不會濕?』『蜜蜂的巢為什麽是六角形而不是四角形?』『鯊魚一天到晚吃別的魚,為什麽不用刷牙?』這些問題,農業部向來是『存檔處理』,波茲芙德一來,她認為回複這些問題是很重要的,於是編了一份『大自然科學通訊』(NatureStudyNewsletter),回答這些別人不想回答的問題。
沒想到這份刊物深受許多小孩的喜好,因為正規的課本不會回答這些怪裏怪氣的問題。波茲芙德回答問題的方式非常活潑風趣,是出於她心中深處對於大自然的喜愛。她認為大自然不但能供人『使用』,而且處處帶著上帝設計的藝術與美感,給人多一份欣賞與感恩。
〖知更鳥、貓與蚯蚓〗
不過自然界也存在著殘酷,例如動物彼此相吞噬,有人為此心裏不安,認為吃肉不妥當,吃素比較好。波茲芙德寫道:『在我家的草地上,貓會捕食知更鳥,知更鳥吃蚯蚓,蚯蚓吃掉下來的腐葉:這是生態裏的食物鏈。要貓隻吃蔬菜好嗎?如果我們定吃鳥的貓有罪,把貓除掉,那不出幾年知更鳥就泛濫成災。生物界有生物界的秩序與法則,禁止野貓吃知更鳥,反而破壞了生物界的秩序與平衡。
因此人在管理大自然時,需要知道這些法則,才能維持生物界的秩序與平衡:人關懷各種動、植物,也有權吃動、植物。』
波茲芙德在一九一一年出版《自然研究手冊》(HandbookofNaturestudy)影響了後來的科學教育,使教育更有人情味與趣味。這本書提供了另一種角度去教育大自然科學,不是先提到生物學的理論或是實用性的價值,而是先教讀者如何觀察,並如何從觀察中找出結論的書。這本書有另一個特點,是所有生物書籍所沒有的,就是有很多短詩,非常引人深思,例如提到雜草時:
誰說大麥田裏的小草,
是外來的侵略者?
也許這片原野大地,
本來就是屬於各種雜草的領域;
人類所特意種植的大麥,
才是大地的入侵者。
這裏沒有教人怎麽消滅雜草的有機農藥味,卻充滿了起初上帝創造萬物時,看萬物是為美好的欣悅,與分享的期待。
〖傑克叔叔信箱〗
波茲芙德晚年,為了幫助孩子能夠體會大自然的美與精細,在一個富有果農的經濟支持下,推動全國中小學要有菜園或花園,供學生多一分親近大地、親手種植耕作的機會,並且成立『傑克叔叔(UncleJack)信箱』,回答學生們在自己種植中所發現的問題。一下子美國成立了二千個以上的『學生農場』,培育了成千上萬喜歡大自然的中小學生。
迄今美國有全世界最好的『大自然科學教育、農產生產與生態環境的保護意識』。這不是一朝一夕產生的,也不是少數幾個大人物登高一呼就可以產生的。而是像波茲芙德一樣,長期本著對上帝的感恩,與對生物科學的喜愛,把這些種子撒出去,撒在全國小孩的心田上,等二十年、三十年後,才可以看到的成果。
一九二三年,她當選美國最傑出的十二名女性之一。在一九三O年八月二十四日病逝之前,她與丈夫合寫了二本書——《昆蟲生活》(InsectLife,1897)及《六隻腳走路的方法》(WaysoftheSixFooted,1903)——都是非常有趣的生物學課本。她給生物學留下一角純真的園地,讓純真的人去讚賞、去感謝、去體會上帝創造的意義。
誰說生物學不能當作文藝來寫作呢?
參考書目:
AnnaBotsfordComstock,1991,HandbookofNatureStudy,ComstockPublishingCo.
作者附記:
十年前當我還在美國加州大學念書的時候,有一天下午考完試後身體疲乏、頭腦空虛,我到圖書館想找金庸的《倚天屠龍記》或《射雕英雄傳》看,填塞一點大考後的滿足需要。誰知道幾冊武俠小說都被借走。自己像隻無聊的狗,在書堆中繞來繞去,無意中在書架上拿出一本波茲芙德的《自然研究手冊》(HandbookofNatureStudy)。沒想到翻了幾頁就停不下來,我從來沒有想到生物學可以寫得這麽有趣!比金庸的武俠小說更吸引人。那天我幾乎忘了吃晚飯。
十多年來,金庸的小說我從來不看第二遍,而這本《自然研究手冊》卻是我一看再看的書。隻可惜這本巨著沒有中譯本,奉勸學弟、妹們學好英文,可以增加許多看好書的機會。
喀威爾(1864~1943年)——克難苦學的花生博士/農化學家
一天早晨,我向上帝問道:『禰創造宇宙的目的是什麽呢?』神回答說:『你要的太多了!你的智慧太有限了,如何能懂這個問題的答案呢?』
我又向神問道:『那禰創造人的目的是什麽呢?』神回答說:『你這個小家夥,你仍然要的太多了!』
然後,我又問道:『那麽神啊!禰創造花生的目的是什麽呢?』神回答說:『這才差不多。』
然後我回到實驗室,嚐試了解:什麽是花生?以及,神為什麽要創造花生?
喀威爾(GeorgeWashingtonCarver)是位傑出的植物學家,美國阿拉巴馬州(Alabama)塔斯克基技術學院(TuskegeeInstitute)的教授。在花生中找到了三百種以上的應用方法,包括花生牛奶、花生咖啡、麵粉、墨水、染料、肥皂、化妝品、油氈、食用品、醫學用品等,而聞名於世。
他一生獲獎無數。發明大王愛迪生(Edison)以年薪一百萬美金,重金禮聘他,他卻拒絕而仍繼續研究花生。其成果幫助了無數黑人同胞。美國政府為此在一九四O年至一九四二年期間,釋放五百萬公頃土地給南方的黑人種花生。在他所在的小小研究室裏,美國兩位總統柯立芝(Coolidge)與羅斯福(Roosevelt),印度聖雄甘地(Gandhi),大企業家福特(Ford)都來拜訪過他。連蘇俄暴君斯大林(Stalin)都邀請他擔任農業部長,喀威爾拒絕了。他一生留在小城裏,以研究花生來服事上帝。
〖以花草作朋友〗
喀威爾生於一八**年,美國密蘇裏州鑽石叢鎮(DiamondGrove),父母是黑奴,在喀威爾家中工作。從小他就是孤兒,父親病死,母親在寒冷的黑夜裏,被不法之徒抓走,自此音訊全無。他是在喀威爾夫婦照顧下長大的,於是喀威爾就成為他的姓。
沒有父母照顧的喀威爾,自幼體弱多病,又矮又瘦,講話也結結巴巴,聲調高又刺耳,別的小孩笑他是沒人要的鸚鵡,可憐的喀威爾從小就體會沒人要的痛苦。他童年大部分時間就獨自在森林中散步,漸漸的,他愛上森林裏的花草樹木。他在森林中有一個花圃,把城裏沒有人要的花草,搬到他的花圃中,仔細地再種植長大。不久城裏的人都知道,森林中有一個花草的醫院。曾有伐木工人,看到那裏有一片盛開的花朵,一個黑人小孩用臉貼著花瓣,跟花講話,有人問這七歲的孩子怎能種出這麽美麗的花朵,喀威爾天真地轉動大眼珠說:『我愛我的玩伴啊!』
喀威爾愈來愈想念書,好能識字與知道花草的知識,但是城裏沒有學校給黑人念書。他聽說十公裏外有個尼耳休(Neosho)城,城裏有個名叫『林肯』的黑人小學。於是他到尼耳休城給馬萊亞(Mariah)女士煮飯、洗衣、種花,其他的時間就到學校上課。在那小小的木屋裏,擠滿了七十多個小孩,努力地學習。喀威爾在十歲時終於學會寫自己的名字——喬治(George)。
〖坐在教會台階上的小孩〗
星期天學校沒有上課,喀威爾還是想上課,在城裏走來走去。忽然,他看到有個大房子,裏麵坐了好多人,有個人站在台上對那些人講話,好像在上課。喀威爾不好意思進去,就偷偷地坐在門口的台階聽,人家一散會,他就迅速地溜走。不久尼耳休教會的人就知道,這個可愛的黑人小孩,每次都坐在教會外的台階聽道,他們就請這個小孩進來坐,而且送給他一
本聖經。不久喀威爾就隨著學校學到的字母,自己依依呀呀地讀聖經。
喀威爾十三歲又轉到阿肯色州的斯科特堡(FortScott)小學讀高年級。南北戰爭後,黑人雖然得到自由,但黑白種族間有太多偏見,經常造成流血暴動。不久那裏就有黑人被白人打死,血腥帶來仇恨,黑人也群集反抗。學校裏很多的黑人也加入反抗的行列。
喀威爾卻沒有加入,他寫道:『恨是神所不喜愛的罪』,他離開斯科特堡,在阿肯色州流浪,隻要哪裏有學校,他就到哪裏讀書,隻要有種族暴動,他就離開,就這樣斷斷續續了好幾年,終於完成了高中教育。為了念書,他幾乎什麽零工都做,包括廚子、馬夫、洗衣工人、割麥農夫、信差、鐵工、農夫等。
〖為了念書改名字〗
等他要申請大學時,因為他是黑人,沒有大學要收他。有一天終於收到一封大學的錄取信,他喜出望外,但是仔細一看,那是寄給與他同名字的喬治Wo喀威爾,而不是他的。可憐的咯威爾為了想念書,也在自己名字中加了W,左想右想哪個W開始的名字最普通,一想是華盛頓(Washington),於是他在名字後又加上華盛頓。他持了該信,冒名頂替要上學,學校一看他是黑人,就拒絕他。喀威爾嚎啕大哭,傷心地離開。
不久阿肯色州的人,就經常看到一位年輕人,帶著撿到的樹葉、草根到圖書館找資料看,有人說:『喀威爾給自己辦了一所學校,他同時是老師,又是學生。』
〖三十歲念大學——最老的學生〗
有一天,愛荷華州的溫特塞(Winterset)小城,衛理會的主日崇拜裏進來了一個黑人。當眾人唱起詩歌時,合進來一個優美的男高音,那不僅是優美的聲音,而且揉合著一顆多年來被人輕視與棄絕後,仍對神有著深刻執著的仰望與順服的心靈。教會中有-位繆霍男(Milholand)博土立刻察覺到,聚會後就請這個黑人到他家坐坐。在繆霍男的大力推薦下,喀
威爾終於進入宣信(Simpson)大學就讀,那時他已近三十歲了。
喀威爾因大學裏的優異表現,在老師巴布(Bubb)的推薦下,進入全美第一流的愛荷華州立大學就讀,三十四歲取得農業學士,三十六歲取得碩士。在那時,他是第一個擁有如此高學位的黑人,也是該校第一個黑人畢業生。
〖讀書的目的〗
他在大學學的愈多,他就愈發想到那些仍然留在南方,辛苦耕種的黑人同胞,他們懂的太少,以致於努力耕種,仍然沒有什麽收成。他寫信給繆霍男:『假如我能教農夫如何種植,這對我的同胞將是件好事……因此,我比以前更注意照顧我的身體。我明白神是要我做一些事,我必須注意我的健康。』
他在離開學校以前,寫道:『我生命最大的意義是能夠幫助我的同胞。這麽多年來的接受教育,主要的目的在幫助我達到這一個目標。我深深地感覺到,教育彷佛是神給我的一把鑰匙,可以解開黑人貧窮的鎖鏈。』
〖從塔斯克基城來的呼聲〗
如果要教育自己的同胞,最好的方法是教好師範學校裏的學生。在阿拉巴馬州的美肯(Macon)城,有一所專門培育黑人老師的學校『塔斯克基師範與工業技術學校』,成立於一八八一年,由黑人教育家華盛頓(BookerT.Washington)所創。當時這所學校小得可憐,隻有二棟建築,一所還是木造的。經費少得可憐,實驗教材也很缺乏;零零落落的幾個學生,坐在布滿了灰塵、風沙的教室中上課。喀威爾聽到這個學校需要老師,即使隻有微薄的薪水,在他取得學位後,毅然搭上驛馬車,離開美麗、舒服的愛荷華州,前來這一片不毛之地。
喀威爾到了阿拉巴馬,沿途看到零落的村舍,貧瘠的黃色黏土,長著疏疏落落、營養不良的幾株棉花。南北戰爭後,黑人已經得到政治上的自由,但是黑人沒有受什麽教育,所以仍然是無知的奴隸。
〖超級大棉花〗
喀威爾來到塔斯克基城,所看的情況比他想像的還糟。最主要的關鍵是黑人拒絕接受高等教育,因為黑人對白人反感,以致於對白人的高等教育製度也厭惡。學校隻有零星幾個垂頭喪氣的學生。喀威爾決定要證明:教育可以幫助他們。
在學校外麵有一大片的不毛之地,喀威爾立刻向政府申請肥料,但卻無著落(因黑人教育有限的預算,買不起肥料)。這個初期的困難,可能立刻擊倒象牙塔培養出來的老師,但卻顯出喀威爾堅韌的生命力。他叫學生把所能收集到的垃圾、報紙通通埋到那兒的土裏,一年以後,土壤呈現黑色的有機物。學生的興趣被點燃起來。土壤一變黑色,學生們就急著要
種棉花。喀威爾卻撇下豆科的綠肥,這些小草具有將空氣的氮轉換成土壤有機氮的能力。兩年以後,土壤已經肥沃得不得了,他才種下棉花。
不久,阿拉巴馬的農民爭相來看那些棉花,大家從未看過長得如此巨大的棉花,他們稱喀威爾是『白人學校出來的魔術師』,大批的學生開始湧進塔斯克基。可是喀威爾心裏很清楚,他也必須為福音的緣故埋進去,日後才能有豐盛的收成。他每天除了上課以外,也帶領學生讀聖經。
不久,因為喀威爾對花生研究的傑出貢獻,使得南方黑人紛紛改種花生,花生也較適合南方的土壤。在他去世以前,美國南方的花生田至少有五百萬公頃,美國花生更是世界聞名,這給黑人帶來財富。塔斯克基學校也成