媒体报道 | 博物馆既是传播的媒介,也是科学史教学的媒介

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       世界一流的大学都有一流的博物馆,清华不同。它要的不是“一流”,而是“双一流”。不仅艺术博物馆要顶尖,科学博物馆也一样。
                  
       清华大学艺术博物馆自2016年开馆以来,已是名誉斐然。在学校具有前瞻性和社会责任感的支持下,清华大学科学博物馆也将在筹备几年之后亮相。这一次科学博物馆迎来了开馆前的第二场展览。2020年9月24日,“神机妙算——计算器具历史展”如期开幕。                             
                      
        策展理念 
 
       作为清华大学科学博物馆馆长和此次开馆展览的总策划人之一,吴国盛的策展理念,可以概括为两点:
        第一,掀起科学认知变革风潮。以博物馆展览为重要传播手段,通过把科技产物还原在不同的历史情境中,启发人们深思科技在生活中扮演的角色,在国内掀起一股“以人文之眼看科学”的科学认知变革风潮,让人们视科学为不断演化的思想文化的产物,让科学不再成为从西方硬插进中国的东西,而是成为中国文化的内生动力、原动力。
 
       第二,反哺国内科学史学科建设。让“国内首家以收藏为主的科学工业博物馆”——清华科学博物馆不断开枝散叶,推出更多优质的科学史相关展览,利用博物馆做好科学史通识教育,让更多学子理解科学本身的演化逻辑和内在矛盾,反哺有中国特色的国内科学史学科体系的建设,打破文理藩篱,让科、史、哲合而为一。
                             
       在这两个理念的指引下,吴国盛辗转全国和世界各地,考察各国的科学博物馆以及国内与科技遗产相关的博物馆。几年时间,就靠着自主复原、私人购买捐赠、社会捐赠等方式为清华大学科技博物馆收集到了4000多件科学仪器藏品。
                      
       这次与子木园博物馆合作推出的以计算器具发展史为主题的“神机妙算——计算器具发展史”展览共展出了80多件藏品,相较于目前已收集的藏品而言仅仅只是一个开始。
                              

 

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图一:开幕式现场

图二:馆长吴国盛在开幕式上致辞

图三:馆长吴国胜带领嘉宾参观展览

 

展览内容

 

       展览以人类计算观念的演进为脉络,分为“运筹”、“机巧”、“掣电”三个单元,展示了从古代简单的手动计算工具,到近代复杂的机械计算装置,再到现代先进的电子计算设备的演进过程,折射了人类生活模式和世界图景的变迁。 
  
       第一单元 运筹
                        
       人类早期的计算实践以计数为起点,除了自身手指之外,我们的祖先还利用绳结、算筹、算珠等来代表离散的数的单元,以移动和排列这些单元的方式来施行简单的运算。对于较为复杂的运算或函数,人们会将计算结果编排成表格,或采用比例规、计算尺、列线图等模拟计算装置。这些早期的计算工具主要依赖手动,没有分化出明确的输入和输出装置。
                         
       手动计数这一单元对人体的依赖性较强,可以细分为四个阶段:从原始较为简单的手指计数、结绳计数,到可以施行加减乘除和平方等复杂运算的算筹、算盘、算板,到储存常用计算结果用于简化计算过程的算表、纳皮尔筹,再到可以用于计算更复杂函数的比例尺、计算尺、列线图、比例规等手动模拟计算工具。
                  
       四个进展阶段见证了人类早期从利用手势简单计数到借助外物进行加减乘除和复杂函数运算的演进过程。 
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图四:第一单元 运筹

图五:早期的计数方式

 

第二单元 机巧

利用齿轮转动进行技术、模拟运算过程古已有之,但直到17世纪,机械计算器的构想才首次付诸实践,又因制造工艺的制约,直到19世纪中叶才真正实现商用。机械计算器的广泛使用,符合迅速发展的资本主义市场经济和大工业生产的内在要求。差分机和分析机是机械计算器发展的顶峰。分析机已具备了程序控制的思想,预见了未来电子计算机的发展方向。

机械计数这一单元逐渐演化出明确的输入和输出装置,复杂计算过程中对人力投入的依赖性逐渐减小。这个单元主要有两条演化路径:一条是定齿式计算器的演化路径,另一条是变齿式计算器的演化路径。

定齿式计算器依赖定齿轮的转动计数,通常只能做简单的加减法运算,比如中国汉朝至宋朝的记里鼓车就是通过马车车轮的转动带动计数装置敲响鼓声,根据鼓声响起的频次记录行进里程数。变齿式计算器最大的创新就是阶梯鼓轮的设计,可以直接用于乘法、除法运算。

两者都逐渐演化出齿轮传动进位、按键计算等方式,最终催生出机械计算器发展的顶峰——巴比奇的差分机和分析机。差分机实现了从计算到印刷输出数据的全自动化。分析机是差分机的进阶设计,采用打孔卡片存储数据。更重要的是,分析机采用了将程序控制和计数运算相分离的思路,利用程序控制计算,为现代电子计算机(控制流和数据流分离)的诞生奠定了重要基础,被视为现代电子计算机的先驱

这一单元见证了人类计算方式从利用定齿传动进行简单加减法、进退位计算,到利用变齿传动进行乘除等复杂计数运算,到加入按键进行输入,再到采用印刷输出数据、实现控制和计算分离的思想飞跃和工具飞跃。

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图六:第二单元 机巧 

图七:助理教授王哲然为大家演示定齿轮互动模型

图八:安提凯希拉复制品及内部原理乐高模型 复制品由吴国盛购自希腊捐赠 乐高模型由清华团队制作

图九:变齿轮计数的互动模型

图十:差分机局部复原互动模型

 

第三单元 掣电

诞生于20世纪中叶的电子计算机,是科技史上的一次伟大综合。它融汇了科学与技术领域的诸多先进成就,交织着经济、社会、军事、政治等多方面的力量和需求。把电力引入计算机器,极大地提升了人类的计算速度。数理逻辑的发展把逻辑运算还原为数学运算,从此计算不再只是算术,而是智能活动;计算机不再只是计算工具,而成了人工智能。电子计算机开辟了信息时代,人类生活因之发生了巨大改变。

这一单元主要展示了电子计算机从无到有、从巨型到微型、从军用商用到民用、从单一计算到多功能运用的快速发展过程。

 

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图十一:第三单元  掣电

 

       三个单元共同展现的计算器具发展史,揭示了从“数的物化”到“物的数化”的过渡和飞跃。如今,计算深嵌人类生活的每一个角落,却反而被人遗忘、隐而不彰,预示着人工智能的新时代已经或即将启幕。 
 
 
      观展启发
 
       1.背后趣事让讲解更有魅力
 
       观展过程中,馆长吴国盛、策展人司宏伟、助理教授王哲然、志愿者等人相继穿插着带来了精彩纷呈的展览讲解,让更多仪器机巧和藏品细节不断浮出水面,带给参观者惊喜。
                            
       在第三单元的讲解中,吴国盛就分享了很多趣事,言谈中满是对此次展览收集到的难得物品的小骄傲。在讲解微软联合创始人比尔•盖茨和保罗•艾伦从1981年跨越到2013年的经典合影重现时,吴国盛介绍道,1981年俩人的合照中有6台电脑,2013年俩人想再度重现当年合影时,只找到了原先的4台,于是只能另找两台其他电脑代替图片的空缺位置。这次展览,却把两次历史性合照中出现的8台电脑全都找齐了。
                   
        一边是比尔•盖茨想找却找不到的80年代合影中见证微软历史的两台电脑,另一边则是北京大学自己的博物馆想找却找不到的70年代北大方正生产的汉字照排控制器。说到后者,吴国盛还打趣地说道,北大自己想找都没有找到,结果被我们找到了70年代的早期版本,所以这次我没有邀请北大的朋友过来参观。话音一落,众人哈哈一乐。
                          
        讲解不局限于内容本身,适当透露出收集藏品的背后趣事,可以调节观展气氛,调动参观者的情绪和专注度,对于展厅讲解的优化提升是一种很好的启发思路。
                 
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图十二:吴国盛及其团队成员讲述背后趣事

图十三:志愿者为观众详细讲解展品细节

图十四:观众认真参观学习

 

2.同频论坛让观展更有深度

展厅的另一侧是同一天开幕的“第二届清华大学科学博物馆学论坛”。来自博物馆行业、教学科研行业、计算机研发一线的众多嘉宾齐聚一堂,围绕此次展览内容分享了各自的独特视角和深度思考。

子木园博物馆馆长在论坛上分享的博物馆参观人数一万多人,网站浏览人数每日平均上千人,国外收藏发烧友慕名而来等信息就让在场来宾感受到在中国打造科学博物馆的蔚然前景。

论坛上分享的内容,补充了更多展览之外的细节故事,刷新了参观者观展的角度和层次。这种专题展览与学术论坛相结合的形式对于博物馆布展活动而言也是一次新的启发。

 

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图十五:论坛现场分享更多视角

图十六:子木园博物馆馆长论坛发言

 

     专家感受
 
      以下是博悟空间独家采访内容。 
 

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中国博物馆协会副理事长刘超英:

感觉挺震撼的。这个展览只有清华能做。从做博物馆的角度来看,主题策划、展品的选择和摆放都是非常有特色、有创意的。陈列设计亮点很多,能让我感觉这些冷冰冰的计算器活起来了,能让人快速地知道其中的历史和人类的发展进步,是一个很出色的展览。

科学博物馆在中国是很缺少的一个门类,以科学史为主题的博物馆,目前全国5000多座博物馆还没有。很高兴清华成立这样一个博物馆,填补了我国博物馆的空白,希望它能尽快完成筹备,走向社会。

 

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北京博物馆学会秘书长祁庆国:

在我们国家,科学技术类的博物馆比较少,所以清华大学创建科学博物馆是一件非常重要、非常有意义的事情。这次展览设计风格上充分体现了一种很强的理性精神。在欣赏过去的计算器具的时候,不仅要学知识,在精神上也要得到滋养。这样对于青年学生和普通观众,才能有更全面、更健康的成长。

 

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中国计算机学会历史小组顾问徐祖哲:

技术和设备的进步,并不代表系统思想的进步,但是如果我们知道技术跟设备是怎么一步步走来,就会对系统思想的前进产生更好的作用。所以我觉得这个展览不光是学计算机的同学,更多的老师、学生都应该关注,从中得到社会进步和科学进步的启示。

 

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中国传媒大学博物馆、图书馆、校史馆馆长潘力:

现在科技兴国,科技的发展带动了整个经济的发展。清华大学科技博物馆的建立对我们了解科技发展历史、再现科技发展成就、展望未来新科技发展,都是非常好的历史见证,对我们了解整个世界发展历史和发展变革都会产生积极影响,作用是非常大的。

随着国内整个学科建设的发展,中医药博物馆、航天博物馆、传媒博物馆这些带有新媒体技术的博物馆应运而出。清华大学科学博物馆的建立给中国高校博物馆开启了另一扇窗户,对全国高校不同门类的博物馆起到了一定的带头作用。期待清华大学科技博物馆越办越好,也期待它在中国高校博物馆当中起到引领的作用。

 

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清华大学科技史暨古文献研究所冯立昇:

展览内容很丰富,这么多实物的集中展示,是很难得的。

 

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       北航计算机学院副教授、副院长,中国计算机学会胡春明:
 
       感到非常震撼。以往见到的人文类博物馆比较多,技术类的、既有历史、又有收藏和原理演示的博物馆非常之少。即便我作为一个专业研究者,我的很多知识也是来自于网络和平面文献,能看到这样丰富立体、甚至可以互动演示的展品,收获非常大。 
      
      结语
 
       正如吴国盛所说,“博物馆既是传播的媒介,也是科学史教学的媒介。”这次展览的顺利开幕让小编感受到在一流大学里建设一流博物馆的必要性和重要性,也看到了博物馆在青少年人文教育、大学通识教育中扮演的重要角色,以及博物馆展览与学术论坛相结合的无限可能。

 

 

博悟空间供稿

 

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