在資本主義開始萌芽的清代,涌現出了許多科學家。在衆多的科學家中,有一位女科學家十分令人矚目,她就是當時有名的才女王貞儀。
王貞儀,字德卿,清高宗乾隆三十三年(1768年)生於江蘇江寧(今南京)一個士大夫階層家庭裡,祖父曾任過宣化(今河北宣化)知府。
王貞儀自幼喜歡讀書,所幸的是,她家擁有豐富的藏書,她由淺入深,把家裡的藏書一一讀遍,漸漸對自然科學發生了濃厚的興趣。她非常崇拜當代大科學家梅文鼎,對梅氏的天文算學著作讀了又讀,她也很崇拜父親,向父親學習醫學卜術方面的知識。
王貞儀聰明敏悟,在學習中表現出了極高的天賦,除了熱愛自然科學外,她還能詩善畫,琴、棋、騎、射無所不能。在與她同年齡的女孩子中,她可算得上是一個小小才女了。她人雖小卻志向遠大,想象着自己將來能幹出一番驚天動地的大事。
王貞儀雖然是個女孩子,但她很幸運,在封建禮教的傳統下,家裡人從未把“女子無才便是德”的古訓套在她身上,而是支持她讀書學習。祖父和父親還常帶她出門遠遊,她曾到過北京、陝西、湖北、廣東、安徽等地,這使她眼界大開,對她日後的發展有所神益。
學習自然科學知識的同時,王貞儀還喜歡帶着問題動手做試驗。比如她把水晶燈掛在房樑上當太陽,小圓桌放在燈下當地球,自己手拿一面鏡子當月亮。腦中思索着太陽、月亮和地球的位置及它們的相互關係。手上不停地移動這些東西反覆試驗,藉以研究月食等天文現象,然後把觀察的結果寫成文章,闡述她的心得體會及見解。她還經常在傍晚的時候坐在院中觀察天文、氣象,反覆仔細觀察天空中大小星辰的變化、各種雲層的色彩、形態及流動狀況等。常常一看就是幾個時辰,甚至觀看一整夜直到天明。第二天再把頭天觀察的結果、心得記錄下來,進行分析研究,寫成文章。久而久之,她就掌握了豐富的天文知識,積累了一定的實踐經驗。她可以根據雲彩的變化,預測短期內天氣的陰晴和雨霧的變化,她也可以根據對旱、澇、晴、雨的分析,估計出當地當年農村的農業狀況。
有一年,王貞儀觀測到天空經常出現魚鱗狀的雲彩,而圓錐形的雨雲則總也不出現,因此她推斷:“今年定是大旱之年。”她就對當地農民說:“今年會有旱災,你們最好種些早熟的農作物。”後來的實踐證明,她的推斷是十分正確的。
又有一年,王貞儀觀察到大批的螞蟻羣紛紛從低窪的地方轉移到比較高的地方,她根據經驗推測今年必有澇災。王貞儀就對農民說:“今年可能會出現澇災,你們應該改種高杆作物。”她的話又應驗了,果然就出現了澇災。農民們說王貞儀真神,能掐會算,都伸出大拇指誇獎她,以後有的人在出遠門的時候也找王貞儀請教天氣情況。可他們哪裡知道,王貞儀爲此曾付出了多麼艱辛的努力。
王貞儀著有《地圓說》,書中指出了人所居住的地球是處於四周都是天空的空洞之中,在宇宙中是沒有絕對的上下左右之分的。地圓說這一論述是針對人們當時所普遍存在的疑問而解答的。那是在祖父朋友們的一次聚會上,有一花甲老人提出了一個問題,他說:“現在中西方天文學都已表明,我們所居住的地球,形狀就像太陽和月亮一樣,也是一個球體。既然是球體,如果我們居住在上方,那麼,居住在離我們較遠的地方的人不就是在斜站着了嗎?而居住在圓球下面的人不就要跌倒了?這一疑難問題讓我思索了許久,可始終不能理解,趁現在大家正在談天說地,特意提出來,願意請教。”他的問題使在座的人,或面面相覷,或七嘴八舌,可誰也答不出個所以然來。這時年僅19歲的王貞儀站出來,看了看大家,然後說:“我讀了許多有關這方面的古今書籍,略知一些。”在座的人趕忙說:“貞儀姑娘快快講給我們聽。”王貞儀說:“人居地上應該以所居住之方爲正。你所說的離我們較遠的人都斜立着,居下方的人就要跌倒,其實不是這麼回事。實際情況是我們頭頂上都是天,腳底下都是地。”人們又問:“如果像你所說,那麼在地球兩側和下面的人爲什麼能直立行走而不是側臥在地上呢?”王貞儀笑了笑,回答說:“這是因爲地球有巨大的吸引力所爲,而這吸引力是從地心一點出發的。地面上的人和動物都受這一巨大吸引力支配。所以人的頭都向上,腳都向下。”在座的人聽後紛紛點頭似有所悟,並稱贊王貞儀的學問。
王貞儀還在《地圓說》中充分論述了地球之所以是圓形的六點理由。(1)人們依照羅盤指示向東方行走,有時在大海上航行,有時在陸地上步行,只要沿着一個方向不斷地走下去,就必然會有一天又回到原先的出發點。(2)人們向南方行走,逐漸感到北極星變低了,走到赤道就會看到北極星在地平線上。人們向北行走又看到北極星逐漸變高,等走到了北極,就會看到北極星在天頂。(3)人們登高就可以望遠,登得越高看得越遠。(4)人們站在海岸看入港的航船,首先看到的是桅杆,然後才能看見船身,反之首先看到的是船身,然後是桅杆,最後就什麼也看不見了。(5)有月蝕的時候,地球運行到月球和太陽之間,地影遮住了月球,有時僅遮住一部分,而地球呈現在月球上的是圓影。(6)人們在東方看見日出比西方早,越往西走,就見到的越晚,那麼就會有一些地方與東西方向所見到日頭的時間會相差十二個小時。正像古人所說:“東方日中,西方夜半。”
王貞儀很有科學頭腦。她讀的書多了,自然就有獨立分析問題的能力。她不信風水占卜之類的迷信說法,爲此她還寫了《葬經闢異序》一文,指出迷信風水的說法“全是騙人的鬼話”。痛斥《葬經》中宣揚的看地葬墳,得風水好地可以讓子孫後代得到高官厚祿的謬論,後來她又撰寫《星象圖解》、《象數窺餘》等著作,更加科學而通俗地闡述了大自然的規律、變化等,告訴人們不要相信封建迷信。
王貞儀鑽研科學完全到了癡迷的程度,都二十好幾了,還不思出嫁,這在當時實在是有悖於社會風俗的。在父母的十再催促下,她纔不得不開始考慮自己的婚事。25歲時嫁給了安徽宜城人詹枚。但不幸的是她才結婚4年,忽身染重病,這一病就再也沒有起來。臨終時她囑託丈夫把自己的著作刊印出來,而後帶着說不盡的遺憾離開了人間。此時她年僅29歲。
王貞儀的生命雖然十分短暫,但由於她的勤奮刻苦,卻留下了大量的著作。其中有關自然科學的論述佔多數。如《星象圖解》2卷、《籌算易知》、《重訂策算證化》、《西洋籌算增刪》各1卷、《象數窺餘》4卷,《德風亭初集》14卷、《德風亭二集》6卷等。還有很多其它類型的著作,如《鏽鞅餘箋》10卷、《文選詩賦參評》、10卷等。
王貞儀常用自己寫的一句詩自我勉勵:“足行萬里書萬卷,嘗擬雄心似丈夫。”從詩中不難看出王貞儀的雄心大志。王貞儀也的確沒有空懷一腔抱負,無論是看她的學術造詣,還是看她的著作數量,被稱爲女科學家是當之無愧的。