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清代学霸——天文学家王贞仪

2021-03-29宋媛媛

百科探秘·航空航天 2021年3期
关键词:月食天文学祖父

宋媛媛

女皇武则天、巾帼英雄花木兰、大词人李清照,相信大家对这些历史上著名的女性人物早已耳熟能详。今天,我们要为大家介绍中国历史上一位“非著名”女科学家——王贞仪。之所以说她“非著名”,是因为她鲜少出现在书本和影视作品中,但随着国际权威学术期刊《自然》将她列为“为科学发展奠定基础的女性科学家”、国际天文学联合会将金星上的一个陨石坑以她的名字命名,王贞仪这个名字终于在两百多年后火遍了世界!

王贞仪,字德卿,生于1768年。那个时代,西方的工业革命已经开始,科学技术蓬勃发展。而在中国,此时正值清代乾隆年间,封建思想仍然根深蒂固。王贞仪成长于南京富裕的书香世家。祖父官至太守,精通历算,父亲精通医术。王贞仪从小就喜欢缠着祖父问各种问题,展现出很强的学习天赋。幸运的是,她在开明的环境里,并没有像同时代的女性那样,每日学习刺绣、纺织,读《女诫》《女训》,待嫁闺中。她小小年纪便开始“读万卷书,行万里路”。幼时,她在祖父的七十五柜藏书中埋头苦读;后来,她跟随祖父调职前往吉林,跟从蒙古人学习马术骑射,在草原上留下了“发必中的,骑射如飞”的飒爽英姿;十几岁时她跟随父亲四处游历行医,领略了祖国的大好风光。她精通诗赋,文学造诣很高,留下了大量的诗句和散文。18岁时,年轻的王贞仪便写下“足行万里书万卷,尝拟雄心胜丈夫”“始信须眉等巾帼,谁言儿女不英雄”这样豪迈的诗句,展现了她不凡的见识、胸襟和男女平等的先进思想。

18岁以后,王贞仪回到南京定居。当时,这个年纪的女性大都已经成婚并开始了相夫教子的家庭生活。不过倔强的王贞仪却对科学产生了浓厚的兴趣,从文科转向理科,一心投入科学的怀抱,孜孜不倦地钻研起来。她反复翻看祖父书柜中祖冲之、张衡、梅文鼎的著作,没有老师,她就自己苦苦思索,很快就展现出数学方面的天赋。为了让更多人能够读懂数学,她简化了梅文鼎的《筹算》,编写了那个时代的“数学科普读物”——《筹算易知》。

在接触了西方的数学后,王贞仪又结合中国古代的“勾股定理”写出了《勾股三角解》。她在书中提出中西方的知识没有高低贵贱之分,应当各取所长、融会贯通。这种博采众长的胸襟、客观的视角,即使在当今也是弥足珍贵的。除此之外,她还完成了《西洋筹算增删》《象数窥余》《重订策算证伪》《术算简存》等一系列著作。在以八股文为教育主流的清代,年轻的王贞仪就这样自学成才,成了一名“非主流”的数学家!

除了数学,王贞仪还热爱天文学。从小游历四方时,她就喜欢仰望星空、夜观天象。后来,她接触并研读了大量西方天文学著作,学习了哥白尼的“日心说”和第谷的宇宙结构体系理论后,写出了《地圆论》,反驳了中国古代传承千年的“天圆地方”的宇宙观。她解释道,因为地面广阔,而人的观察范围有限,所以才会出现“天圆地方”的假象。

有人也许会疑惑:如果地球是球形的,地球其他地方的人不就要倾斜站立了吗?这个问题放到现在,可能连小朋友都会回答。但是在200多年前,想要弄明白这件事可不简单。聪慧的王贞仪对这个问题给出了这样的阐述:地球上的人都认为自己所在的地方是正中,但其实任何地方的人,头上都是天,脚下都是地,所以都是直立的。这个观点在当时可以说是十分超前的了!

在我国古代,天文学研究一直由官方主导,因为皇帝认为它关乎国运。这样一来,民间百姓擅自研究天文学就成了禁忌。不过,这并不能打消王贞仪的研究热情。崇尚科学的王贞仪不相信天狗吃月的传说,就将目光投向天上的月食现象,决心搞清楚其中的奥秘。

其实,早在汉代,张衡就发现了关于月食的一些原理。王贞仪反复研读张衡那本晦涩难懂的《灵宪》,借由房间中的物品模拟月食现象。她把一盏灯悬挂在屋顶充当太阳,用圆镜当月亮,把圆桌当地球。她一会儿拉拉桌子,一会儿拿着镜子慢慢踱步,通过不断改变这三个物体的位置,来观察“月相”的变化。就是利用这些闺房中的简单物品,王贞仪琢磨出了月食的成因:新月之时,月在日、地之间,地影蔽月,则生月食,故月食常在望。虽每月必有朔望,但不一定见月食,唯在黄道与白道交点附近,才有月食现象发生。为此,她还专门写了一本《月食解》,用直白的语言加上丰富的配图,简单直观地解释了月食的成因。而那时的王贞仪才20岁!除此之外,她还研究了岁差现象,写出了《岁差日至辨疑》;观察记录了金星、木星、水星、火星、土星的运行情况,写出了《经星辨》。

热爱观测的王贞仪还很了解气象学,传說她的邻居们在出门前都会向她打听天气情况。有一次,她看到蚂蚁纷纷“搬家”到高处,就去提醒农民们种植高秆作物,防止洪涝灾害,果不其然,没过多久,真的出现了持续性降雨。

嫁到宣城后的王贞仪不仅没有放弃自己的研究,还不顾世人的目光,开起了私塾,当上了教书先生。然而不幸的是,29岁那年,她因病离世。

王贞仪的一生如烟花般短暂而灿烂。她用遥遥领先于所处时代的思想以及超越封建束缚的独立人格,坚定勇敢地追随内心的声音、追求科学的真理,终于成为后世典范。

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