——我化学学得不坏,通过道津教授的考试。后来又通过了亨克尔教授 关于盐类学说的考试;
——在马尔堡,我极其认真地学完了力学方面的许多课程;
——对我自己来说,最主要的就是物理和化学这两门科学,它们彼此密 不可分。关于这方面的结论,可以在我的学位论文中看到。这是我在4年之 内完成的著作,我准备面对科学院全体成员宣读。而同时要用自己祖国的语 言为高等军事学校的研究生们作报告;
——我正在进行用俄语阐述科学思想的工作,我已经翻译了沃尔夫教授 的《实验物理学》的第一章,并把它作为我的学位论文的附录;
——我从总体上提出了粒子理论,换言之,就是构成物质的看不见的微 粒说。这些粒子构成了可见世界。这些粒子是永恒运动着的。关于这一点, 我指望将来能够通过实验来加以证实。
——我提出了关于热能和空气弹力的理论。
——在和沃尔夫教授一起进行有关金属冶炼时,我得出了有关可燃物质 的新论断;
——我经过仔细观察矿场的矿藏情况和弗赖堡周围的高地之后,以及在 回来的路上又仔细考察了津根斯基和格辛斯基矿场之后,制定出了冶金工作 计划;
——我认为最重要的是,要用数学方法讲解化学,并且希望能尽快地收 到成效;
——我打算办一个培养教授的工厂。鉴于格麦林教授已去西伯利亚考 察,科学院的化学教研室的工作无人主持,我恳求学术委员会诸君派我到这 个教研室去,因为我有长时间的准备。
罗蒙诺索夫说到这里时微微有些激动,当他结束自己的汇报时,他发现 教授先生们的表情有些异样,都看着舒马赫尔院长。此时舒马赫尔院长看了 看教授先生们,仿佛是代替大家似地说道:
“大学生先生,您还有机会去领导一个教研室的工作。教授的称号不是 那么容易就能到手的。我们将要对您的工作情况进行了解。您暂时先做阿曼 教授的助手。”
为罗蒙诺索夫安排的赴德学习汇报会结束了。罗蒙诺索夫被圣彼得堡科 学院接受了下来,但是他没有如愿以偿,他被分配给阿曼教授当助手,具体 工作是在科学院的矿物陈列室抄写收藏品目录。此外,还要负责《圣彼得堡 公报》的翻译任务,完成皇宫的命题颂诗。这些工作耗去了他大量的时间, 他已经不可能完全从事真正的科研。罗蒙诺索夫感到了一种莫名其妙的压 抑,压得叫人喘不过气来。他构思的事业的蓝图:翻译沃尔夫的 《实验物理 学》,着手进行有关矿场内部气流的论文,进行电力实验,还有光学定律的 研究……建立化学实验室,建立一家工厂……这些何日才能实现?他发现科 学院根本没有给予考虑。他被科学院教授们的冷漠搞得心神不宁,他产生了 进行新的斗争的冲动。他坚信俄国将会有自己的科学。他要完成为此所应完 成的一切。
目标已定,罗蒙诺索夫的心情平静下来了,他克服了客观上的种种困难, 潜心研究准备着未来的日子。他学会了为实现目标一步一步前进,他坚信祖 国需要科学。
1742年1月8日,这是罗蒙诺索夫的学位论文被学术委员会会议通过后 的一个重要日子,他被接受为彼得堡科学院成员,并授予物理学副教授职称。 当然,这还不是教授职务,但这已经是个有决定性意义的胜利了。这意味着 他在俄国科学院站住了脚,有了一席之地。这使他第一次感到真正的快慰。 从此之后,罗蒙诺索夫着手实现他的下一个目标了——请求学术委员会帮助 他建立俄国第一个化学实验室。
九、百折不挠
罗蒙诺索夫获得了第一个学术职称,但这只是个物理学副教授的荣誉性 称号,客观上则标志了相应的学术水平。他初出茅庐,很想大干一番。在学 术委员会宣布他的晋升命令的大会上,他发言说:
“由于我如此热爱我们的科学事业,对于这个称号我想我是当之无愧 的。我认为在这门学科里必须进行不是一项,而是很多项实验,并且要在各 个领域进行。为此,我坚决请求学术委员会帮我建立我国第一个化学实验 室……”
他的请求使与会者感到震惊。会议主持人文斯盖姆先生当即给罗蒙诺索 夫一瓢冷水。
“我认为,到目前为止,这种建议是多余的。再说,也很难办到,要科 学院出钱是不可能的。舒马赫尔先生对于这件事,除了完全反对,不会有别 的意见。”文斯盖姆望着自己的同事们说。
“我们连烧柴和蜡烛都没有,哪还说得上什么实验室!”有人气愤地随 声附和。
罗蒙诺索夫出师不利,他被任命为副教授的愉快心情全消散了。他沮丧 地走出会议大厅。他路过走廊时,利赫曼教授追上了他。
“副教授先生,如果您想在这件事上获得成功,您就得去找比科学院更 高的当局。为了便于进行工作,不要马上行动,而要一步一步来。至于我, 我一定要尽可能地帮助您。”利赫曼教授亲切地注视着罗蒙诺索夫。
“我非常感谢您!”罗敦诺索夫紧紧握住利赫曼的手愉快地回答说。此 时,一股热流通遍他的全身。他注视着利赫曼投来的温柔的目光,他感到一 种亲密的友谊,从这一天起,在科学院,他有了唯一的朋友——利赫曼,他 再不会感到孤单了。
罗蒙诺索夫与乔治·威廉·利赫曼的真挚友谊与日俱增。利赫曼是俄国 的物理学家,1741年后任圣彼得堡科学院院士,写了电和热学理论的大量论 著。他注重用科学实验的方法发现科学真理,验证研究的结论。罗蒙诺索夫 和利赫曼一起进行了大气放电现象的研究工作。1753年7月26日利赫曼在 家里研究大气放电现象时死去,罗蒙诺索夫获悉利赫曼逝世的噩耗后,当天 就写信给科学院名誉院士,政治家伊万·伊万诺维奇·舒瓦洛夫。他在信中 赞扬了利赫曼的勇敢无畏,献身科学的精神,并请求发给利赫曼家属抚恤金。 这些事足以显示出二人在为祖国科学事业奋斗过程中结成的伟大友谊。
利赫曼支持罗蒙诺索夫创建俄国第一个化学实验室的构想,帮助他策划 实现目的的办法和途径。罗蒙诺索夫关于建立实验室的请求呈送俄国女皇, 他期待着被批准。但是,女皇把这件事显然丢到脑后去了。在科学院里,德 国教授派把持大权,俄国籍教授受到压制和排挤。罗蒙诺索夫向舒马赫尔院 长递上了第四次关于建立实验室的申请,但是他遭到了第四次拒绝。这个俄 罗斯平民出身的副教授每走一步,他们都企图把他推倒在地。对此利赫曼教 授也没有什么更好的主意了。
罗蒙诺索夫和以舒马赫尔院长为首的德国籍教授们的关系一天比一天紧 张,在科学院开会时往往争论得不可开交。罗蒙诺索夫一提出什么建议,德 国学者就拒绝接受;德国学者一发表科学主张,俄国人就立即把他们驳得体 无完肤。学者们彼此不和,互相倾轧,严重影响了科研工作。他们把打击的 重点对准了罗蒙诺索夫。他有一年多的时间没有领到薪水,只领到了一些书 作为薪水。他只有将领到的书卖掉,才可以获得生活费用。面对困难和压力, 罗蒙诺索夫没有退缩,他以自己特有的倔强迎接挑战。他对朋友说:“我非 常需要教研室和化学实验室。没有这些任何工作都无法进行。我已经递过四 次申请,舒马赫尔四次拒绝了我,但达不到目的,我决不罢休!”他一面多 方争取支持,一面像一头愤怒了的狮子,凶猛地对舒马赫尔等人进攻。他痛 骂了他们。他大闹科学院。他的言行冒犯了众怒,挨了骂的院士们纷纷申诉。 他烦恼,烦透了,竟拒绝在派定的审讯委员会面前回答院士们的申诉。其结 果,他被软禁了,在哨兵的监视下,他失去了自由,受到了三项处罚:
——不许他再讲授化学和自然史课程;
——不准许志愿者去听他的课;
——不准拨给他科学院的仪器,取消他使用科学院文献资料的权利。
罗蒙诺索夫遭此挫折,他沉默了,无事可做,想做事而不能做,这比什 么都令人难以忍受!他向上级递交了一份呈文。他想只要在自己家,条件又 允许,他就尽快结束沃尔夫的《物理学》的翻译,以及写作《冶金学》一书。 他还要致力于他的著名的科学原理的研究,还要探讨作诗方法的问题。他要 完善实验室的设计和实验的十年规划。有了这些打算,他的精神好起来了。
在孤独的岁月里,来看望罗蒙诺索夫的唯一的朋友就是利赫曼教授。利 赫曼身上有一种独特的,正直的东西,他对科学的那种真正的强烈的爱好, 大胆的假设,以及善于激发别人的设计才能,所有这一切把罗蒙诺索夫的忧 烦驱散得一干二净。利赫曼来看望他,并答应给他弄一些书来,这对于他来 说,真是一种难得的幸福了。他对利赫曼教授畅说自己的思想:研究物质的 纯化学分析,换一句话说,任何物质都有守恒的性能;掌握预报天气的技能, 进行气象观测和记录,为此需要特制自动记录仪来记载高空大气层的变化; 进行有关电的研究实验,以便确知饱和雷雨的阴云是否有这种电,而天空的 闪电是否和它具有同一个性质。
……
十、退一步进两步
在被监禁的日子里,罗蒙诺索夫依靠朋友们的关怀帮助顽强地支撑着。 他继续翻译沃尔夫的《物理学》,他认真地写作《冶金学》一书。他恳求朋 友设法弄到牛顿的《物理学》和《通用算术》。他思索着他感兴趣的一切问 题。但是,严酷的现实境遇是不会让他逍遥自在的。科学院有权有势的老爷 们不给罗蒙诺索夫发薪水。彼得堡的秋天寒气逼人,罗蒙诺索夫陷入了饥寒 交迫的境地。他有时被冻得浑身发抖,饿得眼冒金花。在无可奈何的情况下, 他提起笔来给科学院的掌权人写了一封信:
“鄙人已有年余未曾得到科学院的一文薪金,我因而处于极端困苦之 中。现在鄙人身患重病,不仅无钱买药,就连每天起码的生活费用都无着落。”
利赫曼带回来了科学院的复信:
“鉴于罗蒙诺索夫无钱使用,准予给他5个卢布。”
他看了这个由舒马赫尔签名的纸条,禁不住冷笑了一下。他已经习惯了 他们的冷酷无情。他很想知道科学院最近发生的事情。利赫曼告诉他,舒马 赫尔官复原职了,纳尔托夫又去主持原来的工作,最近发布了有关您的一个 命令。他将这份命令递给他:
鉴于罗蒙诺索夫副教授所获得的良好教育,兹对他免予惩处,并予以释 放。但在宣布其过分无礼的行为的同时,要求他向教授们赔礼道歉;由于他 在委员会和学术会议上干出的那些下流无耻的勾当,决定将其薪俸扣发一 半;罗蒙诺索夫还必须对枢密院办公厅立下保证:“下不违例,如若再犯, 甘愿受罚。”
罗蒙诺索夫读完后,倔强地昂着头,呼吸急促,脸涨得通红,眼睛里迸 射出愤怒的光。
利赫曼悄悄地说:“请想想吧,舍此就没有您的实验室,也不会有教授 职称。您如果不承认所犯的过错,您将依然会受到监视。”他碰了一下罗蒙 诺索夫的手,微笑着看着他。
“认错吧,罗蒙诺索夫先生我受委托转告您,在学术会议上您应该怎么 做。您要按照所有的格式写好致歉书,就像教授老爷们要求的那样。”说完, 他期待着罗蒙诺索夫的回答。
罗蒙诺索夫的大脑急速地分析着眼前的局势,他明白了利赫曼的良苦用 意。他眼前呈现出了他梦寐以求的实验室。多少个不眠之夜,一直到微小的 细节都仔细考虑过的实验室,如今又有了希望。这时,他挥手一抓,像是一 把要抓住实验室的形象,然后,迅速坐到自己的桌旁,抓起笔,铺开纸,一 字不改地用非常漂亮的拉丁文写出了“保证书”。
利赫曼教授会心地笑着,他为自己的朋友的执著精神而感动,更为自己 的朋友懂得了以退为进的策略而庆幸。
1744年1月27日,罗蒙诺索夫在科学院会议上当众宣读了“保证书。” 会后,他得到了获释的命令,长时间的家庭监禁解除了。他重新获得了自由。 他很快又写了一份关于建立化学实验室的请示,随即递交科学院办公室。尽 管这个获释第一天的行动又惹怒了科学院舒马赫尔院长,书面批复:“递交 该呈文的罗蒙诺索夫副教授,任何事情也不准许他做。”但是该请示显示了 他为俄国科学事业斗争到底的决心。
罗蒙诺索夫从未在任何困难面前低过头,而且从不忘记他既定的目标。 他从抵制继母对学习的干扰,到反抗父亲对他的外出求学的阻挠;从突破出 身贫寒的障碍,挤进莫斯科的救主学校,到被破格保送到圣彼得堡科学院; 从凭借品学兼优获取留学德国的机会,到战胜在弗赖堡的挫折历尽艰辛返回 祖国;从在圣彼得堡科学院当杂差,到获取了物理学副教授的职称……他的 人生的足迹总是向着一个终极延伸。当他向那些鄙视他的渔民出身的人忏悔 和公开认罪的同时,实际上却感到与建立俄国科学体系,以及在俄国提倡人 民教育的目标,更接近了一步。他没有自己的庇护人,他从大海边走来,一 身海腥味,一副破旧的行装标识了他的社会地位和现实生活状况,但是他丰 富的知识,超凡的智慧,好学不倦的精神给他带来了福音。他相信科学是不 可战胜的力量,历史的车轮永远向前。
也许是苦尽甜来吧。1744年春天取代了寒冬,罗蒙诺索夫的命运出现了 转机。这一年的初夏,他的妻子丽兹白特带着女儿凯金卡来到俄国科学院。 夫妻两地分居三年后一朝团圆,这是多么幸福的时刻啊,活泼可爱的女儿怯 生生地看着从没有见过面的父亲,使罗蒙诺索夫感到对妻子和女儿欠帐太多 了。自从回国后,他因为连自己的生活都很难保障,连给妻子写信的勇气也 没有,三年光阴,妻子思念他的心与日俱增,竟通过俄国驻德大使馆找到了 他。他多少有点内疚。丽兹白特理解丈夫的处境,她依然深深地爱他,用她 的温柔抚慰他的时而焦燥,时而忧虑的心。
科学院对丽兹白特的到来表示了特别的关照,专门为罗蒙诺索夫安排家 室拨了一套住宅。罗蒙诺索夫搬进了分给他的新住宅,他在丽兹白特信赖的 目光下,心情好极了。就在这种好心情里,罗蒙诺索夫接到通知:实验室批 准了。这个好消息带给他大展宏图的希望。
一年之后,1745年7月1日颁发了谕旨:化学实验室将由女皇陛下办公 厅负担建造费用。使他的构想得以变成现实。他亲自监造,督促工程的进度。 这座不大的建筑物——长14米,宽10.5米,坐落在科学院的花园里,在他 家的旁边。经过了3个年头,实验室峻工,并交付使用了。从这一天开始, 罗蒙诺索夫开始留在实验室过夜了。
应当庆贺的第二个胜利是,1745年8月,罗蒙诺索夫被授予化学教授职 称,他荣幸地成为科学院院士。从此他以和别人同等权力的院士身份,有生 以来第一次参加了代表会议。他终于牢牢地站稳了脚根,他意识到,他的祖 国需要他,世界上任何力量也剥夺不了他追求科学的权利。他炽烈地、大公 无私地献身科学的精神得到了应有的回报。
十一、永不满足的人
罗蒙诺索夫的面前总是待解的未知数,他自幼形成的爱刨根问底的性 格,使他成为一个永不满足现有结论的人。探索物质微粒的强烈愿望主宰着 他,他为此而苦苦思索。他执迷于物理学,他沉溺于用实验证实那些困扰着 人们的为什么。他认为物理学的实质就是研究物质的结构,也即是研究围绕 着我们的可见的自然界的结构问题;而自然界,或是我们所见的一切物质, 都是由被称为“原子”的不可见的微粒组成的。而所有这些原子——自然界 的元素,则具有延伸性,非渗透性,此外,还有能量和运动的特性。
他提出了物质和运动守恒的概念,并进行了物质在化学反应时的质量守 恒实验。他用明晰的语言阐释了他的伟大发现:
物质守恒定律与运动守恒定律是不可分离的。一切物质经过各种化学变 化都是不变的。如果取少量的银,通过硝酸使其与盐化合,然后再从那个盐 里把盐取出来,银的重量依然不变。在我看来,从这一法则可以得出这样一 个结论:世界上没有任何东西会无影无踪地消逝,而且在整个自然界,什么 东西也不会消灭,只不过是从一种形态转变为另一种形态而已。自然界发生 的一切变动总是这样的:一个物体失去多少,另一个物体就会得到多少。因 此,如果哪里损失一些物质,那么另一个地方一定会增添一些物质。你熬多 少小时夜,就损失多少小时睡眠。这个普遍的自然法则也可以推广到运动定 理上去;由于一个物体总是用自己的力量推动别的物体,它自己失去多少力, 受它推动的另一个物体就接受多少力。这就是不可动摇的一条宇宙法则。
罗蒙诺索夫的伟大发现震动了整个欧洲。在圣彼得堡科学院,那些囿于 陈旧学说的教授先生们对这个伟大发现极力诋毁,但是没有人能够阻挠科学 真理的光辉。罗蒙诺索夫勇敢地前进,他高举俄国科学的旗帜,在物理学、 化学、天文学、冶金学、地质学、语言学及诗歌和绘画艺术等众多的领域拓 荒,他勇敢地进入了人类创造的一切知识领域,凭借他的勤奋和才华创造了 俄国科学的崭新时代。罗蒙诺夫具有下列成就:
——1750年《论热与冷的起因》问世。这部重要著作全面阐述了不断发 展的热的分子动力论。
——1751年9月发表《论化学的用途》,文章的全名是“米哈伊尔·罗 蒙诺索夫1751年9月6日在帝国科学院公开学术会议上论述化学用途的演 讲”。他在该文中全面阐述了自己对化学的任务、化学在工业生产发展中的 意义、俄国发展化学的途径等问题的观点。
——1752年《论玻璃用途的一封信》表达了他对技术和自然科学所持的 进步观点。这封散文体的书信采用了诗歌的形式。这是罗蒙诺索夫最感人的 诗篇之一。
——1753年末《米哈伊尔·罗蒙诺索夫论电的作用引起的大气现象》一 书出版。书中载有罗蒙诺索夫收集的实验数据。他在1752年的一份报告书中 提到过这类实验:“曾就大气放电现象进行观测,危险殊多。”这些实验证 明了天空闪电和电火花的性质完全相同。
——1754年开始写作《俄语语法》一书,次年完成。该书第一版于1757 年问世。
——1760年完成《论北极海冰的成因》的论文。这一年4月30日,瑞 典科学院选举罗蒙诺索夫为名誉院士。瑞典科学院称赞他“学识宏大博深, 功绩卓著,于学术界久负盛名,当前致力于各门科学,尤其是物理学之改进 与阐述,治学勤奋,成绩斐然,瑞典皇家科学院得与此稀世奇才合作共事, 亲密无间,深感荣幸之至,受益匪浅……”
除上述成就之外,罗蒙诺索夫致力于发展俄国的科学教育事业。他从 1746年首次改用俄语讲课,以利他的学生学会和更好地掌握各种知识。这在 俄国的教育史上被称为“大胆创举”。继此之后,他在长期教学生涯中,总 是把传授知识同激发学生对科学的兴趣结合起来。他不止一次大声疾呼:人 类对宇宙的认识是无限的。这种认识越是无比深奥,我们越要专心致志地探 索它。这和无底夜空的深渊有着共同之点。
为了使俄国的科学事业人才兴旺,后继有人,他提出了创建莫斯科大学 的构想,并努力实现这一构想。他说:“我首先考虑的是我们的教育事业, 为了不使我们落在其他文明民族的后边,必须指出这样的前进道路。”他多 次发表意见,说明很有必要开办一所新的大学,他还草拟出一份教学大纲, 破例废除了神学课。他写道:“神学毫无用处,谁也不需要它。”在罗蒙诺 索夫的倡导和直接参与下,莫斯科大学建立起来了。1755年莫斯科大学正式 开学上课。这所大学采取了比彼得堡大学民主得多的办学方式,显示出了诱 人的生气。
罗蒙诺索夫对绘画艺术充满兴趣。他在一次偶然的机会见到了威尼斯玻 璃工艺品和罗马的镶嵌工艺品。他被光彩夺目的镶嵌工艺品迷住了,简直神 出九天之外。从这一时刻起,他醉心于镶嵌画的创作了。他把花园深处的那 座小房子辟为画室了。他用玻璃片在画板上镶嵌人物形象和自然背景,创作 了组画——《彼得大帝》。为创作出真正的艺术作品,罗蒙诺索夫进行了2184 次试验,研究镶嵌工艺品的结构,最后,他创作出了足以流芳百世的作品— —巨幅绘画 《波尔塔瓦战役》。由于他在镶嵌工艺方面所建立的功绩,1764 年,意大利波伦亚科学院授予米哈伊尔·罗蒙诺索夫名誉院士称号。
十二、不朽的人生
1765年4月4日,罗蒙诺索夫与世长辞了,享年54岁。他的逝世使俄 国科学蒙受了不可弥补的损失。他才华横溢,正值饱学年华,俄国的科学和 教育事业正需要他推进,但是他无可奈何地撒手了。在死神面前,他既不感 到害怕,也不觉得伤心。实现他自己喜爱的贺拉斯的格言——我为自己建造 了一种不朽的标志。
初春4月,冰雪消融,莫斯科大学志哀的旗帜随风飘动。在大礼堂内, 罗蒙诺索夫的巨幅遗像悬挂在灵堂正中,挽带低垂、鲜花紧簇。人们举行隆 重的仪式,悼念这位把自己毕生精力献给争取科学为全体人民服务的已故的 大学创立者。这一天,所有登台讲话的人,为了体现罗蒙诺索夫的热切心愿, 一律都用死者的母语——俄语。人们用发自内心的朴素语言,赞颂这位伟大 的俄国科学家建树的功勋,缅怀他的伟大的人格。
米哈伊尔·罗蒙诺索夫的一生是坚持不懈地为俄国科学奋斗的一生。他 天资聪颖,勤奋好学;他志向宏远,百折不挠;他性格倔强,不惧权势;他 博学多思,心向真理;他热爱人民,心系祖国。他从白海岸边走向莫斯科, 开始迈出攀登科学高峰的脚步,不管遇到什么样的艰难险阻,他从不回头。 他面对宗教神学的强大势力,毅然高举科学的火炬前进。他拥护哥白尼的学 说,反对教权专横,痛斥神甫的愚昧无知。他不能容忍伪科学的泛滥,针锋 相对地驳斥居于统治地位的“燃素说”,促进了科学的进步,表现了依靠真 理的力量向权威挑战的勇气。他提出了物质和运动守恒的概念,并进行了物 质在化学反应时质量守恒的实验来验证物质和运动不灭这个普遍的自然规 律。他创立了物理化学这门新学科。在地理地质学方面,他认识到地球、地 层和矿物质的形成,是自然界长期发展过程的产物。在天文学和大气电方面, 发现了金星外围的大气,并对大气雷电和北极光等自然现象作出了正确解 释,还设计了避雷针。他对于科学的贡献不仅是俄国的,而且是世界的。
米哈伊尔·罗蒙诺索夫对人类创造的一切知识领域广泛涉足,但决不浅 尝辄止。他在哲学、文学、语言学、历史学等社会科学领域的造诣堪称一流。 他是俄国唯物主义哲学家,在认识论上,反对把分析和综合、感性认识和理 性认识对立起来,并强调感性认识所取得的经验的重要性。他是伟大的诗人, 他的优美的颂诗证明了俄罗斯语言的丰富的表现力。他对祖国语言情有独 钟,将研究成果写成 《俄语语法》一书,对俄语的发展起到了巨大的促进作 用。他谙熟历史,对绘画艺术也颇有成就。
米哈伊尔·罗蒙诺索夫一生坎坷,他虽然有自己的性格弱点,但是他所 受的屈辱和忍受的贫困是俄国那个时代造成的。贵族阶级对于平民的鄙视, 沙皇政府对于科学和教育的吝啬,使他承受了巨大的精神压力和生活压力。 他超负荷地学习和工作,休息和繁重的劳动失衡;体力、脑力的付出和营养、 保健失衡;因此,他的健康难以维持太久,以致积劳成疾,骤然早夭。这是 令人难以忍受的悲哀。
莫斯科大学的追悼会固然给罗蒙诺索夫的一生打上了不该画上的句号, 然而他的英灵却永久地萦回俄罗斯大地。他的科学思想也飞进了时空的无限 深邃之中,与日月星辰一样闪烁着不息的光辉。在罗蒙诺索夫的家乡,在莫 斯科和列宁格勒 (今彼得堡),至今矗立着罗蒙诺索夫的塑像和纪念碑。俄 国莫斯科大学已被人们称为“国立莫斯科罗蒙诺索夫大学”。我们——还有 全世界热爱科学的人们觉得:罗蒙诺索夫依然活着。
米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫永垂不朽!
中外科学家发明家丛书:麦克斯韦
中外科学家发明家丛书
麦克斯韦
麦克斯韦是英国物理学家,是物理学上经典电磁理论的奠基人。
19世纪初提出的电磁理论,曾经导致了物理学界的一次革命。从奥斯 特、安培发现电流的磁效应开始,到法拉弟对电磁学进行实验研究和完善, 直至最终电磁学理论的建立,前后经历了半个世纪的历程。而最终用数理科 学方法使电磁学理论体系建立起来的,就是物理学家麦克斯韦。
有人这样评价他为:“自牛顿以来最伟大的数学物理学家”,这可能有 些夸大的成份,但是就麦克斯韦本人来说,应该赢得属于他的荣誉。在他生 前,麦克斯韦本人的自负和谦虚使他并未享有他所应当享有的盛名,但是在 今天,我们有必要去了解这个科学史上的伟人。因为不谈他的主要理论在今 天科学世界的实际作用,就是他的其他的细小的理论成就也使我们今天的实 际生活丰富和幸福,比如彩色电视和彩色照相。
所以,对于物理学家而言,麦克斯韦有权得到最高承认。
一、勤奋好学的少年
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦1831年11月13日生于苏格兰古都爱丁堡, 他是佩尼奎克的克拉克家族的后裔。麦克斯韦的母亲也是大家族的女儿,很 有教养,是主教派教会的会员。麦克斯韦的启蒙教育是由母亲承担的,母亲 教他读书,启发他的好奇心。但不幸的是麦克斯韦八岁时母亲死于肺结核。 这种病在今天是不难治愈的,但在100多年以前,因为没有特效药,得肺病 的人就如被判死刑。40多年以后,麦克斯韦也同母亲一样,死于同一病因, 同一年龄。
麦克斯韦的父亲约翰是一名不随流俗的机械设计师,他对麦克斯韦的影 响非常大。他是长老会教友,但思路开阔,思想敏锐,讲求实际,特别能干。 家里的事情,不分巨细,他都料理得很好。修缮房屋,打扫庭院,给孩子们 制做玩具,乃至裁剪衣服,他样样都能胜任。
母亲的去世对于未成年的麦克斯韦是一个无比沉重的打击。在生活上, 这个家庭的生计变得日益艰难,在心灵上,给小麦克斯韦蒙上了驱不散的阻 影。他深爱自己的母亲,后来他谈到母亲时曾说:“虽然我同母亲只相处了 8年,并且一切均有我的父亲做伴,但多年来我总有丧母之忧,因而羡慕那 些有母亲的人,他们生活得多么美满和幸福。”
母亲去世后,性格渐渐变得孤僻、内向的麦克斯韦便与父亲相依为命。 能干的父亲担负起了抚养、教育他的全付担子。小麦克斯韦童年的最大乐趣, 就是形影不离地跟着父亲,好奇地问这问那,给父亲当一个小小的帮手。父 亲的倔强性格,心灵手巧以及做事的细致入微对麦克斯韦的影响非常深。
麦克斯韦10岁的时候,父亲把他送入了城里的爱丁堡公学就读。这所学 校建于1824年,办学宗旨是按照英格兰的方法向苏格兰青年提供一种正统教 育。因为在当时英格兰人看来,苏格兰人处于一种不文明不开化的状态之中, 因而苏格兰式的教育方式不是正统的、正规的,所以真正称得上受过教育有 教养的人要按照英格兰式的方法接受英格兰的教育。
公学的校长约翰·威廉斯牧师就是一个接受过正统英格兰牛津教育的威 尔士人。他为人豁达、风趣、开朗,办学上有见地。他使爱丁堡公学迅速英 格兰化并使之成为苏格兰的一流学校。但是这所学校的大多数教职员都是苏 格兰人,所以苏格兰的传统教育方法也体现在这所公学的某些方面。这样, 年幼的麦克斯韦就处于苏格兰教育思想和英格兰教育思想的交织和对峙状况 之中,并在这种矛盾和融合下发展,这种状况在他毕生事业中一直存在并对 他的气质有着深刻的影响。
如果说这种潜移默化的冲突是一种长期性的隐性行为,那么小麦克斯韦 首先要面对的是更为世俗的冲突,那就是城市与乡村的冲突。
麦克斯韦生长于父亲的老家盖洛韦乡村,因此操着浓浓的盖洛韦乡音。 他是在学期中插班来上课的,第一天上课,就受到了同学们的嘲笑。那是在 老师点名叫他回答问题的时候,麦克斯韦刚一开口,那浓重古怪的口音便引 得同学们哄堂大笑。有一次因为他发音实在是太古怪了,连一位文绉绉的女 教师都忍不住笑出了眼泪。因此老师们便很少再在课上向他提问,麦克斯韦 也更趋于孤僻。
在服饰上,麦克斯韦也与众不同。在19世纪,英国人是十分讲究衣饰打 扮的,女流以华贵为时髦,男子要戴高筒礼帽,穿着笔挺的衣服,衬衫的领 子要做得硬梆梆的。而麦克斯韦那灵巧的父亲则认为这样的服饰一来不利于 活动,二来洗起来也不方便,于是他自己动手设计、剪裁,按照苏格兰人简 朴、实用的原则为儿子做了一套简便的紧身衣,可以不穿外套,也没有累赘 的硬领。不仅如此,麦克斯韦的皮鞋也是父亲做的,也许是为了缝合时的方 便,皮鞋头是方形的,鞋帮上用金属扣扣紧。
不料这些“奇装异服”使麦克斯韦成了同学们嘲笑和攻击的对象,城里 孩子不仅讥笑他,排挤他,而且还撕破他的衣服,偷走他的腰带。他们还给 他取了一个外号——“傻瓜”,这个外号在学生时代一直跟着他,实际上它 的意思与其说是指愚蠢,更不如说是指古怪。
父亲见儿子如此受到侮辱,深感痛惜,决定不再让孩子穿自己设计的衣 服。麦克斯韦尽管眼泪汪汪,但是却倔强地坚持要穿到底,因为他信任自己 的父亲,认为他的设计是无可非议的,为此他决不向暴力屈服。
麦克斯韦依然穿着那样的服装进出课堂,为了捍卫自己的尊严,他转向 那些欺侮人的家伙,并且不停地挥舞拳头,打得他们不敢吱声。
城里的孩子发现这农村学生并不是可以随意欺侮的,于是开始有意地孤 立他。麦克斯韦因此也很少与大家来往,课下,他总爱独自坐在树下读读诗 歌,画一些只有自己才看得懂的图画,或者一个人躲在教室的角落里,专心 致致地演算父亲给他出的数学题。在班里,面对同学的冷嘲热讽,他沉默着, 但却从没低下头,当忍无可忍的时候,他就用尖刻的话语来回击。整个爱丁 堡公学只有两个人与麦克斯韦要好——坎贝尔和泰特,他们也是在班里受欺 侮的,三人同命相怜。这两个人后来也和麦克斯韦一样有作为,坎贝尔成了 古典文学学者,泰特成了数学和物理学家 (自然哲学家)。
麦克斯韦最初在爱丁堡公学时就是这样,尝尽了冷眼和孤独,但是天才 的光芒是永远不会被埋没的。到了中年级的时候,奇迹出现了。在一次学校 举行的数学和诗歌比赛中,麦克斯韦脱颖而出,一举夺得了两个项目的最高 奖。结果一经公布,不仅让全班同学目瞪口呆,就连老师们也大感意外,他 们这才意识到,班里这个独来独往的“傻瓜”原来有着如此的才华。
这次比赛改变了麦克斯韦在班上的地位,优秀的学生总是受人崇敬的。 于是再也没有人取笑他的口音和衣服,同学们开始敬重他,有了疑难问题也 都向他请教。麦克斯韦成了全校的尖子生,获得了许多奖励。
麦克斯韦的光彩,看起来象是突然迸发出来的,实际上这与他的勤奋刻 苦是分不开的。他对数学和物理有着浓厚的兴趣,特别是数学。在数学方面, 他很早就表现出较好的天赋。一次父亲教幼小的麦克斯韦练习画静物写生, 所画对象是插满金菊的花瓶。画完后父亲一看,满纸涂得都是几何图形:花 瓶是梯形,菊花成了大大小小的一簇圆圈,叶子用一些奇怪的三角形表示。 父亲见他对图形的把握性很强,又有空间立体感,于是便教他几何,后来又 教他代数。麦克斯韦因此与数学结下了不解之缘,而且他的数学才华,很快 突破了学校教授的范围。十四五岁的时候,他就自个儿发现了次多面体。他 写了一篇论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,论文题目是讨论二次曲 线的几何作图。这种曲线首先是被笛卡尔发现加以研究,并描述过绘制这种 曲线的方法;但麦克斯韦这次所用的方法是崭新的。在那时,一个最高机构 的学报刊登孩子的论文,是非常罕见的,麦克斯韦的父亲以此自豪。这篇论 文的想法十分巧妙,而且显示出了麦克斯韦一生中治学的两个特色:严密性 和对几何论证的偏爱,这正是苏格兰传统教育的体现。
这篇论文的最重要价值是使麦克斯韦进入到爱丁堡的学术界。他和父亲 一起,出入于爱丁堡皇家学会的会议,也因此接触了更多的有识之士,增长 了见识。
少年时代的麦克斯韦还酷爱诗歌,不仅爱读,而且擅写。他的诗自成一 格,常常即兴而作,博得友人的喜爱。同学之间也常常传抄、朗诵。麦克斯 韦从来没有想过当一名诗人,但他一生都没有放弃过写诗的爱好。
在中学时候,麦克斯韦常爱玩两种玩具,一是提螺,它类似于中国的空 竹,玩的时候用绳子提拉,一面飞速旋转,一面发出嗡嗡的声响。据说麦克 斯韦毕生都爱玩这个,还教他的朋友们玩。二是一种叫活动画筒的玩具,他 也极感兴趣。这种玩具大概类似于万花筒。麦克斯韦的这两种游乐兴趣,并 不仅仅是出于娱乐,因为这两种看似简单的玩具中,包含着复杂的科学原理。 而在以后,这些原理都被他应用到科学上。
1847年,麦克斯韦16岁,中学毕业,进入爱丁堡大学学习。这里是苏 格兰的最高学府。他是班上年纪最小的学生,但考试成绩却总是名列前茅。 他在这里专攻数学物理,并且显示出非凡的才华。他读书非常用功,但并非 死读书,在学习之余他仍然写诗,不知满足地读课外书,积累了相当广泛的 知识。
在爱丁堡大学,麦克斯韦获得了攀登科学高峰所必备的基础训练。其中 两个人对他影响最深,一是物理学家和登山家福布斯,一是逻辑学和形而上 学教授哈密顿。福布斯是一个实验家,他培养了麦克斯韦对实验技术的浓厚 兴趣,一个从事理论物理的人很难有这种兴趣。他强制麦克斯韦写作要条理 清楚,并把自己对科学史的爱好传给麦克斯韦。哈密顿教授则用广博的学识 影响着他,并用出色的怪异的批评能力刺激麦克斯韦去研究基础问题。
在这些有真才实学的人的影响下,加上麦克斯韦个人的天才和努力,麦 克斯韦的学识一天天进步,他用三年时间就完成了四年的学业,相形之下, 爱丁堡大学这个摇篮已经不能满足麦克斯韦的求知欲。为了进一步深造,1850 年,他征得了父亲的同意,离开爱丁堡,到人才济济的剑桥去求学。
二、负疚剑桥
剑桥大学创立于1209年,是历史悠久的大学,也是英国首屈一指的高等 学府,它有着很好的科学传统。牛顿曾在这里工作过30多年,达尔文也毕业 于此。麦克斯韦初到剑桥,年仅19岁,他这个青年对大千世界的一切都感到 新鲜。他几乎每天都和父亲通信,谈论这时的所见所闻和自己的学习收获。
在剑桥,麦克斯韦依然保持着他惯有的勤奋作风。他的学习出类拔萃, 第二年以优异的成绩考取了奖学金。按剑桥的规定,获得奖学金的学生在同 一桌吃饭,麦克斯韦因而结识了一群有志有为的年轻人。他也渐渐克服了少 年时代的羞怯,变得爱与人交往,因为这些有才华的年轻人毕竟情投意合, 而且相互钦佩。
在这所学校中,有一群才华横溢使学校四壁生辉的自由古典派学者,他 们组织了一个团体称为使徒俱乐部。这是一个科学团体,意为耶稣的12个门 徒,人数以12人为限,实际上是一个有建设性的学会,只有有真才实学的学 生才有资格参加。麦克斯韦的才华引起了这个团体的注意,他们吸收他为会 员。
在剑桥,麦克斯韦专攻数学,读了大量的专著。此时,他的学习方法还 很没有条理性、系统性,有时候为了钻研一个问题,他接连几周目不旁顾, 而有的时候,他又不加选择,漫无边际地博览。课余时间,他常常和使徒社 的朋友们聚在一起,探讨各式各样的问题。他们宣讲论文,进行辩论,提出 批评,交流意见,有时也即兴作诗。朋友们十分欣赏麦克斯韦的诗才,但是 与他谈话交流却非常困难,因为麦克斯韦说起话来和他读书一样,思维跳跃 性非常大,常常如天马行空,自己心中明白,表达出来却前言不搭后语,往 往一个论题没有讲完,又跳到另一个题目上。而且他的思路怪异,总爱提出 一些让人摸不着头脑的怪问题,比如什么“死甲虫为什么不导电?”,“活 猫和活狗摩擦可不可以生电?”,让人无从回答。尽管同伴们与他交流起来 困难,但是仍把麦克斯韦看做他们中间独一无二的人。麦克斯韦惊人的想象 力,敏捷的思维,讥诮的诗句使他们折服了。
一块朴玉,要有名师的雕琢才能成为佳品,一个奇才,也需要名师点拔 才能有所成就。在剑桥,麦克斯韦通过一次极为偶然的机会遇到了一位好老 师,那就是剑桥的教授、著名数学家霍普金斯。一天,霍普金斯因研究需要 要借一深奥的数学专著,到图书馆一查,发现这本书已经被一位青年借走了。 这本书一般学生是不可能读懂的。霍普金斯感到诧异,询问借书人的名字, 管理员告诉他是“麦克斯韦”。他找到麦克斯韦,发现他正在埋头做摘抄, 笔记上涂得五花八门,毫无头绪。霍普金斯觉得这个年轻人不一般,走上前 去诙谐地说:“小伙子,如果没有秩序,你永远成不了数学物理学家。”就 这样,麦克斯韦成了霍普金斯私人班级的第15个学生。