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日志

从曹冲称象论中国汉末科学之落后

热度 2已有 3781 次阅读2023-2-8 03:54 |个人分类:科普|系统分类:教育

汉末。孙权给曹操送来巨象,孟德好奇,想知道重量,问遍朝中人士,都羞愧无解。最后是曹冲想出了办法。这个故事一向被用来说明少年曹冲的聪慧,却同时也揭示了古代中国科学落后的窘迫。

古希腊人如何用船称?牵着大象走上船,量一下船吃水线处的尺寸,以及大象上去后的下行距离,简单运算就出来了—— 一个人*几分钟轻松搞定。他们的阿基米德在中国战国时代就发现了浮力原理,写入世界各国初中物理教程。晚四百多年的曹冲就不会这个物理,用的是最笨的办法。大象上去后划线后,还得叫人运几千斤石头到水边,然后一块块搬上去,还得一块块石头过称。这得多少时间,多少劳力?差距在哪?古希腊人知道原理,这个浮力原理适用于各种流体,水、油、空气等等,他们能够计算多少重量让船下沉多少,曹冲只是知道相同重量能让船下沉相同距离。当然,古希腊人还知道杠杠原理,撬动地球虽然夸张,撬动大象不在话下,根本不需要弄艘船。

浮力现象鱼类、水牛河马之类动物都知道的,不算什么知识。实验证明,乌鸦很擅长利用浮力。但人不同,要搞清浮力的基本原理。阿基米德是中国战国时代的人士。他写了一本浮力的专著。第一卷讲基本原理,包括怎么计算浮力,第二卷则是曲面几何形状在浮力作用下的平衡,这第二卷纯粹是其惊人算力的展示。传说一日阿基米德在浴缸里苦思冥想,突然 大叫 Eureka! (我发现了), 在街上佯狂裸奔而去。Eureka 这句希腊语后来被作为其他语言的词汇。而阿基米德原理被写入各国初中教程:浮力等于物体排开液体的重量。

曹冲称象的故事说明,汉末中国不知道浮力原理与杠杆原理。曹操携天子而令诸侯,朝堂上聚集了中国顶尖学者,假设汉末中国科学界知道浮力原理,但开始没有想到用船与浮力,曹冲提出方案、大象上船后,应该有学者报告魏王, 这般这么这么纸上算算即可,不会愚笨地搬运几千斤石头让船下沉到装象吃水处。如果知道浮力原理,在曹冲的启发下,应该想到,把大象赶到一个方形或圆形(便于计算面积)水池中浮着,面积乘水位上涨高度即可。从成本(时间、金钱、劳力)角度考虑,如果知道杠杆原理,就不用去找船,还得把大象赶到船上了 。 毕竟还要搭建个结实的踏板,能让几千斤的大象平稳地走上船去,当年绝对不是件容易的事情 --木板得足够厚,还得保证平衡。即便今天,你要赶头大象上船,也得先思考一下。

总有些人喜欢窃据其他民族的科学成果说成中国人的,这就像一个家庭有个没出息的儿子,自己脑子不好使,去偷邻居家的奖状贴门口当装饰品,这不是给家里带来荣耀,而是带来无耻的恶名。中国人有中国人的长处与成就,其他民族有他们的长处,中国人得努力学习。希腊人研究科学的时候,英国、德国、法国人还是文字都没有的蛮族,但他们知耻而后勇,刻苦学习希腊,努力创新,欧几里得、阿基米德的理论被他们推到一个个新的高度。英国牛顿的力学到德国爱因斯坦的几何都是希腊数理思维的自然延续。(爱因斯坦是20世纪的人物,当时西方科学已经高度发展,但他还是经常阅读古希腊文献--德国教育需要学希腊语,从中汲取营养。)



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