那场文会之后没几天,一日上午,范靖照例在四峰书院讲算学。
    堂下稀稀拉拉坐了七八个学生,比往日又少了几个。范靖也不在意,反正来的人本就不是为了学算帐,多半是想从他嘴里再掏点新鲜的说法出去显摆。如今文会过后,他那一套“格物新说”已经传遍了半个广州府,该来听的都听过了,新鲜劲儿一过,自然只剩下这些真正有几分兴趣的。
    今日讲的是勾股测量之法,范靖正说到“立表测影”这一节,忽听得堂外一阵脚步声,门帘一掀,进来两个人。
    当先一个是陈恪,就是文会上第一个发问的那个南海秀才,身后还跟著个十五六岁的少年,穿著件八成新的青布直裰,一脸压不住的兴奋。
    “先生恕罪,学生来迟了。”陈恪拱手告了个罪,倒不急著落座,反把身后那少年往前一引,“这是学生的表弟,姓沈名璟,字玉鸣。这孩子昨日在码头上得了个稀罕物件,却不明白这东西的道理,学生想著先生或许能弄得明白,便带他把这东西拿来给先生看看。”
    那少年上前一步,恭恭敬敬地行了个礼,然后从袖中摸出一个小布包,打开来,里头是一枚黄铜镶边的圆玻璃片,约莫酒杯大小,中间鼓鼓的,边上薄,底下还安著个象牙柄,倒像是一把小巧的扇子没了扇面,只剩个框子镶了片玻璃。
    “这是泰西来的『读书镜』,”沈璟把东西递过来,“那海商说,有些老先生眼神不好,小字看不清,拿这个隔在书上一照,字就变大了。学生拿回去试了一回,果然如此。先生,就这么一片玻璃,怎么就能把字变大?这是什么道理?”
    范靖看了一眼就知道,这就是个放大镜,或者说得更学术一点,就是个凸透镜。凸透镜成正立的虚像的道理只是初中的內容,范靖当然是很清楚的。但他还是先把这“读书镜”接过来,按照沈璟在一边的解说,试了试,然后点了点头。
    “玉鸣,”他把那读书镜轻轻放回桌上,“你这一问,问到了要紧处。这东西我也是第一次见。你要问我它为什么能把字变大,眼下我只能说有点想法,却还说不明白。你若信得过我,把这读书镜借我两日,我仔细琢磨琢磨,两日后若是有所得,再来讲给你听,如何?”
    沈璟立刻点头:“先生拿去便是!我拿这东西过来,本就是给先生格物的。”
    范靖谢过他,將读书镜小心收好,继续讲完了那半截勾股课。底下的学生们都有些心不在焉,显然心思还在那枚亮晶晶的玻璃片上。范靖只当没看见,先把课讲完,然后便招呼他们都上来看看,算是满足了一下他们的好奇心,然后便散了学。
    实际上要讲清楚放大镜的道理,根本不需要准备两天,即使是范靖打算加上两个格物实验,也不用两天。只是如果他拿到手,立刻就能说出道理来,那就太不符合格物认知的规律,倒是有些生而知之的味道了。
    两天后的早晨,书院那间偏院里破天荒地挤满了人。陈恪和沈璟自不必说,连刘秀才也带了两个朋友来,再加上平日里听课的几个童生,足足坐了二三十人。原来沈璟这孩子回去之后到处跟人说“范先生要格那片泰西玻璃了”,一传十十传百,倒招来了这许多人。
    范靖走进来时看见这场面,微微一愣,隨即笑道:“今日怎么这样热闹?我可没备这么多茶水。”
    底下都笑了。陈恪起身道:“先生別怪,都是学生嘴快,跟几个朋友提了一句,他们就都来了。若是先生觉得不便……”
    “没什么不便的。”范靖摆了摆手,“学问这东西,多一个人听便多一份明白。都坐下吧。”
    他在桌上铺开一块白布,上头摆著三样东西:那枚象牙柄的读书镜,一枝蜡烛,一张白纸。今日是个大晴天,窗外日光正烈,倒省了他不少事。他又让人把朝南的窗子推开半扇,日头斜斜地照进来,正好落在讲桌上。
    “诸位今日来,是为了这个。”范靖拿起那读书镜,在指间转了转,“沈玉鸣问过我,这片玻璃为什么能把字变大。我当时说,需要仔细琢磨琢磨。这两天,我把琢磨的结果,与诸位说一说。”
    “要说明白这片玻璃的道理,得先从一件最平常的事情说起。”范靖环顾四周,“光走的是直线——这个诸位有疑议吗?”
    学生们互相看了看。陈恪道:“先生,这个容易明白。日光从窗欞里照进来,是一条直直的光柱。灯下照出的影子,也是直的。”
    “不错。”范靖点头,“光走直线,这是第一桩要紧的道理。既然是直线,它往前走的时候,如果遇上了什么东西,就会怎么样?”
    “被挡住。”沈璟抢著答。
    “对。但如果遇上的是一片透光的玻璃呢?而且是平平整整的玻璃,光从一面进去,又从另一面出来,大致还是沿著原来的方向走,没怎么偏。”
    他拿起旁边一个盛水的粗瓷碗,把一根竹筷插进去,斜放在水中。学生们探过头来看,竹筷在水面处像是断成了两截。
    “但光不是永远这样老实的。你们看,竹筷在水里,水面上下是直的吗?”
    “不是——像是折了!”沈璟叫道。
    “为什么折了?因为光从水里进到空气里,走的方向会变。光在不同的东西之间穿过时,方向会偏折。水是一种,玻璃也是一种。”
    他放下碗,拿起那读书镜:“这片玻璃,中间厚,边上薄,表面是鼓起来的。光从鼓面进去,又从另一面出来,两面的方向都偏折,偏偏这两面又不是平行的——它厚薄不一,中间厚,边上薄。光从中间走过,偏折得少些;从边上走过,偏折得多些。四面八方来的光,经过这片鼓玻璃之后,全都被拢到了一处。”
    他走到窗边,把那读书镜举在日光中,让光线透过镜片落在地面上。地面上先是显出一个白亮的大光斑,他慢慢调整镜片和地面的距离,光斑越来越小,越来越亮。忽然间,光斑缩成了一个刺眼的白点,亮得让人不敢直视。
    “诸位请看,光被收拢到了一个极小的点上。”
    他把镜片高高举起,回头看向学生们:“这个点,我叫它焦点。四面八方的光,经过这片鼓面镜,全被收到了这个焦点上。这就是读书镜第一桩要紧的本事——聚光。”
    他从袖中摸出一小片乾枯的树叶,放在那个光点上。不消片刻,枯叶冒起一缕青烟,嗤的一声烧出一个小洞。
    堂下顿时一片惊呼。
    “著了!真的著了!”沈璟几乎是跳起来的。
    范靖把镜片移开,拍了拍手上的灰:“看到没有?光被收到了焦点,焦点的热比別处大得多,能烧著叶子。这不是什么法术,就是聚光的道理。我国三代的时候其实也有类似的东西,就是阳燧。按《周礼》记载西周设有司烜氏专职掌管阳燧取火。只不过阳燧是一面凹面铜镜,而这个是一个凸面的透镜。”
    他回到讲桌前,拿起一支炭笔,在一块掛著的,涂著白漆的木板上画了起来。他先画了一条横线,表示镜片;又在镜片前画了一个小箭头,表示要看的字;然后从小箭头的顶端引出两道线,一道水平的,一道斜向上的,两道线穿过镜片后先后偏折,在镜片的另一侧交匯成了一个更大的箭头——比原来的箭头大了许多。
    画完,他转过身来:“诸位看这个图。我把字放在镜片前面,光从字上发出来——或者说从字上反射出来——穿过镜片,因为我们刚才说的偏折,光被拢到了一起。但字离得太近,光穿过镜片之后还没拢到一处就进了你的眼睛,你的眼睛逆著这些光看回去,就看到那些光好像是从一个更远更大的东西上来的。於是你就看到字变大了。”
    他看著底下那一张张似懂非懂的面孔,放缓了语速:“我再说一遍。字是原来的字,光是字上发出来的光,镜片把光的方向改了,你的眼睛顺著被改过的光看回去,就看见字变大了。字並没有真的变大——是你的眼睛被骗了。”
    沈璟张大了嘴,半天才道:“眼睛也会被骗?”
    “你刚才不是已经被骗过了?竹筷在水里,你以为它断了,其实它还是那根竹筷。水让你眼睛受骗,玻璃也能让你眼睛受骗。只不过水是把东西看歪,玻璃是把东西看大——一个道理。”
    这番话说得大家终於开始点头了。刘秀才道:“先生这个『骗』字,倒是用得妙。这么说来,读书镜就是个骗眼睛的东西?”
    “可以这么说。”范靖笑了笑,隨即话锋一转,“不过这骗也有个限度。你拿著读书镜看字,要是把镜片离得越来越远——”
    他把镜片拿到一本书上,慢慢抬高。起初字跡確实在变大,但抬到大约两指高的时候,字突然糊了,再往上抬,越来越糊,最后什么也看不清了。
    “这是什么缘故呢?”范靖放下镜片,“因为字离镜片太远了——或者说,字离镜片的距离,超过了镜片到焦点的距离。这时候,光就不是还没拢到一处就进眼睛了,而是发生了变化。”
    他把蜡烛点了起来,把读书镜举在蜡烛和白纸之间,慢慢调整距离。忽然,白纸上出现了一个倒立的蜡烛火苗的影子。
    堂下又是一阵惊呼。
    “啊——这张纸上面怎么有个蜡烛?怎么还是倒著的?”沈璟喊了起来。
    其他人也都顾不得课堂的规矩了,激动地直接跑过来围著看。
    范靖並没有阻止他们,而是让他们看了片刻,才把镜片移开道:“好了,都会座位上去。我们上课的规矩呢?”
    大家便都回了座位。范靖等大家都重新坐好了,便继续讲:
    “刚才光还没拢到一处就进了你的眼睛,所以你是逆著光看回去,看到的是一个放大的字。那种在镜片的另一边並不真实存在的,只是个『虚像』。现在是把光真正收到了一处,成了一个看得见像,我把它叫『实像』。为什么是倒的?因为光是从上头来的,经过镜片后被折到了下头;从下头来的,折到了上头。这一交错,就成了倒的。这是读书镜又一样要紧的本事——不但能聚光,还能把东西顛倒过来,变成一个倒影。”
    他再次拿起粉笔,把刚才画的那张图重新描了一遍:“你们看这个图,也一样。我在镜片后画的是字反射的光最终到了我们的眼中,我们眼中便显示出了被放大的字,但字还是正的。但是光过了这一点之后,它继续往前走,会散开来,上头的折到下面,下头的折到上面。散开之后再落到一张纸上,纸上就成了倒像。”
    陈恪目不转睛地盯著黑板上的图,忽然变了脸色:“先生,刚才你讲放大的时候,说这个放大的字,不能距离读书镜太远,不能超过那个『焦点』。但要是我先用一个镜子,弄个实像出来,然后再在这个倒影后面,再安上一片读书镜,是不是就可以把远处的东西也放大了看了?”
    范靖瞪大了眼睛盯著陈恪,陈恪提出的,其实就是克卜勒望远镜的构想。只不过这东西这个时候还没有发明出来,克卜勒本人也还没有出生呢。他转过身,把书本和镜片都放下,沉默了片刻,方才开口。
    “问得好。”他朝陈恪点了下头,隨即环顾眾人,“我格这个读书镜,格了两天,都没想到这个,真是后生可畏呀。我觉得这个设想,从道理上来说,应该可行。”
    说完这句话,范靖又停了一下,让大家也有时间思考一下。然后他坐回到自己的座位上,缓缓地说:
    “当然,这只是推想。我们格物,最重要的是要落在实处。格物的时候,要善於联想,顏子闻一知十,便是如此。但不能全都想当然,还要在把自己的这些想法,拿去验证了,才能算是格完了一个物,得到了一点理。
    只是我手上只有这一片,这里没法做给大家看。”
    “我爹爹那里还有一个,我去要过来,明天带给先生。”沈璟在下面站起来喊道。
    “那便有劳小友了。”范靖道,“只是咱们这是在课堂上,按咱们的规矩,有话要说之前,先要举个手。”
    沈璟吐了一下舌头,坐了下去。
    等沈璟坐好了,范靖便把读书镜轻轻放回桌上道:“我们今天最后来总结一下,我们从这节课中,能学到的东西。有哪些呢?你们都说说吧。”
    大家就都想了一会儿,然后一个学生举起了手。
    “韩立,你来说。”范靖便说道。
    那个叫韩立的学生便站起来,將今天讲格“读书镜”格出来的道理总结了一下,包括光是直线传播的,包括光在进入其他透明的东西的时候会偏折,包括“读书镜”的聚光和成虚像、成实像。
    范靖点了点头,然后又道:“你们还有什么补充的吗?”
    这一次就没人举手了,大家都觉得,韩立把自己能说的都一口气说完了,让自己无话可说了。
    范靖又等了等,见还是没有人举手,心想:“虽说是十室之邑必有忠信,但是指望十室之邑必有牛顿和高斯,那还是想得太美了。”
    於是他便开口道:“我来做最后的总结吧。”

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