啟迪蒙昧 亦莊亦諧——《音樂(lè)中的科學(xué)》評(píng)介

楊謙[1] 王洪見(jiàn) 白欣

（首都師范大學(xué)物理系科學(xué)史研究室,北京100048）

Enlighting ignorance and being seriocomic— review of science in music

Yang Qian？ Wang Hongjian？ Bai Xin

科技工作包括創(chuàng)新科學(xué)技術(shù)和普及科學(xué)技術(shù)這兩個(gè)相輔相成的方面。大家都深知科技創(chuàng)新的重要性，卻往往忽略了科技普及。普及科學(xué)技術(shù)，提高全民科學(xué)素質(zhì)，既是激勵(lì)科技創(chuàng)新，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的內(nèi)在要求，也是營(yíng)造創(chuàng)新環(huán)境，培育科學(xué)家的“搖籃”工程?？茖W(xué)家只有站在“巨人”的肩膀上，才能看得更遠(yuǎn)。這里的“巨人”，就是指社會(huì)公眾的科學(xué)素質(zhì)?？茖W(xué)工作者必須正視這種歷史必然，采取有效的方式促進(jìn)公眾理解科學(xué)，做好科學(xué)傳播鏈上的第一“發(fā)球員”。
在歷史上，科普創(chuàng)作是科學(xué)家服務(wù)社會(huì)，向公眾普及科學(xué)知識(shí)的重要途徑?？?薩根曾對(duì)著名科普作家阿西莫夫的科普工作評(píng)價(jià):“我們永遠(yuǎn)也無(wú)法知道，究竟有多少正在科學(xué)前沿研究探索的科學(xué)家是因?yàn)樽x了阿西莫夫的某一本書、某一篇文章或者某一個(gè)故事而得到最初的鼓舞和激勵(lì)，我們也無(wú)法知道，究竟有多少普普通通的公眾基于同樣原因而對(duì)科學(xué)事業(yè)給予同情和支持?！背鲇谕瑯拥目紤]，為了改變力學(xué)知識(shí)普及相對(duì)落后的現(xiàn)狀，更為了能激發(fā)公眾對(duì)科學(xué)的興趣，大眾力學(xué)叢書誕生了。
傾力打造 豐富多彩
力學(xué)作為自然科學(xué)中最重要的基礎(chǔ)學(xué)科，在各種科學(xué)知識(shí)的普及中起著最基礎(chǔ)的作用；同時(shí)，力學(xué)也是與生產(chǎn)建設(shè)聯(lián)系最緊密的一門學(xué)科。但無(wú)論從力量投入和科普著作的產(chǎn)出上，力學(xué)知識(shí)的科學(xué)普及都相對(duì)落后。正是出于對(duì)力學(xué)科普工作深深的責(zé)任意識(shí)，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)組織了一批頗有學(xué)術(shù)造詣的資深力學(xué)家和相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者，推出了《大眾力學(xué)叢書》，來(lái)改變力學(xué)科普工作相對(duì)落后的局面。
《大眾力學(xué)叢書》內(nèi)容涵蓋力學(xué)學(xué)科的所有二級(jí)學(xué)科：動(dòng)力學(xué)與控制、固體力學(xué)、流體力學(xué)、工程力學(xué)以及交叉性邊緣學(xué)科。內(nèi)容十分豐富，仰觀宇宙之宏達(dá)，俯察粒子之微渺，遠(yuǎn)至古代文物，近至家長(zhǎng)里短。既有深?yuàn)W的衛(wèi)星原理和星系演化，又有優(yōu)雅的詩(shī)畫欣賞。只要有力學(xué)的地方，大眾力學(xué)叢書就將科普的觸角延伸到哪里。
《音樂(lè)中的科學(xué)》是武際可先生最近新出版的該套叢書中的一本。武先生將自己多年的研究和教學(xué)成果融煉到此書之中。此書深入淺出，懷文抱質(zhì)，科學(xué)性和藝術(shù)性兼具，可謂既啟蒙昧，亦堪回味。此書出版不久著名學(xué)者戴世強(qiáng)先生也在自己的博客中便推薦了本書，稱其是為藝術(shù)和科學(xué)搭橋的好書，不僅理工科的學(xué)人見(jiàn)了會(huì)愛(ài)不釋手，而且人文社科的學(xué)人也會(huì)給予青睞，尤其是那些音樂(lè)藝術(shù)的從業(yè)人員更能從中獲益匪淺。
引而不發(fā) 回味無(wú)窮
科學(xué)里隱含著巨大的藝術(shù)魅力，藝術(shù)中隱含著深刻的科學(xué)道理?？茖W(xué)和藝術(shù)的不斷交融與匯流，才有了人類社會(huì)的千姿百態(tài)。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)講過(guò)：“真正的科學(xué)和真正的音樂(lè)需要同樣的思維過(guò)程?！薄兑魳?lè)中的科學(xué)》一書以圖文并茂的版面形式，生動(dòng)鮮明的敘述方式讓讀者在欣賞音樂(lè)中了解科學(xué)，把艱深的力學(xué)原理和內(nèi)在規(guī)律介紹給廣大讀者。[1]讀罷此書，又通過(guò)學(xué)習(xí)到的科學(xué)知識(shí)去回味、欣賞身邊的音樂(lè)。這既普及了科學(xué)知識(shí)，又傳播了科學(xué)方法，與一些生搬硬套的科普書形成鮮明對(duì)比。該書既可以給青少年開(kāi)拓視野，培養(yǎng)科學(xué)興趣，又可以給教師及研究人員提供教學(xué)、研究的題材和參考依據(jù)。
全書共收錄了22篇文章。前20篇文章都圍繞特定主題展開(kāi)，著重闡明其中的科學(xué)思想和方法，以引發(fā)讀者思考和探究。在科學(xué)歷史上對(duì)該主題進(jìn)行前瞻回溯，探源究理。每一篇雖然都篇幅不大，但均脈絡(luò)清晰，有尺幅千里之勢(shì)。如第一篇文章作者圍繞日月星辰的周期運(yùn)動(dòng)和樂(lè)器的發(fā)聲，從古代東西方學(xué)者管仲和亞里士多德對(duì)周期運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)談起，旁征博引，讓讀者徜徉在歷史的長(zhǎng)河中，看各路學(xué)者對(duì)周期運(yùn)動(dòng)和樂(lè)器發(fā)聲的解讀。第二篇文章談聲音，作者從《說(shuō)文解字》對(duì)“聲”“音”二字的定義談起，論述了古今中外十幾名學(xué)者對(duì)聲音研究的成果，可以看成一個(gè)簡(jiǎn)化版的聲學(xué)發(fā)展史。第三篇文章漫話共振，作者借用我國(guó)古代詩(shī)詞來(lái)闡述秋千、擺鐘等物件中的力學(xué)原理，如唐朝人高無(wú)際寫過(guò)一篇《漢武帝后庭秋千賦》中所寫“咋龍伸而蠖曲，將欲上而復(fù)低”，就是說(shuō)：“隨著秋千的一上一下，身體剛剛像龍一樣地伸直，卻馬上又像尺蠖蟲一樣地卷曲”。這與作者在文中所寫蕩秋千竅門完全相符。[2]從我國(guó)古代的秋千、擺鐘的擺動(dòng)，到美國(guó)一座跨過(guò)塔科馬海灣的吊橋因共振而坍塌，再到各種各樣的樂(lè)器的共鳴箱，作者對(duì)共振原理進(jìn)行了剖析，使得讀者對(duì)共振現(xiàn)象有了最樸素的認(rèn)識(shí)，萬(wàn)變不離其宗。第四篇文章則談到律學(xué)知識(shí)，從古至今無(wú)論東方還是西方，對(duì)于聲音人們不斷追求和諧之音。作者從尋找和諧音出發(fā)，講述了“三分損益”法及十二平均律學(xué)說(shuō)的計(jì)算原理。此書涉及聲音的產(chǎn)生、傳播、共振、響度、音色等，講解了鑼、鼓、管、弦、笛等樂(lè)器的構(gòu)造、發(fā)聲原理等內(nèi)容，甚至還教讀者如何制作笛子。每一個(gè)主題寫的都形散而神不散，雖然大到宇宙天體，小到微觀粒子，但都圍繞該主題中力學(xué)知識(shí)的發(fā)展和應(yīng)用，可見(jiàn)作者扎實(shí)的知識(shí)積淀和寫作上高屋建瓴的把握能力。
全書史料詳實(shí)，并配有大量的插圖，作者在文中大量使用實(shí)際生活中的實(shí)例來(lái)幫助讀者加強(qiáng)理解和記憶。例如作者用北京天壇的祈年殿和北京火車站在講解聲音的混響度；用彈棉花和彈琴來(lái)講弦的振動(dòng)等。在“怎樣制作笛子[3]”一文中，講述笛子的歷史淵源，笛子的制作及其中的科學(xué)知識(shí)，描寫的清晰明了，很有想要親手制作一支笛子的沖動(dòng)。書中最后一篇文章把對(duì)聲音和音樂(lè)科學(xué)研究做出過(guò)重要貢獻(xiàn)的學(xué)者作了簡(jiǎn)要介紹，使讀者對(duì)這個(gè)學(xué)科的歷史有一個(gè)整體和大概的了解。希望能對(duì)讀者進(jìn)一步在這個(gè)領(lǐng)域探尋提供一個(gè)入門。
本書的一大特色就是貼近生活，每篇文章都有一個(gè)吸引眼球、貼近生活的文章名。如“從彈棉花說(shuō)起”、“為什么在洗澡間里唱歌特別好聽(tīng)”等，這些標(biāo)題就已經(jīng)讓人忍不住一探究竟，產(chǎn)生閱讀的欲望了。文中還出現(xiàn)像“音響發(fā)燒族”等與時(shí)俱進(jìn)的詞匯，貼近現(xiàn)代人閱讀的口味，拉近了讀者與作者的距離，容易產(chǎn)生共鳴。另外作者在書中大量引用經(jīng)典著作和古代詩(shī)詞，使本書文采斐然，增加了本書的可讀性性和趣味性。
本書引導(dǎo)讀者自覺(jué)的運(yùn)用科學(xué)方法和科學(xué)知識(shí)去觀察和思考身邊的事物，解決身邊遇到的問(wèn)題。在應(yīng)用科學(xué)方法解決問(wèn)題的過(guò)程中，科學(xué)知識(shí)在自己頭腦中得以建構(gòu)、鞏固，科學(xué)思想和科學(xué)精神逐步樹(shù)立，讓讀者既獲得了“魚”，又獲得了“漁”。這種引而不發(fā)的效果，恰恰是很多科普作品所欠缺的。要做到引而不發(fā)，就要作者對(duì)科學(xué)前沿很熟悉，能將科學(xué)中最基礎(chǔ)的原理和發(fā)現(xiàn)，凝練內(nèi)化成通俗易懂語(yǔ)言。使讀者讀罷，既收實(shí)益，復(fù)堪回味。而這是既不是文采好的人讀幾本教科書就可以做到，也不是所有科學(xué)家都能夠做到的。
科藝結(jié)合 啟迪創(chuàng)新
本書將科學(xué)與音樂(lè)地巧妙地結(jié)合，并且在科學(xué)知識(shí)的深度上拿捏的恰到好處，既不會(huì)感到生澀難懂，又不會(huì)感到枯燥乏味，使讀者在輕松的氛圍中感受閱讀帶來(lái)的快樂(lè)。作者認(rèn)為，選擇音樂(lè)作為業(yè)余愛(ài)好，不僅可以加深文科和藝術(shù)方面的修養(yǎng)，又能夠得到相當(dāng)深入的自然科學(xué)的熏陶。
年輕人要培養(yǎng)更加廣泛的興趣。作者列舉了李四光、袁隆平、愛(ài)因斯坦、費(fèi)曼等11位著名科學(xué)家的業(yè)余愛(ài)好，來(lái)說(shuō)明廣泛的興趣對(duì)于一個(gè)人成長(zhǎng)成才的重要性。書中還舉了錢學(xué)森的例子。錢學(xué)森在小時(shí)候父親就很重視對(duì)他的藝術(shù)教育，并一直保持著對(duì)藝術(shù)的興趣。“我覺(jué)得藝術(shù)上的修養(yǎng)對(duì)我后來(lái)的科學(xué)工作很重要，它開(kāi)拓科學(xué)創(chuàng)新思維”?！翱茖W(xué)上的創(chuàng)新光靠嚴(yán)密的邏輯思維是不行，創(chuàng)新的思想往往開(kāi)始于形象思維，從大跨度的聯(lián)想中得到啟迪，然后再用嚴(yán)密的邏輯加以驗(yàn)證”。
希望本書能激發(fā)讀者對(duì)身邊事物探源究理的思考，使大家認(rèn)識(shí)到藝術(shù)修養(yǎng)對(duì)科學(xué)創(chuàng)新的積極意義，也不枉作者一片苦心了。正如作者自己寫道：“本書如果對(duì)喜愛(ài)音樂(lè)而又愛(ài)好科學(xué)的青少年朋友有一點(diǎn)啟示，產(chǎn)生進(jìn)一步追根問(wèn)底的興趣，筆者就很滿足了。”