物理學(xué)家名人故事：沈括_1000字

沈括是我國(guó)北宋時(shí)期著名的科學(xué)家，他非常博學(xué)多才、功績(jī)卓越，不僅精通天文、數(shù)學(xué)、化學(xué)、地理學(xué)、農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)，對(duì)物理學(xué)還有深入考察。他不僅關(guān)注了磁學(xué)和光學(xué)，還研究了聲學(xué)上的共振現(xiàn)象。沈括深通樂(lè)理懂音樂(lè)，曾經(jīng)還寫(xiě)過(guò)幾十首軍歌，更難能可貴的是，他還善于舉一反三，能夠融會(huì)貫通，通過(guò)音樂(lè)現(xiàn)象和原理啟發(fā)科學(xué)研究。
有一天，沈括和朋友們聚在一起喝茶聊天。一位朋友面露神秘得跟大家說(shuō)：“最近我家里發(fā)生了一件怪事，是這樣的，我家有一張琵琶，一直放在一間空屋里沒(méi)人管他。奇怪的是，有一次，我用少數(shù)民族的管樂(lè)器演奏燕樂(lè)“雙調(diào)”的時(shí)候，在無(wú)人動(dòng)琵琶或其他樂(lè)器的情況下，屋子里的琵琶弦自己發(fā)出聲音應(yīng)和了，但是要是演奏其他曲調(diào)就不會(huì)有這個(gè)現(xiàn)象。我試了好幾次，都是如此，這是不是有什么靈異事件或者我那件空屋子有神秘的妖魔鬼怪?。俊氨娙寺?tīng)罷紛紛議論起來(lái)，討論此人屋子里是否有邪氣或者其他問(wèn)題。這人越發(fā)緊張，擔(dān)心家里是不是遭遇了什么邪事。沈括在旁邊一直微笑不語(yǔ)，有個(gè)人對(duì)沈括說(shuō)：你博聞強(qiáng)識(shí)，見(jiàn)多識(shí)廣，你來(lái)說(shuō)說(shuō)怎么回事唄？”沈括聽(tīng)罷面露從容，他勸這位朋友：“其實(shí)這沒(méi)什么大驚小怪的，只是極為普通的常理而已。因?yàn)椴煌瑯?lè)器在二十八調(diào)中只要有聲音相同，就可能發(fā)生應(yīng)和的聲音。你所說(shuō)的琵琶自己會(huì)跟著燕樂(lè)“雙調(diào)”發(fā)聲就是這種現(xiàn)象，這是個(gè)非常普通的道理，跟所謂的神靈或妖魔鬼怪沒(méi)任何關(guān)系，別自己嚇唬自己了?！逼鋵?shí)沈括說(shuō)的常理，其實(shí)就是弦的共振現(xiàn)象。他接著給這位朋友解釋說(shuō)：弦的共振現(xiàn)象，是聲學(xué)最妙處，因?yàn)楹芏嗳瞬恢肋@個(gè)常識(shí)，以致于至今也不能奏出最和諧的天籟來(lái)，遺憾！”這位朋友聽(tīng)了，大舒一口氣，眾人也信服了。
沈括的這番議論，并非信口開(kāi)河。在這個(gè)問(wèn)題上，他曾做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在同一七弦琴上，有宮、商、角、徵、羽、少宮、少商七條弦，少宮、少商各比宮、商高音階八度音。他放一個(gè)剪好的小紙人放在少宮或少商弦上，當(dāng)撥動(dòng)宮弦或商弦時(shí)，在少宮、少商弦上的紙人就跳動(dòng)了起來(lái)，但是撥動(dòng)其它音調(diào)不同的弦時(shí)，紙人卻一動(dòng)不動(dòng)。沈括又在不同的琴上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他把將紙人放置在另一個(gè)樂(lè)器上，當(dāng)兩者的發(fā)聲頻率出現(xiàn)相同時(shí)，彈動(dòng)琴弦時(shí)，放在另一樂(lè)器相應(yīng)聲調(diào)位置上的紙人，便跳舞般地?cái)[動(dòng)著。
通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，沈括充分證明了一個(gè)道理：當(dāng)一個(gè)發(fā)聲體發(fā)生振動(dòng)時(shí)，與之頻率相同的發(fā)聲體也會(huì)隨之振動(dòng)。沈括稱(chēng)這種現(xiàn)象為“應(yīng)聲”，現(xiàn)代物理學(xué)叫“共振”。在西方，共振現(xiàn)象是由伽利略在17世紀(jì)首先描述的，沈括比他早了五六百年，雖然伽利略在對(duì)共振的分析更深入，但沈括在那么早的時(shí)代就對(duì)對(duì)聲學(xué)現(xiàn)象作出研究，已經(jīng)非常難得了。