站在峰顶的人——朱载堉

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  1997年,江泽民主席访美在哈佛大学演讲时,曾经盛赞我国历史上对人类有杰出贡献的三位科学家,其中就有朱载.
  朱载(1536年-1611年,如右图)字伯勤,河南省怀庆府(今焦作沁阳市)人.朱载是明太祖朱元璋九世孙,明代著名的律学家、历学家、数学家.朱载深受父亲郑恭王朱厚烷的影响,自幼俭朴敦本,聪颖好学.嘉靖二十九年(1550年),恭王非罪削爵,被禁锢高墙,年仅15岁的朱载,开始了“席蒿独处”的淡泊生活.在漠落坎坷19年的漫长岁月里,朱载拜结贤哲,出入俗理,以追逐日月的精神,专心攻读音律、历算,开拓了边缘学科的广阔领域.
  隆庆元年,朱厚烷冤案平反.次年,朱载结束了“席藁独处”的生活,重回宫中.万历十九年(1591年),朱厚烷病逝,载为世子,本可承继王位,但他上书皇帝,甘愿放弃.让爵之后,他自称道人,迁居怀庆府,潜心著书,过着纯粹学者生活.
  朱载一生刻苦求真,呕心沥血,共完成《律学新说》、《算学新说》、《乐律全书》、《圆方句股图解》等20多部著作,涉及音乐、算术、天文历法、诗词等多方面.
  朱载对古代文化的最大贡献是他创建了十二平均律.这是音乐学和音乐物理学的一大革命,也是世界科学史上的一大发明.中国传统音乐中的乐律,是以三分损益法得出的,其所得出的十二个音,虽然彼此间五度及四度音的相对关系是正确的,但在八度之中各半音的音高位置则并非是等距的,因此不利于音乐的转调.这种律制在近代以前的世界各地普遍存在,包括古希腊及阿拉伯音乐中的律制.
  如何能够实现乐曲演奏中的旋宫转调,历代都有学者孜孜不倦进行探索.朱载在总结前人乐律理论基础上,通过精密计算和科学实验,成功地发现十二平均律的等比数列规律,称其为密率.十二平均律,是一种律制,即把一个八度分成十二个相对均等的音程,每一个音程是一个半音,两个音程是一个全音.十七世纪,朱载研究出的十二平均律的关键数据——“根号2开十二次方”被传教士带到了西方,巴赫根据它制造出了世界上第一架钢琴.现在,世界上有十分之八九的乐器发音和理论标准都是参照十二平均律的.
  围绕着十二平均律的创建,朱载成功地登上了一个又一个科学高峰.例如,为了解决十二平均律的计算问题,他讨论了等比数列,找到了计算等比数列的方法,并将其成功地应用于求解十二平均律.为了解决繁琐的数学运算,他最早运用珠算进行开平方、开立方、开高次方运算,并提出了一套珠算开方口诀,富有创见之举.他还解决了不同进位小数的换算方法,作出了有关计算法则的总结.
  在中国古代,音律学与度量衡分不开.朱载在研究音律学的同时,对计量学和度量衡的演变也做了考察.他亲自做了累黍实验以确定古人所说的尺长.为了确定量制标准,他测定了水银密度,测量结果相当精确.他从理论上辩证说明了“同律度量衡”之关系,对后世影响很大.
  朱载注重实践、实验和实测,特别注意把自己的理论放在实践中去检验.例如他提出的名为“异径管律”的管口校正法,就是从数学中推导出来以后,又在实践中进行检验,证明了它确实有效.他的书中记述了大量的实验事实,如管口校正实验、和声实验、累黍实验、度量实验等,充分反映了他的这一思想方法.
  朱载在天文、算学等方面也硕果累累.在天文学上,万历九年他完成了历学著作《律历融通》,之后,他又在总结前人历史经验的基础上,写出了两部新历——《黄钟历》和《圣寿万年历》.他发明了累黍定尺法,精确地计算出北京的地理位置与地磁偏角,还精确计算出回归年的长度值和水银的比重,其精确度几乎与现在国际通用值相同.在算学上,他首次运用珠算进行开方,研究出了数列等式,解决了不同进位制的小数换算,其中某些演算方法一直沿用到今天.
  诺贝尔奖获得者李政道曾说过,科学和艺术是一个山峰的两面,它们是融为一体、不可分割的,只有这两方面都精通的人,才能站在峰的顶端.朱载正是这样一个站在峰顶的人.
  责任编辑 蔡华杰
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