從藩醫之子到初代京大教授:村岡範為馳

京都帝大在物理界的名聲極大,一來是由於京都大學向來以它的自由學風而聞名,與培養官僚的東京帝國大學不同,京都大學向來是以產出特立獨行的「怪人」而著稱。再者湯川秀樹與朝永振一郎這對出身京大的同學,他們的名聲也是重要的因素。但是京都帝大萌芽期的歷史,大家可能就所知甚少了。過去阿文曾介紹過前白虎隊隊士,後來成為東京大學總長的山川健次郎,這一次就來介紹與山川健次郎堪稱瑜亮的村岡範圍馳。村岡不僅是帝大初代三位物理講座教授之一,可以算是京都帝大物理系的奠基者,也是第一位投稿論文並且登上國外物理期刊的日本物理學家,還是日本第一個拍出人體X光相片的前驅者。他的人生可以算是明治時期日本學術界草創時期的一個縮影,有許多值得玩味的地方,所以阿文特地為這位在台灣鮮有人知的物理前輩寫一篇文章,還請各位看官賞光。
村岡範為馳於嘉永六年(1853)生於因幡國八上郡釜口村(現鳥取縣鳥取市河原町釜口)。 他小時候的名字是半之丞。 正如其他明治時期的學者一樣,村岡也是武士家庭出身,不過與那些出身世代都是藩士的物理學家相比,村岡家的武士資歷可以說是相當短的。他們家原本也不姓村岡,而是姓太田。他的父親太田靜馬是鳥取藩的武士,也是在在藩校「尚德館」工作的醫生。河原町釜口的太田家族世代以醫為業。 太田醫家的第一代醫者,太田俊庵,出身於引田村的富裕農民家庭,被邀請到釜之口村行醫,同時開設寺子屋,教育子弟。俊庵的兒子,太田要伯,年輕時曾前往長崎學習醫學。太田靜馬就是要伯的兒子。要伯的弟弟,太田幸助,則是侍奉鳥取藩的東分知家,鹿奴藩的藩主池田仲立。池田仲立在1864年因為反對鳥取藩藩主池田慶德出兵京都而死諫,當時因為以長州藩為主的攘夷勢力被驅逐出京都,長州藩蠢蠢欲動。由於池田家藩主池田慶德是末代將軍慶喜的實弟,水戶藩前藩主的德川齊昭的兒子,所以才會被幕府選上,希望池田家帶兵上洛壓制長州,所以才會有藩主帶兵入京一事。池田仲立應該是想阻止鳥取藩捲入佐幕與倒幕的漩渦之中才會出此下策吧。太田靜馬的兄弟以及侄子們一直都留在家鄉行醫,第五代太田茂滿在釜口還開設了一家私人診所,直到1949年(昭和24年)去世。
但是村岡範為馳的父親,太田靜馬的人生比留在家鄉的親友們要來得精采多了,他於安政2年(1855年)奉藩命到大阪適塾學習蘭學,大阪適塾是日本蘭學者、醫生緒方洪庵在江戶時代後期的大坂開設的蘭學私塾,這裡孕育眾多人才,後來死於安政之獄的橋本左內就曾在此就讀,萬元鈔上的大人物,文明開化的象徵人物,福澤諭吉還是與太田靜馬同年入塾。隔年太田靜馬轉至江戶鳩居堂繼續學習蘭學,同時也是鳩居堂的塾頭,在那裡他還結識了後來在戊辰戰爭中大放異彩的村田藏六(後來改名為大村益次郎)。 村田藏六在鳩居堂教授醫學,兵學與蘭學。太田靜馬據說在司馬遼太郎以村田藏六為主角的歷史小說「花神」中也曾經登場。安政5年(1858年)4月,靜馬還在鳩居堂讀書時,就以四人扶持的待遇受僱於鳥取藩。 同年6月,靜馬要求將自己的姓氏從太田改為村岡,並於7月18日獲得許可。 同年12月,靜馬更名為秀造。村岡秀造在 1869年10月5日(1869年11月8日)在鳥取縣掛出町去世,此時幕府已經瓦解,連天皇都搬到江戶去了。
村岡範為馳出生那一年五月,美國海軍培理率領的四艘艦船出現在江戶外海,引起日本國的大騷動,史稱黑船來航,德川幕府也逐漸走向末路。他年輕時在父親工作的尚德館學習。並沒有成為攘夷志士,也沒有像其他藩捲入勤王與佐幕兩派的鬥爭之中,過著平穩的日子。直到明治政府成立之後的1870年10月25日(1870年12月17日),他奉藩命作為明治政府從全國各地召集的310名「貢進生」,前往東京,進入「大學南校」學習。 隔年日本實施「廢藩置縣」,所以村岡範為馳不再是鳥取藩藩士,而是搖身一變成了大日本帝國臣民了。「大學南校」後來更名為東京開成學校後,他轉入新成立的鉱山科(礦業系)。 1875年(明治8年)退學,進入文部省擔任行政工作,在東京女子師範學校(現御茶水女子大學)擔任教諭。 在這裡自學物理。對比之下,比他小一歲的山川健次郎則是早在1871年留學美國耶魯大學,1875年回到日本,隔年在東京開成學校教書!相較之下,村岡似乎相形見絀呢。
所幸,三年後村岡終於迎來人生的春天! 1878年(明治11年) 4月29日,他被政府派往德國阿爾薩斯的史特拉斯堡大學,名義上是考察歐美師範學校。除了村岡之外,外國語學校教授中川元被派去法國,西村貞則是派去英國,他們也同時都是日本派去參加巴黎萬國博覽會的代表團成員,成員中地位最高的是文部大書記官九鬼隆一。當時西南戰爭剛結束,就在村岡接到奉派出國命令的半個月後,權傾一時的大久保利通就在東京遭人暗殺了!明治初期,社會動盪,由此可見一斑。有趣的是,村岡到了歐洲以後,並沒有照原定的計畫去考察當地的師範教育,卻拿了一個物理博士學位。這與他奉派去的史特拉斯堡大學本身很有關係。話說史特拉斯堡原本是直轄神聖羅馬帝國的自由市,神聖羅馬帝國三十年戰爭結束後,史特拉斯堡市被轉交給法蘭西王國,但是普法戰爭之後,整個亞爾薩斯與洛林又被移交給普魯士王國,做為亞爾薩斯首府的史特拉斯堡也變成普魯士王國的一部分。普魯士為了顯示自己的執政能力,投注不少資源在這些新領土上。史特拉斯堡大學在這一時期得到很大擴張,大量教學大樓被興建起來。更幸運的是,當時史特拉斯堡大學的物理實驗室,是由物理學家奧古斯特·昆特主持,助手則是後來因發現X射線而獲得諾貝爾物理學獎的威廉·倫琴。就是遇到這樣千載難逢的好機會,村岡才會轉而攻讀物理的吧?
說起昆特(August Adolf Eduard Eberhard Kundt,1839年11月18日– 1894年5月21日),他出生於梅克倫堡的什未林。 1864 年以一篇關於光的去偏振的論文拿到柏林大學博士學位。1866 年開發了一種研究管道內空氣波的方法,就是將細碎的粉末(例如石松粉)撒在已建立振動空氣柱的管道內部時,會傾向於在節點處收集堆,從而可以確定節點之間的距離。 此方法的擴展使得確定不同氣體中的聲速成為可能,這個實驗裝置稱為昆特管。阿文在念大學一年級做普物實驗就玩過這個儀器,不知道現在各大學普物實驗室還有沒有保留這個實驗?
1867 年,昆特成為柏林大學的私人講師,隔年成為蘇黎世聯邦理工學院的物理學教授,在那裡威廉·康拉德·倫琴 (Wilhelm Conrad Röntgen) 成了他的學生; 昆特在符茲堡大學待了一、兩年後,於 1872 年被派往史特拉斯堡,在那裡他大力參與了新大學的組織工作,並主要參與了物理學院的建立。
1876 年,昆特在斯特拉斯堡與埃米爾·瓦爾堡 (Emil Warburg) 合作證明了汞蒸氣是單原子氣體。昆特也因其對在液體和蒸汽中,甚至在金屬中的反常色散的研究而廣為人知。所謂反常色散是指當光的頻率增多,通過的介質的折射率反而變低的現象。此外他通過在鍍鉑玻璃上進行電解沉積的費力過程獲得了非常薄的薄膜。他還進行了許多磁光實驗,並成功地展示了法拉第未能檢測到的某些氣體和蒸氣中偏振面在磁力影響下的旋轉。昆特還發現葉綠素光頻率吸收以 6800 Å 的波長為中心(Kundt ‘s rule)。看得出他研究還蠻多樣化的。昆特後來於 1888 年前往柏林,接替赫爾曼·馮·亥姆霍茲 (Hermann von Helmholtz),擔任實驗物理系主任和柏林物理研究所所長,成為德國物理界的領頭羊。
至於擔任助手的倫琴後來因為得到第一屆諾貝爾物理獎而為世人熟知。倫琴出生在德國倫內普(現在屬於雷姆沙伊德的一部分)的一個紡織商人家庭。在他三歲的時候全家搬到了荷蘭的阿帕爾多倫 。 1865年,倫琴進入烏得勒支大學讀書,隨後在蘇黎世聯邦理工學院學習機械工程。他受到當時在蘇黎世教書的昆特賞識,1869年獲得蘇黎世大學物理學博士學位。1874年倫琴受邀到史特拉斯堡大學擔任講師。1875年成為霍恩海姆(Hohenheim)農業學院教授。1876年他再度返回史特拉斯堡大學任教,這一次他在史特拉斯堡待了三年,1879年就轉任吉森大學物理系主任。1888年他就任符茲堡大學物理系主任。1895年發現X光而聲名大噪。所以村岡在史特拉斯堡大學時,真得是躬逢其盛,自然讓他轉去讀物理了。村岡在史特拉斯堡大學裡使用惠斯登電橋方法研究碳材料中電阻的溫度依賴性,此時他也觀察到熱電效應。為什麼選擇這個題目呢?因為當時美國發明家愛迪生在1879年他以碳絲造燈泡,成功維持13個小時。到了1880年,他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時,所以大家對碳材料的電阻感到興趣。1880年(明治13年),他以德文學術論文的形式將其成果提交給《Annalen der Physik》雜誌。1881年(明治14年)4月5日,村岡拿到史特拉斯堡大學的博士,成為第一位在海外獲得博士學位的日本人,5月28日返回日本。回到日本以後,他的論文《Ueber das galvanische Verhalten der Kohle》六月才登上期刊。這一篇論文是日本作者在學術期刊發表的第一篇論文。所以村岡是雙料的「日本第一」呢。
1882年(明治15年),村岡出任原東京大學醫學教授。 隔年,即 1883 年,他發表了一篇關於魔鏡的論文,並將論文《Herstellung der japanischen Spiegel und Erklarung der magische Erscheinungen derselbe(日本鏡子的製作及其神奇現象的解釋)》提交給《Annalen der Physik und Chemie》。 這裡的魔鏡可不是白雪公主壞心的繼母每天追問誰是世界上最美麗的女人的那面,而是在日本有些歷史悠久的銅鏡,用光照射後投影到牆上時,會顯現出鏡子背面所鑄圖案!這種鏡子被認為是神物,被受到信徒的崇拜。當來到日本的西方科學教師發現這種銅鏡之後產生了濃厚的興趣,並開始調查研究,稱其為「魔鏡」。 村岡範為馳認為,魔鏡現象的原因是(1)鏡面反射率出現局部差異,(2)推測這是由於鏡面曲率半徑的局部差異造成的,但最近的研究表明(2)似乎是正確的原因。魔鏡通常整面銅鏡厚薄不均,厚的部分反射的光線幾乎平行傳播,在牆面上形成明亮的影像,但薄的部分反射的光線逐漸分散,只形成暗的影像。 這樣就在牆面上投射出與壁厚差異相對應的明暗影像,這也就是鏡背上的圖案會出現的原因。
同年,他也寫了一本名為《物理教學方法》的教材。 1884年(明治17年),東京數學會改組為東京數學物理會(現日本數學會、日本物理學會)留學英國的菊池大麓當選會長,但因菊池隨後要出國旅行,所以得票次高的村岡遞補而成為會長。
1888年(明治21年),村岡到第一高等中學校(後來的大學預備學校,後稱第一高中)任教,同年再次赴歐洲考察。 在德國期間,他親眼目睹了海因里希·赫茲產生電磁波的實驗。他還寫信給在東大的長岡半太郎通知這個大發現呢。回到日本後,從第一高等中學校教諭轉任女子高等師範學校校長。1891年8月他提交了一篇關於魔鏡的論文《日本魔鏡的研究》,以此獲得了帝國大學(現東京大學)的理學博士學位。 在此之前,日本最早的五名理學博士曾在日本被授予理學博士學位,其中包括1888年(明治21年)的山川健次郎,但那個學位是「經過帝國大學理事會審議後」授予的。日本通過提交論文獲得博士學位的第一人是村岡。1893年(明治26年)長岡半太郎成為第二位透過論文獲得這項頭銜的學者。
約莫在此時,村岡就任東京音樂學校(現為東京藝術大學音樂學部)的第二任校長。東京音樂學校自1887年(明治20年)創辦以來,學生很少,村岡常在家鄉鳥取講學。 因此,從鳥取縣來的學生人數不斷增加。 其中有大阪音樂學校(現為大阪音樂專門學校)創辦人永井幸次、田宮虎藏等。在音樂學校時,他利用從昆特那邊學到的聲學知識,與上原六四郎合著了《流行旋律研究》和《教師和音樂家的實驗聲學》等書籍。參與音樂廳聲學設計。 此外,他還撰寫了一篇論文,研究基於韋伯-費希納定律(Weber–Fechner laws 主觀的感覺強度與刺激強度的改變,兩者間呈對數的關係)的弦樂和豎琴聲音的辨別限制。 1891年,他還擔任國家節日歌曲審查委員會主席,並參與了國歌《君之代》的制定。
當了兩年音樂學校校長之後,村岡於1893年(明治26年)成為位於京都的第三高等學校的教授,兩年後他以前的老師倫琴在符茲堡大學發現了X射線。 隔年(1896年),他從留德留學的長岡半太郎聽到此事後,就試圖自己也製造出X光,但是三高沒有足夠的電源等設備,因此他與島津公司的二代目島津源藏一起進行研究。 結果,1896年10月10日,他成功拍攝了日本第一張X射線的人體照片。 此外,他同年10月12日村岡寫給倫琴祝賀他發現X射線的信,還保存在倫琴的家鄉倫內普的倫琴博物館中。
1896年,亨利·貝克勒發現了鈾礦石中的輻射,啟發他想到螢火蟲發出的光也可能是一種新射線。 他們繼續研究,將這種未知的光命名為“渣蛍線”,在1896年8月,在《東洋學藝雜誌》第179期中,他宣布螢火蟲光具有與貝克勒射線相似的性質,但是沒多久他了解到,這是個錯誤,所以他於1897年10月宣布這是對水蒸氣光敏效應的誤解,自己糾正了自己。當時類似的”發現”很多,最”有名”的該算是法國南特大學的”N射線”,但至少村岡是自己發現錯誤,而不是如”N射線”是被美國科學家伍德給戳破,不算太丟臉。1901年倫琴獲得諾貝爾物理學獎時,村岡還親自前往歐洲去參加祝賀活動呢。
1897年京都帝國大學新成立時,他成為該校的初代物理講座教授,為京都帝國大學物理系奠定了基礎。早在1886年日本公布帝國大學令之後,近畿地區就爭取設立帝國大學,但是一直苦於沒有經費,直到日清戰爭後,時任文部大臣兼任外相的西園寺公望提議用日清戰爭賠款提升第三高等學校為帝國大學,經過預算確認後,1897年京都帝國大學正式成立。原計劃1898年開設法科大學,但因工科需求急增,於創立當年即設立理工科大學,後陸續增設其他學科。首任總長由木下廣次擔任,導入崇尚研究自由的德式大學模式,深深影響後來的學風。順便一提,木下廣次在1909年,對千里眼實驗產生了興趣,並邀請御船千鶴子到他家進行他的第一次實驗,為御船等「千里眼」獲得社會關注創造了機會。這個超能力者後來被山川健次郎拆穿,有興趣的讀者可以參考阿文之前寫的「山川健次郎(下): 朝敵總長 」一文。
京都大學初代有三個物理講座教授,第一講座是山口鋭之助,他是海軍名將山口多聞的叔叔。村岡範為馳是第二講座、第三講座則是田中館愛橘的學生田丸卓郎,當時是助教授。後來第三講座換成了山川的學生水野敏之丞,明治40(1907)增設第4講座。當時的物理雖然以實驗物理為主,但是基礎的物理學逐漸在日本生根。在京大度過平靜的十五年後,原本還曆(年滿六十)的村岡應該光榮地從京都帝大退休,但是他很倒楣的遇上了京大第一場政治風暴,就是「澤柳事件」,讓他的離場十分不平靜。大正二年(1913年),五月,澤柳政太郎由東北帝國大學總長轉任京都帝國大學總長。在就任二個月後的七月十二日,澤柳片面以學問及人格上不適任帝大教授為由,要求醫學院天谷千松,理工學院吉田彥六郎、橫堀治三郎、三輪恆一郎、松岡範為馳、吉川龜太郎,及文學院谷本富等七位教授,提出辭呈,八月五日居然發布此七位教授的免職令。
這個粗暴的舉動引爆了京大的大學教授們的怒火,連學生大會決議與教授同進退,演變成全校性的抗爭事件,事態愈演愈烈。因此文部大臣於一月十七日請包含京都帝大法科大學校長等三位法科大學教授到東京說明,並會見當事者七位教授。另一方面,請東京帝國大學法科大學教授穗積陳重、富井政章兩人調停,與教授團會談。澤柳總長後來於四月二十八日引咎辭職。澤柳事件可說是日本大學自治形成史上劃時代的事件,從此以後,大學校長的校內直選制,漸漸地付諸實現。但是七位「被辭職」的教授還是一樣無法留在大學裡。年滿六十的村岡被迫辭職,成為京都帝國大學名譽教授。辭職後,村岡居住在兵庫縣出石郡,後與妻子和孫子村岡重浪一起在三重縣津市度過了餘生。 他的長子,村岡力,喜歡能樂和能樂歌曲,這讓村岡範為馳傷透了腦筋, 村岡力後來成為神官,並擔任兵庫縣出石神社和奈良縣大和神社的宮司。 村岡力的兒子村岡重浪在1977年曾寫了一篇紀念祖父,就提到村岡父子之間的緊張關係。
1929年4月19日村岡範為馳因病去世,享年77歲。 這一年湯川秀樹從京都帝大畢業,進入村岡的學生,玉城嘉十郎研究室擔任助手。後來湯川就是承接急逝的玉城嘉十郎的教授職位。從片段的蘭學到全面性的學習西方科學,明治時期的物理先輩的確是功不可沒。我們也應該能從他們身上學到一些東西吧。
參考資料:
(一) 中文 英文 德文維基相關條目