正文 第二十四節穿越到大宋教物理（1） 文 / 古月清影

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    小飛又眉飛色舞的講起物理來，物理不是我的強項，于是我只好在一旁洗耳恭听。“大家听到過這樣一個實驗沒有？我們的老祖宗很聰明，在漢代就有了很準確的氣象觀測，這就是著名的刻魚測雨的實驗。”

    “小飛哥哥，我們沒有听過。你快點給我們講講才是啊。”一幫小孩子迫不及待的說。這些小孩在窮鄉僻壤之中，自然孤陋寡聞，不諳世事，所以不知道也是情有可原的，不過我對物理不感冒，平時也不太關注，所以也跟著他們不知所雲的搖搖頭。小飛耐心的說起來︰“這是個奇特的物理實驗是這樣做出來的，它使用的儀器是用玉石雕刻的魚。這種魚為橢圓形、中空，髟耆尾皆具。目的是以魚的鳴吼來預測天氣。在《西京雜記》里有詳細記載，有興趣的同學可以回去查查看。講的是昆明池刻玉石為魚，每至雷雨常鳴吼，髟耆尾皆動。漢世祭之祈雨，往往有驗。請問各位親愛的同學們，這是為什麼呢？請問你們有什麼想法沒有，請大膽的說出來。”

    一片沉默之後，一個胖乎乎的小朋友挺身而出，他搖頭晃腦的說︰“我想吧，那一定是塊神奇的石頭，玉石是神仙老爺爺留下來的。”另外一個小朋友恍然大悟的說︰“不是神仙留下來的，是女媧娘娘補天時候留下的石頭，所以才如此靈驗呢。”小飛微微一笑︰“你們的想象力還蠻豐富的。其實是由于這個實驗巧妙地運用了共振效應，不是石魚的原因。但是那些不知原理的人對石魚產生敬仰，並頂禮膜拜。我們清楚當有風暴時，強風掠過海面會產生次聲波，次聲波和風暴怒吼的聲波一起向四面八方傳播，聲波很容易被吞掉，唯有頻率很低的次聲波在傳播過程中能量損失少、傳播距離遠，比風浪速度快許多倍，它能成為風暴來臨的警報。但次聲人耳無法分辨。石魚就是這樣一種風暴報警器︰它張口，腹空，當次聲波不斷對它施以周期性外力時，石魚作受迫振動。若聲波的策動力頻率與石魚的固有頻率成倍數關系，石魚產生非線性共振，發出聲波。其中，高頻部分為可聞聲。此時，石魚髟耆尾該動，其聲學效應表現為大聲鳴吼。其實，在我們古代的時候，利用共振效應預測天氣、地震、兵亂的例子不勝枚舉。漢武帝時，未央宮前殿鐘無故自鳴，三日三夜不止。詔問太史，待詔王朔，朔言恐有兵氣。可見，刻魚測雨實驗有其堅實的理論基礎，這些理論是在不斷觀察、分析中總結出來的。我國漢代就有如此奇妙的實驗，這是我們這些炎黃子孫值得驕傲的事情。”

    下面一片歡呼雀躍聲，我也在一旁饒有興趣的看著，真是學好數理化，走偏天下都不怕，現在應該改為古今都不怕。我可深深體會到了，誰叫我理科差呢？現在只好乖乖的听小飛洋洋灑灑，自鳴得意的演說了。

    他又給大家展示了好幾個有趣的物理實驗，如銅鏡透字。這種鏡子叫“透光鏡”，始于西漢。它與編鐘、魚洗一起，被稱為中國古代青銅三寶。小飛當堂展示的時候，這面神奇的鏡子不僅能照人容貌，而且當光束射到鏡面時，鑄在鏡子背面的銘文圖案，還會“透”過鏡子映現在屋壁上，一清二楚。“那麼銅鏡何以透光呢？”

    看大家目瞪口呆的樣子，小飛不失時機的循循善誘的問道。大家茫然對視，小飛微微一笑，得意的說︰“這是因為透光鏡鑄成後，鏡面會有肉眼不易覺察的與鏡背銘文相對應的微小起伏，這種微小起伏是背的花紋凹凸處凝固收縮，產生鑄造應力，加之鏡面在研磨時產生壓應力，造成彈性形變。當鏡面研磨到一定的程度時，這些因素共同作用，使鏡面產生與鏡背銘文相應的曲率。光束照在鏡面，鏡的微小起伏經光程放大，便顯示出透光效應了。”原來如此，大家若有所思的點點頭。

    小飛又拿出一只精美的古代蝴蝶造型的杯子，美輪美奐，不過細細看上去與其他杯子大同小異，沒有什麼古怪。小飛微微一笑，“現在我們把杯子倒上水，就大不一樣了，讓我們看看們神奇的杯中顯影吧。”

    大家都瞪大了眼楮，果不其然，這杯子增滿水後果然大有玄機，只見兩只靈動可愛的蝴蝶在水杯中間翩翩起舞，栩栩如生。小飛提出問題︰“這是為什麼呢？大家要知其然，還要知其所以然才是。”

    可大家還是面面相覷，不知所以。小飛一邊拿著杯子，一邊細細的講解起來︰“因為杯底中央嵌裝一枚凸透鏡，在杯腳里以游絲裝上彩蝶，只要杯受微小干擾，彩蝶就能舞動。杯中無酒時，彩蝶在凸透鏡焦點之外，造成與人眼同側的實像，人眼視之模糊。斟酒入杯後，這層透明的酒成了一枚凹透鏡，凸透鏡與凹透鏡組合成復合透鏡。復合透鏡的焦距比凸透鏡的焦距大，彩蝶便落在復合透鏡焦距之內，造成了放大虛象，位于明視距離處。復合鏡起到了放大鏡的作用，人眼清楚地看到放大了的蝴蝶。因杯拿在手里總要受點干擾，蝴蝶也就翩翩起舞了。”

    原來如此喲，所以的人都恍然大悟，拍手叫好。真不知道小飛這個家伙從哪里收購到這些珍貴的古董，這項技術早就失傳了，這蝴蝶杯杯子可真是無價之寶呀，要是能夠帶到現代社會，那保證又一個千萬富翁橫空出世呀，我不由的艷慕的多看了兩眼。

    小飛又不慌不忙的取出燒瓶，和紙片等，一邊說，一邊長袖善舞起來︰“現在，我們要用雞蛋清與明礬粉末和勻涂刷紙上作成銚子，放在火焰上煎茶，大家想一想，這個實驗結果到底是怎樣的？是水沸而紙不燃還是火直接把紙給燃燒掉了？大家請拭目以待吧。”

    這紙遇火就會燃燒的，可是那水撲撲的沸騰起來，而那張紙卻始終安然無恙，真是神奇。看大家一副疑惑不解的樣子，小飛又不厭其煩，耐心的解釋起來︰“火焰溫度約600c，而紙的著火點是183c，用火燒紙，紙會燃為灰燼。但用紙銚煎茶，情況就不一樣。爐火燃燒時，銚子內的水會不斷吸熱，使紙冷卻。水的沸點是100c。水會在這個溫度下變為蒸氣，將多余的熱帶走，所以沸水溫度不會超過100c，這個溫度低于紙的著火點，只要銚子里的水不干，紙就不會燃燒。”大家紛紛點點頭，呈現出原來如此的表情。

    剛演示完這個有趣的實驗，大家大開眼界之後，他又忙不迭的拿出一個精美的噴水魚洗。這種古代玩器始于漢代，大多類似洗臉盆，盆底刻魚，盆沿有兩耳。小飛輕輕的摩擦那兩耳，那盆便噴射出一股股半米多高的美麗的水柱，在從窗扉映射進來的斑駁的眼光下，色彩斑斕的彩虹若隱若現，大家看得真是嘆為觀止，不過這魚洗在現代社會好多古玩店都有，倒沒有失傳，也不那麼稀罕，只是我也不知道為什麼會這樣，現在終于可以一探究竟了。

    小飛振振有詞的說︰“噴水原理實際上是振動產生的四節線振波引起了水的激蕩，振動過程類似于圓鐘的空氣振動。為了使魚洗噴水，應使手掌和魚洗兩耳摩擦，作為洗發生振動的激勵源。手掌所處的位置可視為振動波節的位置，這樣，由于洗的對稱性，其振動只能產生偶數節線，而振動的拍擊波使洗內的水發生相應的諧振動，于是在洗的振動波腹處，水的振動最為強烈，而在洗的波節處，水不發生振動。”我一直疑惑不解的奧秘終于在小飛的深入淺出的講解下迎刃而解。

    “听我講了這麼多，估計大家都听累了，那好，我們大家就動動手，做一個小小的實驗，活躍活躍課堂氣氛吧。這個實驗非常簡單，現在大家兩人一組，一起做實驗。”

    小飛一邊和我各拿一個竹筒站在屋子兩端示範，一邊讓小朋友們模仿︰“我們現在取竹筒兩個，空其兩端，一面用皮紙封好。兩筒紙面相向，取長數丈細線穿過之，兩個人各執竹筒站遠，一人嘴巴對竹筒，一人耳听竹筒，雖然相去數丈，但說話的人隨意說話，對面听的人知曉，而其他人卻不知道，大家試一試，看看是不是如此啊？”

    大家一听如此神奇，頓時來了興趣，一邊依葫蘆畫瓢的實驗起來，一邊七嘴八舌的興高采烈的交流起來。

    真是寓教于樂，既傳播了知識，又帶動了小朋友的積極性，和培養了他們的動手能力，不可否認，小飛真是是一位不可多得的優秀的大宋人民老師。試想一下，如果我當時的物理老師有這樣的水準，我的物理成績也不會拖我那麼長的後腿，害得我高考發揮不好，落到今天有家不能回，長期滯留在古代的悲催命運，而且還不知道期限是多久？不知道是不是一輩子的時光？哎，想想就讓人不寒而栗，還是不要再想了，否則心灰意冷得上憂郁癥，那可就一切完了。還好，任何時候你都不是一座孤島，這不，不是還有小飛嗎？怕什麼，千萬不要胡思亂想才是，那些瘋掉的人，肯定不是做事做瘋的，百分之百是東想西想想瘋的。所以人類一思考，上帝就發笑。想法這東西還是適可而止的好，否則想來想去成了尼采就慘了，我趕緊把注意力重新轉移回來。