10月18日,zhu名物理學家楊振寧院士與世長辭,這位一生致力于科學探索的大師,生命定格在103歲。
在96歲高齡這一年,他在家人的陪伴下,于2018年4月25日-27日赴三峽考察,他也是第一位到訪三峽工程的華人諾貝爾獎獲得者。途中,楊振寧院士提問,當年三峽行船拉纖時纖繩為什么不是系在船頭呢?時任三峽集團黨組副書記、副總經理的林初學陪同考察,并在隨后寫下回憶文章,從中可見科學家精神在大師身上最本真的體現。
在楊振寧院士逝世后,《中國三峽雜志》再次刊發此文,現將此文予以轉載,亦以此作為對大師的懷念。
楊振寧院士的三峽往事
作者 林初學
在春光明媚的時節,著名物理學家楊振寧院士一行來三峽工程參觀,我有幸陪同,與同事一起向楊先生介紹工程建設運營情況。
楊先生96歲高齡,很健談,對工程問題有興趣了解,頭腦條理清晰,提問中有思考。大家都樂于接待這樣的工程參觀者,以輕松自然的互動交流方式,在應答中解答來訪者最想了解的事情,同時也順著話題把自己最想讓來訪者知道的事情告知對方。楊先生在三峽展覽館與集團主要領導座談,聽了三峽工程及三峽集團情況介紹后,欣然題寫感言“三峽工程是人類歷史上一個亮點”。
接待中安排了“
兩壩一峽”內容,自
葛洲壩上船,溯流而上,參觀
西陵峽東段,沿線介紹抗戰時世界著名壩工專家、美國墾務局總工程師薩凡奇到三峽考察選擇壩址的情況。
在船上,時間稍寬余些,楊先生除了繼續詢問與三峽工程以及水利、能源等相關事宜外,還談起他小時候及就讀西南聯大時的往事。登船時楊先生曾問湖北公安在何處,我們指向下游方向,他解釋說在清華研究院完成碩士論文的導師王竹溪老師就是公安人,并深情地講到正是碩士生時被王竹溪先生引入了統計力學研究,為以后進入大展身手獲取諾貝爾獎的研究領域提供了機緣。
楊振寧院士與中華鱘研究所工作人員。攝影/劉華
船行進入
南津關,恰逢習近平總書記視察長江乘坐的“長江一號”執行完任務后返航,與我們的船齊頭并駛了一段,大家站上甲板興奮地拍照。
長江一號。攝影/林初學
末了講起葛洲壩、三峽成庫后峽江航道條件的極大改善,楊先生忽然問道,三峽還有沒有什么地方可以看到
纖夫拉纖的情形,我說纖夫已隨木帆船改機動船而消失很多年了,可能個別支流的旅游景點還有示意性的表演。
回到船艙坐下,楊先生向我們講述他小時候隨家人從安徽家鄉出來,看見江南水路交通的情形。他說,纖夫們拉著船前行的那個場景留下的印象很深,在他記憶里,纖夫拉著的纖繩好像是系在桅桿之上。楊先生說,這么些年腦海里留下的問題一直未解:纖繩為什么不是系在船頭呢?
聽了楊先生的描述,我才明白了他問能否看見纖夫拉船,與一般人不同,他是想印證和弄清兒時留下的問題。我也試圖打開小時候的記憶,發現我已沒有準確印象纖繩系于何處。
我在金沙江岸邊長大,有好多年如歌中所唱“聽慣了艄公的號子,看慣了船上的白帆”的親身經歷,但與科學大師一比,立馬就覺出差距了,既沒有楊先生那樣打小時就有的細微的觀察力,更缺少把童稚時期的未解之問留在腦海持久思考求解的強烈求知欲。記憶不清,也沒思考過,對楊先生的問題一時難以回答。
石牌保衛戰遺址。攝影/林初學
船行至燈影峽靠岸,岸邊正是抗日戰爭時期被比作“東方的斯大林格勒戰役”的石牌保衛戰遺址,中國軍隊在此重創日軍,粉碎了日軍沿峽江西進進攻
重慶的企圖。
前些年這里復建了第六戰區江防司令部及國民革命軍十一師師部,還修建了紀念碑、紀念館,是湖北省國防教育基地和
宜昌市愛國主義教育基地之一。楊先生饒有興趣地站在甲板上,以岸邊景物為背景拍照留念,記下這個畫面。楊先生在船上休息之際,我們登岸到紀念館參觀。
說來也巧,走進紀念館門口不遠,戰役態勢示意圖旁邊,有一張舊時三峽行船的照片赫然在目,畫面是峽江里一只單桅桿的帆船,纖繩系挽的位置看得比較清楚,確實不是系在船頭,而是系在桅桿上。
我用手機拍下照片,回到船上說與同事聽,大家都覺得太神奇了,一是感嘆楊先生兒時的觀察力、記憶力準確,二是好像誰知道有今日之問而把答案預放在那里等待揭曉!
其實,這張舊照片與三峽工程也真有一點關系,它是在薩凡奇計劃披露后,國民政府擬與美國合作開發三峽消息傳開,美國《生活》雜志趕派攝影師前往三峽進行拍攝留下來的珍貴影像之一。
1946年美國生活雜志攝影師拍攝的三峽木帆船
返回船上,我給楊先生看了照片。照片雖印證了楊先生“纖繩未系船頭”的兒時記憶,回答了知其然的問題,但要知其所以然,也只提供了線索。于是,在巨匠級物理學家見證下,一場討論展開:為什么纖繩不系在船頭?
大家依照直觀判斷,加上回憶中學物理講授的力學知識予以應用,不長時間就有了基本的解答。最直觀的道理是,纖繩若簡單系于船頭,位置太低,很容易被河邊的巖石或障礙物別住,時不時需要揀挽(即由拖后的一位纖夫去把纖繩抬起來越過障礙)。從受力的角度,帆船靠風帆鼓起,以風為動力通過桅桿傳至船體推動船行,而無風或風力不足時靠纖夫人力牽引,纖繩的著力點也應與鼓帆時的著力點基本一致,所以纖繩系于桅桿而不是船頭。
參與討論之間,一個想法閃現在我腦海,把這段故事寫成花絮分享,再加上一個標題黨的句法“諾貝爾物理學獎得主思考了八十余年的力學難題,在三峽半日破解”,點擊率一定很高。我如此閃念給大家一說,眾人皆樂。
待到我真動手記述這段故事,還是感覺若想說清楚寫明白這個為什么,需要更仔細的分析。我回憶起楊先生當時聽我們討論的神態,似乎并不是百分之百滿意的樣子。
我上網查了地方水運資料里面關于拉纖的描述,發現纖繩的高低還可以通過裝在桅桿頂部的滑輪調節,能提升起來避讓較高的障礙物。
進一步細致考察,實際上纖繩是以一個三角形與桅桿連接的,三角形一個頂點在纖繩上,兩個頂點分別在桅桿上部和下部,邊長可以調節、形狀可以變化。這樣,不管纖夫是沿接近江面的纖道上平拉,還是在高出江面的坡道上斜拉,通過三角形的形狀變化,可以保持纖繩傳遞的水平分力最大,而垂直分力均被船自生重量抵消,不產生于船正常前進不利的轉矩。
另外,如果纖繩系在船頭,當遇曲折岸線,纖夫在纖道上拉行的方向與船行方向形成較大夾角時,由于著力點不在船的重心附近,拉纖產生的側向分力會形成力矩使船頭偏轉,而需要舵工大力搬舵去抵消轉向的力矩,而纖繩系于桅桿,桅桿位置靠近船的重心,就不會產生使船頭偏轉的力矩。
總之,纖繩之問,看似簡單,也需要專門寫篇作業,附幾張照片,對不同情形,配上力的分解圖片予以說明,才能回答清楚。
纖夫拉纖是造訪三峽者常問及的事,問答間往往引人懷舊,感慨時代躍進世事滄桑。而由纖夫問及纖繩系法,引出一次力學的討論,楊先生乃是第一人。
后來,我同集團青年員工學習習近平總書記視察北大對青年人“愛國、勵志、求真、力行”的寄語時,舉了楊先生纖繩之問為例言證何為“求真”。這種求真的品質,是科學人文素質中很寶貴的部分,可以讓我們奮斗忙碌追逐夢想之時,保持人與生俱來的那種探究事理的天性,于觀察思考中發現自然的美妙,從格物、致知到欣賞、敬畏的過程中感受幸福、建立信念、獲得力量。
楊振寧院士在其新書《晨曦集》中形容,可以使得人類對自然有新的認識(的發現)本身就是美,“是從事科學研究的人zui傾倒的美”。科學研究如是,工程創造也一樣,作為三峽建設者,我們期待著在克難攻堅、求知創新中追求、領略到更多科學的美、造物的美。