清代有个皇家医学实验室

超过600岁的故宫不仅是我国古代科学文化的集大成者，也包含了较为丰富的古代西方科学内容。清康熙时期，宫中曾有一座“皇家医学实验室”，由进宫的西方传教士主持。他们引入西方的制药技术，通过化学实验，开展药剂研制，并制作了部分宫廷御用药物。

关于清代皇家医学实验室较为详细的信息，可见法国传教士白晋所撰的《康熙皇帝》。白晋于康熙二十七年（1688年）来到北京。由于他博学多才，因此很受康熙赏识。他和另一位法国传教士张诚曾为康熙写过20余篇介绍西洋医学的短文。其中一篇提及内服化学试剂的优点。不久，康熙下令在宫内建造医学实验室，让白晋、张诚等人研制药剂。实验室的工具设备全部由白银制作，包括各种形状的炉灶，适于化学实验用的各种器皿、用具之类的物品。康熙也会经常来实验室观察制药过程。实验室建成后，白晋等人曾经参照法国药剂师希拉所著《王室药典》里的制药法，花了3个月时间，制成了干燥剂、糖浆制剂、浸膏等几种试剂。康熙很满意，把这些试剂作为御用药品，随身携带，并赏赐给身边的王侯及服侍人员。

那么，这个医学实验室建在哪里呢？据《康熙朝满文朱批奏折全译》之“康熙帝谕皇太子胤礽亲噶尔丹等情形”记载，康熙三十五年（1696年）四月底，康熙在讨伐噶尔丹的路途上，随身的御用药品快用完了，于是命皇太子胤礽派人将养心殿制造的西洋“如勒伯伯喇尔都”御用药十两，外加上等生姜四斤，在五月二日前送至军营。由此可推断，这个实验室应该设立在养心殿。另根据光绪朝《钦定大清会典事例三》之卷一千一百七十三记载，养心殿造办处早在康熙初年就设立，主要用于制作皇家御用品。康熙下令在养心殿内开设西药实验室（作坊），将西方的医药技术引入国内，研制、生产中西医结合特色的御用药剂，以用于紫禁城皇室成员的疾病治疗。

该皇家医学实验室除了研制西药，还研制中西医结合的药剂。据中医古籍出版社2006年出版的《清宫医案研究》之“康熙朝医案”部分记载，康熙四十六年（1707年）二月，张诚研制了一种治疗咳嗽的药，叫做“肺胸舒丸”。其制作方法为：准备硫磺花粉二钱、金银香花八分、甘草膏子六钱、冰糖粉四两五钱，将此4种药与西洋大夫所带“温密德喇噶刚地之花露”（一种西药），混合掺入甘草露中，搅拌成糊状，制成大约重一钱左右扁圆形药丸。张诚向康熙禀报：这种药在医治由感冒引起的咽喉堵塞感、咳嗽并吐清痰，以及由咳嗽引起的各种肺胸疾病方面，都有较好的疗效。需要说明的是，康熙时期的宫廷医生能够采用西方传入的蒸馏法提取药露，并在武英殿旁边设置了露房。

那么，康熙为什么要建一座医学实验室？法国汉学家杜赫德编著的《耶稣会士中国书简集：中国回忆录》之上卷部分，载有法国神父洪若翰在1703年2月15日致拉雪兹神父的信。洪若翰在信中说，他曾向康熙汇报了欧洲的医药，尤其是法国国王发给全国穷人的药粉，引起了康熙的极大兴趣。时值康熙在三十二年（1693年）五月，康熙正患上疟疾，高烧不退，御医所开的药也无效。白晋、张诚把研制的这种药粉给康熙服用。康熙的高烧很快退了，但几天后体温又升高了。在关键时刻，多罗神父从印度给洪若翰和刘应（法国传教士）寄送了一斤金鸡纳霜。他俩和白晋、张诚一道，把金鸡纳霜献给了康熙。康熙喝下金鸡纳霜后，高烧立刻退去，身体很快康复。金鸡纳霜治好了康熙的疟疾，加深了康熙对西方医药的信任。由上可知，皇家医学实验室的建立，主要与康熙对西方医学的兴趣及自身患病有关。

（周乾作者系故宫博物院研究馆员）

来源：科技日报

深挖扩线 两轮跨省集中收网追缴文物1696件 部督安庆“5·31”特大盗掘倒卖文物案侦破纪实

10月21日，办案民警展示在办理安庆“5·31”特大盗掘倒卖文物案中，追回的被盗文物四山镜。张铮摄

近日，在安徽省公安厅刑警总队指导下，安庆市公安局经过1年多的缜密侦查、两轮跨省集中收网，成功侦破公安部挂牌督办的“5·31”特大盗掘、倒卖文物案，抓获犯罪嫌疑人61名，破获盗掘古墓葬、倒卖文物等案件78起，追缴各类文物1696件，其中二级文物1件、三级文物89件。

一条举报线索，牵出系列盗墓团伙“我家菜地边上，一夜之间被人挖了一个土坑。”2020年5月31日，潜山市公安局接到梅城镇一名居民报警。接报后，潜山市公安局刑侦大队民警立即前往现场调查，并邀请文物部门工作人员对古墓葬进行鉴定。

经鉴定，案发地点系“战国—汉代”时期古墓葬群，具有特别重要的历史、艺术和科学价值。潜山市公安局立即将案情上报安庆市公安局刑警支队，安庆市公安局迅速抽调精干力量成立专案组。很快，民警锁定了嫌疑人姜某某、苏某某。

“他们没有正当职业，其密接者中多人有文物犯罪前科。”侦查中，民警发现，两人几乎每天昼伏夜出，还利用网络社交账号出售铜镜、耳杯、青铜剑等疑似珍贵文物。通过分析研判，民警初步掌握了姜某某、苏某某长期在安庆实施盗掘古墓葬，并将所盗文物销售至江苏、浙江等地，从中牟取暴利的犯罪事实。

专案民警没有打草惊蛇，而是围绕姜某某、苏某某深挖扩线。很快，另一名犯罪嫌疑人汪某某进入民警视线。经侦查，民警发现仅去年6月，汪某某便先后纠集顾某某准备盗掘宣城一处疑似南宋时期古墓葬，纠集王某准备盗掘江苏盱眙一处疑似明代时期古墓葬，汪某某还曾于2017年至2018年分别纠集王某、顾某某等人在安庆实施3起盗掘古墓葬犯罪。

鉴于案情重大复杂、涉案人员多地域广，安庆市公安局以刑警支队牵头，联合技侦支队、网安支队、潜山市公安局抽调精干警力，成立“5·31”系列盗掘古墓葬、倒卖文物专案组展开侦查，并将案情上报安徽省公安厅。2020年7月27日，公安部将该案列为挂牌督办案件。

80天缜密侦查，22个抓捕组同步收网“通过分析，我们发现了更多不同的作案团伙。每个团伙都是独立作案，但成员之间分分合合、相互勾结。”安庆市公安局刑警支队五大队副大队长帅磊介绍，在盗得古藏品及文物后，犯罪嫌疑人便会联系“圈子”里认识的熟人进行转卖。经近80天缜密侦查，专案组逐步梳理出各涉案团伙成员信息。

为将涉案犯罪嫌疑人一网打尽，安庆市公安局成立“5·31”专案抓捕指挥部，召开抓捕行动部署会，研究制定抓捕方案。2020年8月17日，指挥部调集安庆、潜山两级公安机关共140余名警力，分22个抓捕组奔赴安徽宣城、黄山和浙江杭州及江苏丹阳、徐州等地，开展抓捕工作。

8月18日15时，随着集中抓捕命令下达，在安徽省公安厅刑警总队外协专家跟班作业及各涉案地公安机关协助下，专案组将29名主要犯罪嫌疑人悉数抓获，并查获地质勘测仪器、探钎、铁锹、雷管炸药等作案工具，扣押涉案车辆9辆，破获盗掘古墓葬案23起、倒卖文物案21起、掩饰隐瞒违法犯罪所得案2起，缴获疑似文物1504件，经鉴定，其中国家三级文物74件、一般文物1201件。

抽丝剥茧深挖扩线，抓捕行动再添战果“公安机关保护文物义不容辞。对文物案件，我们坚决按照上级部署要求，坚持重拳出击、全力以赴。”安庆市公安局副局长王涛说。2021年3月9日，安庆市公安局再次召开部署会、抽调精干警力，继续深挖“5·31”专案战果，持续开展专案攻坚，全链条打击文物犯罪。

在持续深挖细查时，安徽广德籍犯罪嫌疑人金某某引起了专案民警的注意。经侦查，专案组发现金某某于2017年至2020年期间，勾结伍某某、张某某在潜山市实施盗掘古墓葬犯罪，并将盗掘的青铜鼎、青铜剑等文物出售获利；在以金某某、伍某某为首的涉嫌盗掘古墓葬团伙主要销赃渠道上，有买卖古文物犯罪嫌疑人曾某某参与。

同时，民警发现，今年3月，田某曾在宿松县活动，其同行人员中有盗掘古墓葬犯罪前科人员。专案组分析，田某等人可能在安庆市实施盗掘古墓葬犯罪。经过3个月的缜密侦查，以田某、尹某为首的涉嫌盗掘古墓葬犯罪团伙浮出水面。安庆市公安局成立专案抓捕指挥部，抽调100余名警力统一开展抓捕行动。7月22日，各抓捕组分赴池州、宣城、潜山以及江苏南京和河南开封、驻马店等地，开展集中收网，抓获犯罪嫌疑人32名，破获盗掘古墓葬案24起、倒卖文物案8起，缴获国家二级文物1件、国家三级文物15件、国家一般文物405件。

“通过1年多的侦查，我们实现了对‘5·31’系列案件盗、挖、销全链条打击。今后，针对古文物、古墓葬的保护，我们将加强物防、技防等措施，确保文物安全。”王涛说。

作者：徐琦海世梅

最速降线问题

今天来说说最速降线问题，在数学史上这个问题和悬链线问题一样著名，问题的解决还催生了数学方法“变分法”的诞生。

先说说问题的历史和发展：

1696年6月约翰·伯努利以最速降线问题向欧洲数学界发起挑战，他说：“我，约翰·伯努利，向世界上最杰出的数学家喊话。对聪明人来说，没有什么比正确的、具有挑战性的问题更有吸引力的了，它的解决方案将赋予解答者名誉并作为永恒的纪念碑而存在。以帕斯卡、费马等人为榜样，我希望通过向我们这个时代最优秀的数学家提出一个考验他们方法和智力的问题，使他赢得整个科学界的崇敬。如果有人向我传达了所提出问题的解决方案，我将公开宣布他值得表扬”。

约翰·伯努利将问题陈述为：若A和B是铅直平面上不在同一铅直线上的两点，在所有连接A和B的平面曲线中，求出一条曲线，使仅受重力作用且初速度为零的质点从A点到B点沿这条曲线运动时所需时间最短。

其实早在1638年，伽利略在他的《两门新科学》中就提到了这个问题，只不过伽利略认为最短路径是圆弧，当然这答案是错误的。

约翰·伯努利宣称自己已得到问题的解答并将挑战时限定为六个月，但在此期间他没有收到任何回复。应莱布尼茨的要求，挑战时间公开延长了一年半。1697年1月29日，当艾萨克·牛顿回到家时，发现约翰·伯努利写给他的一封信，信中以最速降线问题向他发起挑战。牛顿仅用一个晚上就解决了这个问题，并匿名发表在哲学汇刊上。伯努利读到牛顿的答案后，立刻认出了它的作者，并惊呼“从爪印认出了狮子”。当时牛顿已经54岁，沉迷于神学，很久没关注数学了。其实牛顿的解答很简洁,基本上就算只写了答案,没过多的论述原理,凭牛顿的实力应该是不屑于写(意思是我仅凭几何想象就能吊打你，据说牛顿之所以要一个晚上才解出来，是因为太久没接触数学，需要点时间热身）。

然而约翰·伯努利自己却花了整整两周时间才解出这个问题，真是装逼遇到祖师爷……

牛顿后来对他的朋友说，“我不喜欢一些人在数学上挑战我……”

除了牛顿，莱布尼兹、洛比达以及雅各布·伯努利等也解决了这个问题。

看上面动图可知，有一条路径是用时最短的，那这条曲线到底是什么呢？答案是摆线，即圆周上固定一点在圆滚动时的轨迹。

那我们还是再介绍一下摆线，新课标人教A版高中数学选修4-4参数方程中对摆线方程有描述。

当一个圆沿着一条定直线无滑动地滚动时,圆周上一个定点的轨迹是什么?

我们先分析圆在滚动过程中，圆周上的这个定点满足的几何条件。如图,假设B为圆心，圆周上的定点为M,开始时位于O处。圆在直线上滚动时，M在圆上绕圆心作圆周运动，转过(弧度)角后，圆与直线相切于A,线段OA的长等于弧AM的长，即OA=φ(这一瞬间可以看作M在以AM为半径，划过一微小圆弧，即M轨迹的一微小段)。这就是圆周上的定点M在圆B沿直线滚动过程中满足的几何条件。我们把点M的轨迹叫做平摆线，简称摆线，又叫旋轮线。

当时约翰·伯努利总共找到了两种解法(现在一般称为“直接法”和“间接法”)，根据莱布尼茨的建议，他最初只发表了“间接法”(即“费马原理”解释)，然而最后一步的解释却有误。直到1718年他才公开他的“直接法”(这也是唯一从曲率方向解释的方法)。

再回到正题，为什么最速降线的曲线是摆线呢？由于问题的正解要用到变分法，非常复杂，在这里我们只采取约翰·伯努利的“间接法”(毕竟高端的变分法是他哥哥搞出来的，而且研究出变分法就是为了踩他，以洗雪“悬链线问题”的耻辱，这哥俩真是冤家)。这需要用到一个光学原理——费马原理。1662年，费马提出了“费马原理”：光线传播的路径是需时最少的路径(具体为什么也不清楚，大概光子具有意识吧，这又甩锅给了量子力学)。

光在同一介质中的传播速度恒定,且在同一介质中沿直线传播。在不同介质中传播发生折射,为保证传播的路径需时最少，折射时满足菲涅尔折射定律:入射角的正弦值与该介质中光速的比值等于折射角的正弦值与该介质中光速的比值，即：

如图，质点从A到B沿最速曲线下落：

质点下落过程中重力势能转化为动能，速度不断增大。我们知道一束光在传播路径中从光密介质进入光疏介质，速度会增大。光从光密介质进入光疏介质时，入射角小于折射角。质点从上到下的滑落就像一束光从上到下经过层层介质(介质逐渐从密到疏)的传播，由于光的传播路径用时最短,当层数变多变薄之后，光的行进曲线就是我们想要的最速曲线。

质点下落过程中重力势能转变为动能：

所以

质点的速度与已下落的高度的平方根成正比

将下落曲线比作光线，光线穿过层数无限多的介质，在每时刻的入射光线即最终曲线在该时刻的切线：

由折射定律知：

这说明下落过程中iθ/√h是定值,则最速曲线即是保持切线和竖直线夹角正弦与下落高度平方根比值为定值的曲线。不得不说约翰·伯努利有敏锐的数学直觉，当他推出这一点后，直接认定曲线是摆线（确实是靠直觉，因为他最初的解释是错误的，他试图将哥哥雅各布·伯努利的解当作他自己的解，然而后来他的学生欧拉却将他哥哥的方法发展而成了现在的“变分法”）。

那iθ/√h为定值与摆线有什么关系呢?

如图,圆上的定点为M，圆与水平线的切点为A；圆滚动时，M在这一瞬间的瞬时旋转中心是点A(以A为圆心划过一微小圆弧,即M摆线轨迹的一微小段,即图中紫色圆弧与摆线的交接处),所以AM垂直于摆线过点M的切线；又因为直角圆周角对应直径，可知过点M的切线与圆的交点(图中点C)与A点的连线即为圆的直径。

设圆的直径为,直径与切线的夹角为θ,M点到水平线的距离为h,由几何关系可以算出

所以

显然1/√是定值。所以保持下落过程中iθ/√h为定值的曲线是摆线，即最速曲线是摆线(具体来说是摆线的一段)。

以上便是对最速降线问题的解释，采取的是约翰·伯努利的解法。看到这，你明白了吗？