第八十一章 南洋公学与创刊号（下）

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天文和航海测绘学不仅得到了工部的一万枚银币的拨款，还从南洋公学中获得了三千枚银币的拨款，用以测绘非甲板上之上的陆地的经度，同时用几何测量学验证引力体系数学计算。

不过南洋公学在付出了三千枚银币的研究拨款后，想得到的不仅仅是验证引力体系的数学计算与经度地图，更在后面提出了另一个研究方向。

从木星卫星来测经度起步，天文学和数学还需要结合起来测算光速，或者说测算光的速度到底是有限的还是无限的。

假使木星的卫星按照既定轨道运转，那么一定拥有一个类似于月球的天文月概念，也就是说这是一个比现在最为精准的钟表还要准确的天文钟。

那么这个天文钟在数学概念上是准确的，但是在观察概念中是不是准确的呢？

已知木星的公转周期是十二年，而地球的公转周期是一年，同时又因为椭圆形轨道而非纯正圆周轨道的缘故，十二年中木星卫星的天文钟所发来的信号，必然会因为距离的原因导致出现观察概念上的不准确。

想要证明光的速度是有限的，很简单。只需要经过一个周期为三年到五年的观察，确定木星卫星与木星之间的“月食”周期不固定……事实上是固定的，而观察者眼中不固定的原因是因为距离太远，而且因为木星与地球轨道非同步的距离差导致的光速传播的信息延缓。

想要测量光速，也不是太难。利用金星凌日的机会，利用视差和行星运动的半径三次方比周期平方的定值，是可以用算术估测出太阳和地球的距离的。

有了这个距离，再利用行星运行法则，利用木星周期和地球年的平方比，就能算出来木星轨道半径，再用解析三角形算出木地距离和根据观察到的木星“月食”的时间差，就可以大致推出光的速度。

这需要的是一个体系。

首先要通过观察确定光的传播速度是有限的，然后根据三角测距法算出地月距离保证大致和引力体系数学推算法一致，由此彻底奠定引力体系的正确性。

当引力体系的正确性被验证且确定之后，再反过来利用引力体系的行星运动定律，依靠金星凌日的机会机会算出地球太阳的距离，反推出木星的距离。最终才能用初中三角形和小学除法算出光速。

当然，一本《自然与科学》不可能只有天文学和物理学的内容，自然还有其余可以归结到自然与科学之中的内容。

不过窥一斑可见全豹，物理学和天文学以及数学的一整套体系，就是南洋公学在基础科学上的一种研究方式——拨款、有目的地完成体系之内的测量、让人绞尽脑汁思考此体系之内任何可研究的方向、继续申请、审核通过后继续拨钱、进行下一步研究……

别的学科也是类似差不多的模式，都是在提出一个体系基础之后，验证这个体系基础，同时再以这个体系基础推出新的结论。

就是要榨干体系内的最后一点汁液，完善体系本身，用完善的体系去解释基础的世界。

各个学科之间互相促进，确保任何学科的进步都能拉动其余相关学科的发展。

陈健确信这个创刊号的重磅炸弹洒下，十年之后，测量学、天文学、历法、力学、数学圆锥曲线等，都会取得长足的发展，开创崭新的时代。

圆锥曲线、微元、导数、极值这些东西，此时虽然看上去这套工程之中暂时用不到太多，然而一旦随着研究的深入，这些东西就会自然而然地得到发展和哲学解释，成为一种必须出现且符合时代的数学工具。

一旦光速被测量，那么光是什么的讨论也就会随之开始。波粒二象性这种听起来玄乎其玄的东西，并没有想象中出现的那么晚，几乎是随着力学出现就开始出现的：不需要干涉衍射这样的实验，最为简单常见的反射和折射就会引发一场旷日持久的争辩——粒子性可以解释反射，但以现在的数学水平却无法解释折射；波动性可以解释折射，演算过程中倘若没有惊人的数学天赋和绘图功底，就不得不落入极限和导数的坑中，逼得投身于这场争辩中的人不得不去琢磨微积分数学。

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