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一、力矩的中文翻译
力矩的英语单词是力矩,但对于日常英语来说,力矩是“时刻”;“一瞬间,一瞬间”的意思是,等一会儿他就不见了。在《牛津英语词典》中,它的基本含义也是:点或非常短暂的一段时间,所以有了从“受力瞬间”到“瞬间”的故事。这个故事包括两个纠结点。第一,力矩在英语中有“力矩”的物理意义。第二个是从英文的力矩到中文的力矩。
李雕像
第二个纠结的过程也挺长的。早在1922年,解砾[1]就在1922年的《科学》杂志上撰文说:“西方国名翻译成中文,有很多意思都不好找,但‘时刻’二字特别难,这里官司很多。”直到近年来,仍有许多学者和专家追根溯源[2,3]。情节大致如下:1859年,李等人将‘力矩’翻译成‘重距积’或‘质距积’,《重学》;1904年,吴光剑用扭矩在《最新中学教科书力学》;1934年1月31日,中华民国教育部公布《物理学名词》,官方背书时刻翻译为“时刻”。此后,中国的物理教材逐渐被统一使用。
“瞬间”;从1859年到1934年,“力的时刻”被翻译成重距离和能源效率这样的词。对此感兴趣的人应该阅读文献[2,3]。
第二,为什么瞬间有物理意义的瞬间?
肯德基是教力学专业英语的,所以对第一个纠结感兴趣。
至于moment的词源,有人说来自古法语moment,也有人说直接来自拉丁语Moment。动量的英文意思是‘运动,运动;移动电源;改变,变化.这种感觉离“点或很短暂的一段时间”还很远。
西方也有日晷。
在中世纪的欧洲,有类似中国古代的日晷计时器。太阳动了,日晷指针的影子也动了。在他们的计时系统中,针影的移动刻度被记录为一个时刻,大约是90秒(日出到日落为一天,一天被分为12个小时,每个小时被分为40个时刻)。因为在那个年代,计时工具落后,人民生活佛教化,90秒肯定是相当短的。大概,这一刻有时间的意义(这是肯德基的推断,细节待考)。
日晷时间的划分(左边一天,右边一周)
肯德基也想说说瞬间和瞬间的关系。肯德基估计moment有“瞬间”的物理意义,是从意大利的momento(1830年以前moment应该没有意义)传入的。
伽利略博物馆
意大利伽利略博物馆馆长保罗加卢齐(Paolo Galluzzi)认为,伽利略使用动量概念是为了整合阿基米德的几何静力学和亚里士多德的动力学。它最初的目的是建立一种新的力学,借助重量、力、速度等概念对物体的运动给予因果的、数学的解释。
很有意思。伽利略想统一阿基米德和亚里士多德的理论。按照现在的教材(这也是对力学学科体系的一个反映),应该先讲质点运动,再讲刚体,再讲变形体。也就是说,让肯德基推导力学,首先考虑质点的运动规律,但是质点的运动规律(遵守牛顿第二定律)怎么会和力矩有关系呢?
肯德基没有系统的读过希腊科学史,只是零零碎碎的了解到,让肯德基认为阿基米德感兴趣的运动并不是一个质点的运动,而是一个当时很有实用价值的杠杆的运动。如果阿基米德专注于杠杆等定轴旋转物体的力学和运动特性,那么这种运动(现在的术语应该是旋转的角加速度)与力和力臂的乘积有关,这可能就是伽利略将“力矩”与两个物理量的乘积联系起来的原因。当然这一段是肯德基的废话,但我自我感觉还是有一定道理的。
当英国人把伽利略的momento做成纯英文的力矩时,力矩可能就有了两个物理量乘积的意义,并在此基础上推导出了统计力矩,惯性矩。有点像现在很时髦的中文词“粉”,最初是从英文fans翻译过来的“Fan”,现在有了“圈粉、吸粉”之类的词。
物理力矩中的力矩翻译成中文的“力矩”是很有根据的。翻译吴光剑,15岁考入天津北洋水师学堂,每次考试都是第一名。毕业后,他被派往英国,先去了格林威治海军大学深造。之后转学到伦敦大学,学物理和数学,转行学文学。曾翻译大仲马《三个火枪手》,狄更斯《劳苦世界》,歌德《狐之神通》,勃朗特《呼啸山庄》等名著。
中文的“矩”字有长方形的意思,当然让人联想到一个长x宽的画面,也和李的“多距积”翻译法很贴心。目前,数学、力学、物理学中广泛使用“力矩”的概念。
第三,科学效用的思辨
如果以上的“废话”是有道理的,那么肯德基对于“科教是否有用”就有话说了。
意识机械化是终极科学。
国内很多学者之所以坚持“国内学术水平低,原创性低”,是因为我们过于追求科教的功利性。这些人往往很羡慕西方的教育,尤其是古希腊的学术思想(比如当时发展起来的圆锥曲线就是当时科学家的个人爱好)。但如果说阿基米德更关心杠杆的平衡,更不关心质点的运动,肯德基看不出这些学者痴迷的阿基米德更喜欢“无功利的纯利”。就连亚里士多德(肯德基对其伟大成就的真实性也持怀疑态度,见亚里士多德,他有点怪),他对“重量比重量轻的物体下落速度快的原理”的关注也被用来指导当时人们的生产实践。
有人认为纯理论研究不一定有用,比如哥德巴赫猜想,但肯德基认为这样的研究至少有三种用途。先解决研究员的饭碗(你选择了这条路,不折腾出点东西怎么养家!像佩雷尔曼这样做完庞加莱猜想就把自己藏起来的人少之又少)。其次,它消除了未知的不确定性。作为一个由低等生命进化而来的人,他不喜欢不确定性,本能地有一种消除不确定性的情结,就是你不解决这个猜想,别人就会去想。解决了就不用浪费别人的废物,从而降低人类社会的成本。第三,研究过程促进了相关应用数学的发展。
科学不是没用,只是孵化期长(受益面广),而技术的孵化期短,所以很多人似乎觉得功利。对于进化后的人类来说,所有的群体行为(不是个体的离群行为)必然是有目的性的,但有些功利性在个体中、在短时间内并不明显。
鼓吹科学无用论,误国误民。想想古希腊,那时候科学很发达,但是他们扩张了自己的国家!还在那个小地方。
有学者反思为什么宋元以后中国的发展比欧洲国家慢了,尤其是科技。有人认为中国古代只有技术,没有科学,只有实用的技术,没有理性,导致了科学的不发达。还有人认为汉字没有拉丁字母那么抽象,那么代数(其实汉字也有a,b,c,p,d,p,p,p,p,p,p,p,p,n,n,e)。这些都有一定的道理。但肯德基认为,最根本的是,在农耕时代,这片土地对科学的需求并不强烈。
农耕时代,中国的土地太肥沃,政权太容易生存。北边的沙漠,西边的山,东边的海,南边的森林,到处都是瘴气,没有出门的动力。谁占据了这片土地,谁就愿意留在这里,不愿意搬走。就算我像郑和一样出去转了一圈,也只是去了一圈又回来了。所以社会对伽利略和牛顿的理论没有需求。
欧洲大航海时代不同了。欧洲人想在亚洲制造宝藏,想通过航海制造宝藏。他们需要在海上航行,自然需要了解占星术。他们要抢别人的东西,自然需要把枪打得更有力更准。他们从海外掠夺生产资料进行深加工,自然需要好机器。同时,资本主义的竞争也促使他们互相竞争,把船、枪、机器做好,自然促进了这方面的研究。
肯德基认为,不是我们的种族、我们的民族、我们的文化不行,而是在一定条件下对科学没有需求。三十年河东,三十年河西,风水轮流转,如果社会和政府决策对科技做出持续的需求,中国的科技一定会发展起来!
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