一四五、金石刻画臣能为
总体来看，从古至今，科学的各学科发展经历了两次大的飞跃：
第一次是在十六、十七世纪之间，以牛顿在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》为标志。在此之前，科学的发展主要依靠经验总结和个人感悟，每位科学家都把自己的个人主观思想融入其中，科学中感性成分更多一些，在充分展现哲学思辨的同时，也导致科学与神学的界限非常模糊。
牛顿最伟大的贡献，就是用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律，把科学的根基牢牢地奠定在严谨的数学推导和公式归纳上，使得科学与神学界限分明。正如诗人亚历山大?波普为牛顿写的这段墓志铭：
自然与自然的定律，
都隐藏在黑暗之中；
上帝说：“让牛顿来吧”
于是，一切变为光明。
以数学的进入和广泛应用、定量的开展和观察记录的流行、实验和假说的广泛发展为标志，科学领域的各学科迅速摆脱愚昧的迷雾，进入了理性的实验分析阶段。借助这股东风，科学家们在学术研究领域内驰骋纵横、开疆扩土，取得了一系列丰硕的成果。
到了十九世纪，物理、化学、天文、地理等各主要学科的研究方法和基础理论已经告竣，初步实现了科学化。这时候，研究人员信心满满地展望未来：将来的工作，就是修修补补的零碎活儿啦同时代的学生后辈，则如听闻父亲腓力二世在外攻城略地的亚历山大，心里充满蛋疼般的忧郁：既然前辈们已经快要征服了世界，那我将来还能做些什么？
为了不让人类修出巴别塔，上帝决定派出几位捣乱的天才：先是罗巴切夫斯基、黎曼，他们分别创立自己的非欧几何，把科学大厦原本结实的地基掏空了一大块；随后，原本打算维修大厦的普朗克，不小心把承重墙给拆了。一时间，整座大厦摇摇欲坠。
这个时候，科学界有两种声音：一个是由正统的科学家发出的，他们要求立即停止对大厦的所有不利举动，大家齐心协力，把窟窿填上、把漏洞补好，这座大厦还能住人；另一种声音则是由唯恐天下不乱的后生们喊出来的，既然大厦将倾，那就索性拆掉，正好给我们这些小年轻找些活儿干
就在两伙人打嘴仗忙得不亦乐乎的间隙，在瑞士伯尔尼专利局有一位不务正业的公务员正闲得无事，也不分青红皂白，上来就冲着这座危房踹了几脚——1905年3月，爱因斯坦发表量子论，提出光量子假说；5月，他完成论文《论动体的电动力学》，独立而完整地提出狭义相对性原理。
最初，正统科学家还嘲笑这个愣头青是“蚍蜉撼大树，可笑不自量”，谁知几脚之后，原本宏伟高耸的科学大厦在众目睽睽之下，居然真的倾塌了正统科学家捶胸顿足、以头抢地，在一旁看热闹的小年轻们则乐不可支，早已拾起掉落的砖头瓦片，飞快地盖起了自己的小窝。
这便是科学各学科的第二次飞跃，发生在十九世纪末、二十世纪初，标志为相对论和量子力学。在各个学科开始走向现代化的道路中，大家发现了几个道理：
首先，模糊也是一种完美。在早先的科学体系中，不确定性是难以容忍的；现在，大家觉得有些东西就是不确定的，雾里看花、水中看月也挺好，这就有测不准原理、薛定谔猫、模糊数学等大行其道。
其次，极端也是一种角度。进入二十世纪以后，研究角度开始走向两个极端，小的想拆分原子、拆分粒子，大的想研究银河系、探索宇宙。然而这两种极端并不排斥，反而是和谐统一的整体。
第三，专业就是一种交叉。学科现代化最重要的成果就是各门学科的研究深入，导致原先的每一个学科都被拆分成无数的小学科，比如物理，就被拆分成凝聚态物理学、原子物理学、分子物理学、光学、粒子物理学、天文物理学、地球物理学、生物物理学等等。而任何两个以上的小学科交叉，又会形成一个全新的研究领域，各个领域也变得越加专门。
第四，研究就是一种协作。今时今日，随着各个领域的专门化，大多数物理学家的整个职业生涯只专精于一个领域，像牛顿、爱因斯坦这样的全才大师寥若晨星。一个大的研究项目，往往需要各个领域无数专家并力合作。比如前不久的大亚湾中微子实验，共汇集了来自中国大陆、美国、俄罗斯、捷克、中国香港和中国台湾等6个国家和地区的200多名科学家共同参与。至于众所周知的曼哈顿计划，则是集中了除纳粹德国外当时西方国家最优秀的核科学家，动员人数超过10万，历时3年，耗资20亿美元，才最终使得整个工程取得圆满成功
这两次科学大发展、大飞跃，中国都与它失之交臂：
第一次，中国来了利玛窦、南怀仁，自己也有了徐光启、康熙，眼看科学之火就有了燎原之势，结果先后遭遇流寇之乱、明清易代、文字狱、汉学复辟，把珍贵的火种狠狠地踩入了地底。
第二次，东西方交流已经非常频繁，有见识的学者开始正视科学，积极学习。结果此时国家形势不稳，变法失败、拳匪作乱、庚子国变、帝后驾崩、预备立宪、辛亥**等内忧外患齐至，国民一心专注政治，谁能静下心来学习“无用”的科学知识？
等国家形势稍微平静，广大学子竞相西游东渡，却因为基础薄弱、国家贫穷，只能充任西方先进科学的翻译介绍者，稍微在某一领域做出一点成绩，立马就会被冠以“中国学奠基人”的荣誉称号。这种亦步亦趋的形势一直延续至今，演变为伟大的“山寨精神”。
孙元起是个变数，从1898年来到这个世界上之后，便以疾风骤雨的形势发表了一系列重量级论文，对经典物理学展开了重点打击。最初，在西方科学家眼里，孙元起完全就是骑着瘦马向风车冲锋的唐吉可德。即便是现在，多数人还在半信半疑。
或许，这个世界上只有孙元起自己，对自己所发表的一切论文知根知底。在西方科学界还在犹豫徘徊的时候，中国学子可以凭借着时间差，在学科现代化的道路上跟紧队伍，甚至实现领先。凭借着自己在经世大学四五年的教学，至少经世大学的学生在物理、化学、电子等学科的基础理论方面，走在了世界的前面。现在的关键，是把理论转化为实践，用理论来指导实践。
说道实践，这又谈何容易？说句不好听的，张之洞辛辛苦苦攒下的偌大家业，都是西方玩剩下的何况其他人的产业还远不及张之洞呢？
可是现在不努力，将来更落后。经过深思熟虑，孙元起决定采取“任务带学科”的计划，新中国建立后国家科委提出的口号，就是以完成国家下达的任务为契机，通过学习研究，培育人才和经验，从而把学科体系发展起来。
现在，土豆削皮机便是一个尝试。它既不需要太深奥的物理化学知识，也不需要太复杂的构思，只要你有较强的动手能力就可以。
老实说，对于莉莉丝，投入两万美元研究土豆削皮机并不算贵，要知道孙元起的一只灯泡还收了五万美元的专利费呢当然也不能算是便宜，尤其是在中国，这可是近三万两白银，等同于知府一年的所有收入，足够普通四口之家生活一千年
莉莉丝思忖一下，便爽快地答应了：“可以不过你也知道，我之前在上海建了味精厂，现在又要在湖北建面粉厂，手里面实在没有多少余钱。要不等明年？”
孙元起笑道：“你给我的钱，现在手头还剩些，如果你同意这个项目，那我先垫付一万美金？”
莉莉丝大喜，头顶着孙元起的胸膛，低声“嗯”了一声。
孙元起也喜出望外。如果土豆削皮机能够研究成功，学生们拿到巨额赏银，想来一定会对机械工业大感兴趣吧？等研发出从土豆清洗到最后薯片封装的整个流水线，学生们有些根基，孙元起还有一个更宏伟的计划：研究如何工业制备氨气
氨对地球上的生物相当重要，有着很广泛的用途：它既是所有食物和肥料的重要成分，也是所有药物直接或间接的组成，广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等领域。对于现阶段的中国，更是无论如何强调它的重要性都不为过
首先，对于农业来说，氨气的作用举足轻重。世界土壤的平均氮肥力不高，因为氮元素不易在土壤中积累，而农业生产又促使土壤有机质与氮的过多损耗，在多数条件下单位氮素的增产量高于磷、钾养分。
清末的中国，土地经过数千年的耕作，贫瘠异常，单位产量极低，需要施用大量氮肥。而日常农业上氮肥的来源主要来自有机物的副产品，如粪类、种子饼及绿肥，根本无法保证氮元素的足量供应。薇拉在北京的试验田中，已经充分证明了这一点。
而氨气，则是制造氮肥和复合肥料的最主要原料。作为世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨是被用于制作化肥。由此可见一斑。
其次，对于日常生活来说，氨气的作用也不可忽视。除了可以制药，还是制造食用碱的原料。中学化学便学过中国著名化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”，化学反应方程式可以随手拈来。可没有原材料氨气，真真如同巧妇一般，难为无米之炊啊
在实验室里，人工制氨气倒也不难。可一旦到了工业大规模生产中，便抓瞎了。利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产，这可是世界性难题从1795年第一次实验室研制，到工业化投产，期间经历了一百多年的时间。最终解决这个问题的是德国化学家哈伯。
在两位企业家大力支持下，1904年哈伯开始研究合成氨的工业化生产，并于1909年获得成功，成为第一个从空气中制造出氨的科学家。使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，加速了世界农业的发展。哈伯也从此成了世界闻名的大科学家。
尽管在第一次世界大战中，哈伯研制、生产的毒气在战争中造成了近百万人伤亡，但考虑到他合成氨的杰出贡献，瑞典皇家科学院还是把1918年的诺贝尔化学奖颁给了他。
眼下，哈伯还在实验室中苦苦思索，难道孙元起还要等他三年？再说，即便他研制成功，想来也不会轻易地把这项工艺转让给中国吧？所谓“求人不如求己”，孙元起决定组织一批学生攻关。既然哈伯能研究出来，中国人没理由整不出来。
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