“万物皆有理”的墨迹在致知堂的黑板上尚未干透,格物书院的教学便以一种令所有学子目瞪口呆的方式,从理论宣言迅速坠入了烟火气十足的实践海洋。云湛彻底摒弃了传统书院摇头晃脑的死记硬背与经义注疏,他的信条是:理,需亲手去“格”;知,要实践中“致”。
数学院的第一堂正式课,不在室内。云湛将三十名被分到数学院和格物院(初期合并授课基础)的学子带到书院后山一片相对平整的坡地。这里视野开阔,可以望见远处的海平线与近处的溪流。
没有算筹,没有《九章》,只有几捆标有刻度的麻绳(用不同颜色布条标记长度单位)、一些削尖的木桩、几副用木板和钉子粗制的直角三角板(“矩”)、以及一些用来标记位置的小石块。
“今日,我们不学算经歌诀。”云湛指着眼前的坡地、溪流和对面的小山,“我们要丈量这片土地——估算它的面积,测算小溪的宽度,目测对面小山的高度。”
学子们面面相觑,丈量土地?这不是官府胥吏或田户丈手的事吗?与学问何干?
云湛不解释,直接分组。他将学生分成六组,每组发下绳、桩、三角板。“目标一:用你们手中的工具,尽可能准确地量出这片坡地东西与南北的最大长度,并估算其大致面积。方法不限,但每一步测量,需记录数据,并说明理由。”
起初是一片混乱。有人拿着绳子胡乱比划,有人对着三角板发呆,有人试图用脚步丈量却很快迷失方向。云湛并不直接指导,只是穿梭于各组之间,偶尔提问:“你们如何确定这条边是直的?”“用脚步丈量,如何保证每一步大小相同?”“面对不规则形状,如何估算面积?”
渐渐地,在尝试与讨论中,一些朴素但有效的办法开始出现。一组学生用木桩和绳子拉出了相互垂直的基准线(利用简易三角板反复校正);另一组则用“割补法”,将不规则坡地近似为几个三角形和矩形分别测量计算;还有一组试图利用相似三角形原理,通过测量地面上一个较小直角三角形的边长,来推算远处不可直接到达的距离。
过程中错误百出:绳子拉不直,角度量不准,计算频频出错。但云湛允许甚至鼓励犯错,只要他们能说出错在哪里,如何改进。当第一组勉强报出一个带着巨大误差的面积数字时,云湛没有批评,而是让所有组停下,集中讨论这个结果是如何得出的,其中哪些步骤可能引入误差,有没有更好的办法。
阳光逐渐炽烈,汗水浸湿了学子们的衣衫,但最初的不解与茫然,逐渐被一种专注的、解决实际问题的兴奋所取代。他们开始真正理解“测量”的意义,开始意识到“数”与“形”是如何与现实世界紧密相连的。
下午的课程移到了新建的、尚显空旷的“格物工坊”。这里没有神龛,只有简陋的木工台、铁砧、以及一些云湛让人提前准备的稀奇古怪的器材:几根粗细长短不一的木棍、麻绳、大小不等的石块、几个滑轮、还有几架用木片和竹条制成的简易天平。