汉代砖画上的拉弓射击
站不住脚的定律
任何有着基本科学素养的人都会知道,要称为定律,首先要能满足这几点要求,首先它得是客观规律,其次,它是可以证明的,尤其是要证明其具有可重复性。而郑玄的问题,就出在后者,胡克在发现这个定律时,做了大量实验,其实验结果不但可以重复,还让他发明出了现代意义上的金属弹簧,并将这个理论应用到弹簧秤上,这就意味着他的定律被确切的证明了。
胡克定律的相关实验
但郑玄却不具备这样的条件,原文没有提到他有任何的实验和成果,那有人或许会说,可能是他做了实验而没有说呢?也可能是其著作遗失了呢?乍一看,这样的质疑非常正确,但是我们先不说没有流传就不能草率的证明,就算他确实做了,他也不可能成功的证明这一定律。
说到这,大家一定一头雾水,我定律都发现了,还不能证明?什么鬼?先别急,且听我慢慢道来,为什么郑玄不能证明呢?问题就出在他所选择的弹簧上,广义来说,弓也是一类弹簧,就那个时代来说,古人最常接触的弹簧也只有弓,因此,我国自古以来就很重视观察弓弩,无论是居延汉简等各处史料中记载的拉力数据,还是记录其制作流程的各类著作,都是有力的证明。而弓弩也分很多种,以材料为判断标准的话,分为单一木材制作的单体弓和动物筋、角和木材所制作的复合弓,其中郑玄所注释的内容,就是说的后者。
新疆出土的汉代复合弓
既然郑玄补充批注的对象是后者,其观察或者实验的对象也必然是后者,但不幸的是,复合弓由于是多种材料构成,因此其拉力(拉伸与挤压弓臂的力量)和拉距(形变距离)并不是线性关系,其实这也不难理解,每种材料的弹性能力并不相同,因此相同力量所能造成的形变也不会一致,动物角这种更为坚硬的东西自然不会比筋更易变形。也就是说,按照郑玄批注所写的方法进行测试的话,是不可能得到每增加23厘米所需要的力是30千克这么规律的数据的,这一结果也被美国学者克洛普斯特格的实验结果所严整,他在著作中列出了几种弓的拉力与拉距对应的曲线图,其中亚洲复合弓(D曲线)的两者对应关系是一种抛物线而不是直线(线性相关在曲线图的表现即是直线)。
克洛普斯特格的曲线图
既然复合弓不能正确引导郑玄得到这个结论,那么他是否可能是依据单体弓得到这个定律的呢?毕竟,郑玄虽然描述的是复合弓,但论述的还是每一种材料三均含义的问题,他会不会将其中的木弓体测试推到了全部材料之上?这确实很有可能,还是那张美国学者的图标,里面一张182厘米长的英国单体长弓(B曲线)的拉力曲线,就几乎是条直线。但即便如此,我们仍然不能认定郑玄成功的发现了这一定律,这是因为一般来说,古代的复合弓是反曲结构的,而英国单体长弓则是直拉结构,且我们无从得知郑玄所依据的弓是软而短的梢还是硬而长的(曲线C),长短如何(曲线A),而这些因素无疑都会产生巨大的影响。也就是说,即便材料单一,弓这种复杂的东西也可能导致拉力曲线不能每次得到一致的结果,而不同的弓型,材料在整个古代王朝都是混用的,在这样的背景下,我们很难想象郑玄可以准确的依靠木弓体实验,反复得到这个结论。所以,郑玄所谓的“定律”,连起码的证明和复制结果都无法做到,又何谈他发现了定律呢?就这一点来看,郑玄的发现可能只是刚巧发现了某个弓体的这一现象罢了,甚至可能只是他对古代文字的个人理解。