“力矩”一詞的前世今生1)

趙慧明 趙玉成

(中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木學(xué)院力學(xué)系，江蘇徐州221116)

“力矩”一詞的前世今生1)

趙慧明2)趙玉成

(中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木學(xué)院力學(xué)系，江蘇徐州221116)

首先介紹了古人對(duì)“力矩”概念的理解和描述，然后梳理了“力矩”一詞在西方的發(fā)展脈絡(luò)，接著又分析了“力矩”一詞在中國產(chǎn)生的歷史和原因.伽利略首先用“momento(意大利語)”一詞表示力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的概念；1830年，卡特和拉德納引入了 “moment of force”這一名詞；1859年，李善蘭與艾約瑟合譯《重學(xué)》時(shí)曾將“moment”一詞翻譯成“重距積”；1904年，中國學(xué)者伍光建最早使用“力矩”一詞；1932年，薩本棟編成《物理學(xué)名詞匯》，確定將“moment”譯為 “矩，轉(zhuǎn)矩”.

力矩，重矩積，能率，李善蘭，伍光建，薩本棟

引言

力學(xué)名詞的變遷是力學(xué)史的一個(gè)重要組成部分.每一個(gè)力學(xué)名詞的歷史都包含了相應(yīng)力學(xué)概念的發(fā)展歷程，包含了人們對(duì)這個(gè)力學(xué)概念理解的逐步清晰化過程.教師在上課時(shí)如果能把力學(xué)名詞的發(fā)展過程給學(xué)生解釋一下，就可以幫助學(xué)生把概念理解得更清楚.

力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的概念的形成在西方經(jīng)歷了漫長的時(shí)間，力學(xué)傳入中國后，這個(gè)概念的中文翻譯又歷經(jīng)波折.“力矩”一詞的創(chuàng)制和發(fā)展更是如此.李協(xié)[1]在1922年的《科學(xué)》雜志上撰文稱：“西國名辭譯為華語，其難得切當(dāng)之義者多矣，而無如‘moment’一字為尤難，于此一字聚訟者多矣”.因此，本文僅就 “力矩”一詞的產(chǎn)生和發(fā)展脈絡(luò)做一個(gè)簡單的說明.

1 “力矩”概念的早期描述

人類很早就對(duì)力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)有所認(rèn)識(shí)并加以應(yīng)用，古希臘的亞里士多德曾討論過杠桿的原理，阿基米德更是發(fā)明過軍用拋石機(jī)[2].中國墨子的《墨經(jīng)》中有關(guān)于杠桿原理的準(zhǔn)確描述：“衡，加重于其一旁，必垂.······長重者下，短輕者上[3].”達(dá)·芬奇甚至嚴(yán)格確定了“力矩”的概念：桿上物體的平衡“由它們的重量和距支點(diǎn)的距離決定[4]”.但是他們都沒有提出“力矩(moment of force)”這樣一個(gè)力學(xué)名詞.

2 “力矩”一詞在西方的發(fā)展脈絡(luò)

1638年出版的《關(guān)于兩門新科學(xué)的對(duì)話》[5]中討論 “梁的斷裂”問題時(shí)，伽利略使用了 “moment of weight”，認(rèn)為“當(dāng)橫梁的長度與重量同時(shí)以某一給定的比例增加，“moment of weight”(等于兩者的乘積)將以這一比例的平方增加”.可見，伽利略使用的“moment”的含義與現(xiàn)代比較接近.但是，伽利略沒有對(duì)“moment”進(jìn)行明確的界定，且用法含混，他在討論其他問題時(shí)也用“moment”表示力的大小. (注：伽利略原著中為意大利語momento)

歐拉在《早期特殊問題》[6]一文中專門討論了伽利略的 “梁的斷裂”問題，拓展了 “moment”的概念，使用了“moment of force”、“moment of resistance”和“balance of moments”等概念.(注：原著為德語)

1811年，法國學(xué)者泊松在其《力學(xué)》[7]中使用了 “moment d’une force”的概念，并對(duì)其進(jìn)行了明確的界定：等于力與轉(zhuǎn)動(dòng)中心到力作用線的距離的乘積.

1812年，愛丁堡大學(xué)的約翰·普萊費(fèi)爾在其撰寫的《自然哲學(xué)綱要》[8]中使用了 “momentum of force”一詞，詞義與“moment of force”基本相同.

1830年，卡特和拉德納在其合著的《力學(xué)》[9]一書中討論“物體繞軸運(yùn)動(dòng)的機(jī)械屬性”問題時(shí)引入了“moment of force”這一名詞：

“因此，一個(gè)力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能力(power)準(zhǔn)確地說并非僅由力本身決定，而由力與軸到力的作用線的距離的乘積決定.在力學(xué)中經(jīng)常需要引入這一乘積來描述力的轉(zhuǎn)動(dòng)能力.我們稱這一乘積為力繞軸的矩(moment of the force round the axis)”

《牛津英語詞典》[10]指出這是英語中首次出現(xiàn)“moment of force”一詞.

1835年，巴塞洛繆·勞埃德在其《機(jī)械論哲學(xué)基礎(chǔ)》[11]中給出“moment”的確切定義：一個(gè)力與從支點(diǎn)到此力的垂直距離的乘積稱為此力的力矩(moment of that force).不但如此，此書還引入了以“moment”為核心的一系列衍生詞：moment of strain(張力矩)，moment of weight(重力矩).

1836年，惠威爾(中國早先也翻譯成胡威立)編纂的《力學(xué)基礎(chǔ)》[12]也使用了“moment of force”這一詞語.

所以，嚴(yán)格地說，英語是在 1830年之后才有“moment of force”一詞的.

3 “力矩”一詞在中國的創(chuàng)制和發(fā)展

1859年，李善蘭與艾約瑟合譯的《重學(xué)》[13]在介紹杠桿平衡、物體平衡等內(nèi)容時(shí)曾將“moment”一詞翻譯成“重距積”或“質(zhì)距積”，“moment of force”又譯為“實(shí)生動(dòng)力”.譯名前后不一致，實(shí)際上表明譯者對(duì)“moment”的意義尚不完全清楚.

1877年5月，在華新教傳教士成立“School and Text–Books Series Committee”，中文名為“益智書會(huì)”.1904年，益智書會(huì)編寫《術(shù)語辭匯》[14]，其中“moment”被翻譯為“體質(zhì)距”和“重距”，“moment of force”也譯為“重距”.

1904年，謝洪賚譯成《最新中學(xué)教科書·物理學(xué)》[15]一書，書中“moment”譯為“能率”.這一譯名很可能參考自留日學(xué)生陳榥基于日本教科書編譯的物理學(xué)教科書.

“能率”很可能是出口轉(zhuǎn)內(nèi)銷的一個(gè)詞.“能率”最早見于1858年由偉烈亞力口譯、王韜筆述的《重學(xué)淺說》[16]：

“法以重乘重倚距，以力倚距約之，所得即力數(shù)也.如重十斤，重倚距十寸，相乘得一百，以力倚距二十寸約之，得力五斤，此力之能率.”

即有如下關(guān)系：可見其中具有比率的因素，也許這正是采用“能率”譯名的原因，但它表示的并不是 “moment of force”的概念.《重學(xué)淺說》一文刊登在期刊《六合叢談》上并傳入日本，“能率”這一譯名也同時(shí)傳入日本.在這之前，日本學(xué)者將moment譯為 “平均量”，后來逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤澳苈省?中國留日學(xué)生再將“能率”一詞帶回中國[15].

1904年，伍光建(圖1)最早在《最新中學(xué)教科書·力學(xué)》[17]一書中使用“力矩”一詞.此書由商務(wù)印書館出版，是伍光建在上海南洋公學(xué)執(zhí)教時(shí)基于其所授課程編寫的[18].

書中有關(guān)力矩的敘述如下(圖2)：

設(shè)有一力，其向如甲乙.在甲乙線外，任取一點(diǎn)“心”，從 “心”作垂線至甲乙.若以 “天”代力，則“天×心丙”，謂之繞心力矩.

伍光建之所以使用“矩”這一譯名，主要出于力與力臂的乘積正好等于以二者為邊的矩形面積的考慮：若以甲乙代“天”，則“天×心丙”等于甲乙巳戊矩形面積[17].伍光建以“矩”翻譯“moment”，還有可能出于“矩”與“距”音近的考慮，即暗指“moment”含有 “距離”這一因素，也許正是對(duì)前人以“距”為核心譯名的修正.

圖1 伍光建像

圖2 伍光建《力學(xué)》中力矩計(jì)算圖示

現(xiàn)代力學(xué)書籍都使用了伍光建的翻譯，但是當(dāng)時(shí)大多物理學(xué)教科書都使用 “能率”譯名，“矩”這一譯名影響并不大.

1906年，常福元修訂了嚴(yán)文炳翻譯的《力學(xué)課編》[15]，“moment”譯名為“旋斡”.

1908年，在我國物理學(xué)翻譯前輩、時(shí)任學(xué)部專門司郎中的王季烈主持下，清政府學(xué)部編譯圖書局的審定科編纂《物理學(xué)語匯》[19]一書出版，這是中國第一次將物理名詞匯集成書.此書中“moment”譯名為 “能率”.

1916年，由赫美玲編纂的《官話詞典》[20]中，“moment”的部定譯名為“力距”，“moment of force”譯為 “重距”.

1920年民國教育部科學(xué)名詞審查會(huì)增設(shè)物理組，由中國科學(xué)社主稿.當(dāng)年，由中國科學(xué)社起草、科學(xué)名詞審查會(huì)通過的《物理學(xué)名詞 (第一次審查本)》編制完成，但未出版.

1922年，李協(xié)在《科學(xué)》雜志上撰文稱應(yīng)該以“幾”來翻譯“moment”，“moment of force”譯為“力幾”[1].

1927年民國大學(xué)院組織了譯名統(tǒng)一委員會(huì).第二年，大學(xué)院改組，譯名事宜歸教育部編審處辦理.之后，教育部將《物理學(xué)名詞(第一審查本)》加以訂正，名為《物理學(xué)名詞(教育部增訂本)》，于1931年分發(fā)國內(nèi)物理學(xué)家，征求意見，但仍未頒行.

1932年，薩本棟(圖3)以《物理學(xué)名詞》“第一次審查本”和“教育部增訂本”為藍(lán)本，編成《物理學(xué)名詞匯》[21]，由中華教育文化基金董事會(huì)編譯委員會(huì)出版，譯“moment”為“矩，轉(zhuǎn)矩”.

圖3 薩本棟像

書中 “凡例”討論了第一次審查本所決定的幾個(gè)詞，并給出了選用這些譯名的理由，其中的第二條就是“moment”的譯名：moment常含轉(zhuǎn)動(dòng)之意，例如moment of force，moment of a couple，moment of momentum，moment of inertia，magnetic moment等無一非由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)而發(fā)生者，其中moment of force，moment of a couple，moment of momentum俱為各量與其垂直距離之乘積，故譯 moment為轉(zhuǎn)矩.矩字暗示垂直距離之意.矩從矢旁，且以表示此種量含有方向意義.本冊(cè)對(duì)于moment of force(力矩)，moment of a couple(力偶矩)，moment of momentum(動(dòng)量矩)，magnetic moment(磁矩)等詞均依此譯法[21].可見，1920年的第一次審查本就采用了“矩”這一譯名.

第一次審查本形成之后，商務(wù)印書館新出版的物理學(xué)教科書率先使用“矩”這一譯名.

1933年8月，編譯館將整理的物理學(xué)名詞提交給中國物理學(xué)會(huì)第二屆年會(huì)審查，物理學(xué)會(huì)推舉吳有訓(xùn)、周昌壽等7人為委員對(duì)這些名詞逐一進(jìn)行審查，至9月2日審查完畢.國立編譯館對(duì)審查結(jié)果略加整理，于1934年1月25日呈請(qǐng)教育部核定，教育部于1月31日公布《物理學(xué)名詞》[22]，于1934年8月由商務(wù)印書館出版，其中moment的譯名為“矩”.

從此以后，中學(xué)及大學(xué)的物理教科書逐漸使用“力矩”這一名詞.

4 小結(jié)

從認(rèn)識(shí)到力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果，到用“moment of force”表達(dá)，再到翻譯成漢語“力矩”一詞，經(jīng)歷了漫長曲折的歷程，尤其是漢譯過程中時(shí)，翻譯家和物理學(xué)家付出了大量的心血.李善蘭與艾約瑟提出的 “重距積”一詞應(yīng)該是根據(jù)定義進(jìn)行的直譯，正確但不全面；“能率”的翻譯方式體現(xiàn)了“能力、效果”的含義，但是沒有充分包含“力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)”的含義；伍光建最早使用的“力矩”一詞，既包含了“力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)”的含義和效果(“矩”既表明了“力矩”大小的計(jì)算，還表明了“力矩”的矢量性質(zhì))，還具有簡潔、文雅的特性.古人提出的翻譯“信、達(dá)、雅”三原則，這里都有充分的體現(xiàn)?！傲匾辉~的翻譯過程”體現(xiàn)人們對(duì)“力矩”概念的認(rèn)識(shí)從模糊到清晰的過程，也體現(xiàn)了人們對(duì)翻譯境界的更高追求.

致謝：本文是在中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所王廣超老師的《物理學(xué)名詞moment中文譯名之創(chuàng)制及變遷》一文所提供史料的基礎(chǔ)上，又參考了其他一些資料寫成的.在寫作過程中受到清華大學(xué)航空學(xué)院工程力學(xué)系的殷雅俊教授的支持和幫助，在此一并感謝！

注：文中人物照片均來自網(wǎng)絡(luò).

1李協(xié)．Moment譯言商榷．科學(xué)，1922，7(5):513-517

2武際可.力學(xué)史.重慶：重慶出版社，2000

3墨子．墨子 ·43章經(jīng)說 (下).古詩文網(wǎng) (www.gushii.com/ bookview-3435.html)

4錢堅(jiān).中國大百科全書·力學(xué)卷(第1版),詞條：達(dá)·芬奇.北京：中國大百科全書出版社，1985

5 Galilei G．Dialogues Concerning Two New Sciences．Translated by Henry Crew and Alfonso De Salvio．New York:The Macmillan Company，1914

6 Euler L.The Rational Mechanics of Flexible or Elastic Bodies 1638-1788．Translated by Truesdell．Leonhard Euler，Opera Omnia，Vol．2．Venditioni Exponunt:Orell Fssli Turici，1960

7 Poisson SD.Trait′e De M′ecanique．Paris:Chez M Veuve Courcier，1811

8 Playfair J．Outlines of Natural Philosophy:Being Heads of Lectures Delivered in the University of Edingburgh．Edingburgh，1812

9 Kater H，Lardner D．A Treatise on Mechanics．London: Printed for Longman Press，1831

10 Oxford English Dictionary,Second Edition on CD-ROM．Oxford:Oxford University Press，2009

11 Lloyd B．An Elementary Treatise of Mechanical Philosophy．2nd edn．Dublin，1835

12 Whewell W．An Elementary Treatise on Mechanics:Intended for the Use of Colleges and Universities．5th edn．Cambridge:Deightons and Whittaker，1836

13艾約瑟，李善蘭．重學(xué)．卷13．上海:美華書館，1867

14 Committee of Educational Association of China．Technical Terms，English and Chinese．Shanghai:Presbyterian Mission Press，1904

15王廣超.物理學(xué)名詞moment中文譯名之創(chuàng)制及變遷.自然科學(xué)史研究，2013，32(2):214-226

16王韜，偉烈亞力．重學(xué)淺說//沈國威．六合叢談 ·附題解 ·索引．上海:上海辭書出版社，2006

17伍光建．最新中學(xué)教科書·力學(xué)．上海:商務(wù)印書館，1904

18鄧世還．伍光建生平及主要譯著年表．新文學(xué)史料，2010，(1): 153-158

19學(xué)部審定科．物理學(xué)語匯．上海:商務(wù)印書館，1908

20 Hemeling K．English-Chinese Dictionary of the Standard Chinese Spoken Language．Shanghai:Statistical Depart

21薩本棟．物理學(xué)名詞匯·序言．北平:中華教育文化基金董事會(huì)編輯委員會(huì)，1932

22國立編譯館．物理學(xué)名詞．上海：商務(wù)印書館，1934

(責(zé)任編輯:劉希國)

O31，TB12，N09

：A

10.6052/1000-0879-17-194

本文于2017–05–31收到.

1)中國礦業(yè)大學(xué)教學(xué)名師培育資助項(xiàng)目(MSBB1601).

2)E-mail:zhaohuiming@cumt.edu.cn

趙慧明,趙玉成.“力矩”一詞的前世今生.力學(xué)與實(shí)踐,2017,39(4):429-432

Zhao Huiming，Zhao Yucheng.The word“moment”in the past and present life.Mechanics in Engineering,2017, 39(4):429-432