登陆注册
28831700000008

第8章 1曹冲6岁称象(7)

鲁柏是伽罗华的好友。一天,伽罗华得知鲁柏被刺的不幸消息,急忙奔赴探询。女看门人告诉伽罗华,警察已勘察过现场,没有发现其它线索,只是看到鲁柏手里紧捏着半块没有吃完的苹果馅饼,令人费解。她认为作案人可能就在公寓内,因为案发前后,她一直在传达室,没有看见有人进公寓来。可是这座四层楼的公寓,每层有15间房,住着100多人,情况比较复杂,这可能是警察到目前还未能破案的原因。

数学家思索着。最后,请女看门人带他到三楼,在314号房门前停了下来,问道:

“这房间是谁住的?”

女看门人答道:

“米塞尔。”

“这人怎样?”

“他爱赌钱,好喝酒,昨天已经搬走了。”

“这个米塞尔就是杀人凶手!”数学家肯定地说。

女看门人非常惊奇,忙问:

“有什么根据?”

数学家分析说:

“鲁柏手里的馅饼就是一条线索。馅饼英语叫Pie,而希腊语Pie就是π,即通常说的圆周率。人们在计算时,常取π的近似值314。鲁柏是一位喜欢数学,善于思考的人,临死时他终于想到用馅饼来暗示凶手所住的房间。”

根据数学家的分析,警方经过侦察,最后逮捕了米塞尔。经审讯,米塞尔承认因赌博输钱,看到鲁柏家里汇来巨款,遂生杀机。

伽罗华从小就受到良好的家庭教育。童年时代,他在母亲的辅导下进行学习。12岁进入中学读书。起初,他努力学习希腊语和拉丁语。后来,他对数学产生了浓厚的兴趣,以惊人的速度读了许多数学着作。19岁时,他的数学天才被他的数学教师慧眼所发现,在老师的指导下,他深入研究了一些数学理论,并取得了划时代意义的成果。

伽罗华在巴黎高等师范学校读书时,因参加政治斗争,公开反对国王制度,揭露了校长在法国七月政变中的两面行为,又得罪了校长。伽罗华被学校开除,并两次入狱。监狱生活严重摧残了他的健康。

1832年,伽罗华出狱后,在一所疗养院医疗,由于政治和爱情的纠葛,他又陷进政敌为他设置的一个陷井,在一次决斗中,他身负重伤,第二天便离开了人世。

伽罗华是一位杰出的数学天才,可惜他在人世间仅活了21个春秋!他的早逝,无疑是世界数学界的一大损失。

46地毯与火柴

一个魔术师拿着一块边长为8尺的正方形地毯去找一个地毯匠,要地毯匠把地毯改成长为13尺宽为5尺的长方形地毯。

地毯匠算了一下,说:“你拿来的地毯只有64平方尺,而你要我把它改成65平方尺的长方形地毯,怎么可能呢?我又不象你,会无中生有变魔术。”

魔术师笑了,“我不是为难你,你照我画的办法剪裁拼接,包你做得成。”魔术师拿出一张图给地毯匠,说:“你按我第一张图中的粗线把地毯裁开。然后你再按第二个图就可拼接成一个513的长方形了。”地毯匠横看竖看,始终看不出破绽,但又不敢下剪刀。

这究竟是怎么回事呢?

如果注意到这里涉及的各种图形的外形尺寸主要数据不外乎3、5、8、13这四个数,你就可以发现,这些数正是“斐波拉契数”。原来,斐波拉契数fn满足规律:

fn2-fn-1fn+1=(-1)n+1。

魔术师正利用了这一点企图愚弄地毯匠。但如果你仔细画一个大一点的图,你就可以发现,在拼接513长方形中,中间是有空隙的,这个空隙面积恰好等于1平方尺。

现在,大家明白了,这原来是利用斐波拉契数玩的把戏。

那么,如果要问:倘若真按上面的方式,使裁后拼成矩形的面积保持不变,应如何裁呢?拼成矩形长宽又各为多少呢?

设裁成直角边长为x及8的两个直角三角形及上、下底分别为x及8-x的两个梯形,拼成边长为8-x及16-x的矩形。据题意,有(8-x)·(16-x)=82(取“+”号时的根>8,舍去)个长方形地毯条,再把小长方形按对角线裁开成两个直角三角形,而得到直角梯形。这样才能拼接无误。

如果算出x及8-x的近似值,就可得到答案。

这两个数分别相当地接近3与5。

这个数正是“黄金分割”数。原来,斐波拉契数与黄金分割数有相当密切的关系。

还有一个“火柴游戏”

有一堆火柴,至少2根,二人轮流从中取,先取的一方可任取,但不允许一次取完。以后取的一方所取火柴数不得超过对方刚才所取火柴的2倍。但每人每次都不能不取。规定取到最后一根者为胜。

如何制胜?有秘诀吗?

如果火柴只有2根,那么,先取者必败。

如果火柴有3根时,先取者败。

如果火柴有4根,先取者可胜。

如果火柴有5根,先取者败。此时先取者第一次取2~4根时,后取者取余下的;先取者取1根时,后取者也只取1根;先取者此时至多取2根,余下的被后取者取完。

如火柴有6根,先取者胜。他只取1根,后取者取1~2根。后取者若取1根时,先取者仍取1根,后取者取1~2根,先取者取余下的,胜。若第二次后取者取2根时,先取者可取余下的,胜。

经过实验,马上知道,若火柴根数是斐波拉契数时,后取者只要掌握窍门必胜;而火柴根数不是斐波拉契数时,先取者只要掌握窍门必胜。

大家可就根数为7、8、9……时设计出取胜的方法验证。这个结论是可以从理论上加以证明的。不过推证起来较为麻烦,这里就从略了。

47批注之谜

我们知道,x+y=z是一个三元一次不定方程,它的正整数解有无穷多个。x2+y2=z2是一个三元二次不定方程,它的正整数解也有无穷多个。

在初中平面几何中学过勾股定理,根据这个定理,直角三角形三条边的长就满足这个方程。人们必然要问:x3+y3=z3、x4+y4=z4有没有正整数解呢?一般地说来,xn+yn=zn(n是大于2的整数)有没有正整数解呢?最早提出这个问题的是法国数学家费尔马(1601~1665)。

公元1637年,费尔马经过反复研究,提出了如下的结论:对于方程xn+yn=zn,其中n是大于2的整数,不存在正整数解。这个结论被人们称为“费尔马大定理”。之所以称为“定理”,是因为当时费尔马声称,他已能证明这个结论。他在一本书的空白之处以批注的形式写道:“我已经找到了这个令人惊异的证明,但是书页太窄了,无法把它写出来。”可是,人们此后找遍费尔马的着作,并未能找到批注中所讲的“证明”。

为了解开这个批注之谜,数学家和业余数学爱好者纷纷开展了对这一问题的研究。可是,问题研究了一百多年都没有能够解决。公元1850年、1853年,法兰西科学院两度以二千法郎的奖金悬赏征解,但都失望了。1908年,德国哥廷根科学院又以十万马克巨金悬赏,征求费尔马大定理的“谜底”。

科学发现的荣誉,高额的悬赏,引得大批业余数学爱好者对这一问题进行研究,不少人还声称得到了“证明”,但经过权威数学家的“审查”,这些“证明”均一一被否定。哥廷根科学院不堪审稿的烦扰,一方面把奖金降为七万五千马克,另一方面又以仅接受公开发表的文章为由,打发了一大批“证明”者。但这样做的结果又产生了副作用:社会上又出现了成千种公开发行的所谓“费尔马大定理证明”的小册子,以及上万篇同样性质的文章。当然,这只是“费尔马大定理”证明历史长河中的一股支流,应该充分肯定的还是长期来一些优秀数学家所作出的努力和获得的成果:

欧拉(Euler)证明了n=3,4的情况;1823年,法国数学家勒让得证明了n=5的情形;1840年,法国数学家拉梅和勒贝格证明了n=7的情形;1849年,德国数学家库默尔证明了n=3~100(37、59、67除外)的情形,但其中有错误;1976年,美国数学家证明了2n1000000的情形。

当然,以上这些数还包括它们的倍数在内。1983年,前联邦德国乌珀塔尔大学29岁的讲师法尔廷斯(Falitings)证明了数学中的“莫德尔猜想”。这个猜想的一个直接推论是,对任何固定的正整数n(n>3),xn+yn=zn至多只有有限多组互素的正整数解。

接着,希思-布郎又证明了,对“几乎所有”的n,费尔马大定理都是成立的。

1988年3月10日,美国《波士顿环报》报导,日本数学家宫冈在前联邦德国一数学研究所证明了费尔马大定理。可是时隔仅一个月,美国《科学新闻》及其它一些报刊报导,着名数学家们在检验了宫冈的手稿后说,证明在细节上是有问题的。

1993年6月23日,一个令人震惊的消息在全球传开了——350年来悬而未决的费尔马大定理终于被40岁的英国数学家安德鲁·怀尔斯所解决。

怀尔斯现在美国普林斯顿大学工作,他是一位具有世界水平的数论专家。1993年6月21日~23日,他在故乡英国的剑桥大学艾萨克·牛顿数学研究所一连三天以“模形式的椭圆曲线和伽罗瓦表示”为题进行演讲。开始,谁也看不出他有讨论费尔马大定理的意图。最后那天,在演讲的结尾部分,怀尔斯总结说,他证明了由日本学者谷山丰提出的一个猜想。在场的专家们立刻意识到,这意味着:怀尔斯已经证明了费尔马大定理。

人们纷纷举起相机,抢拍下这一历史的镜头。接着是一片经久不息的掌声。成千上万的祝贺电话、邮件象雪片似地飞来,世界各大报纸竞相报导这一消息。

怀尔斯的证明是否正确?这有待数学家们详细的审查。不过,国际数论权威邦别里、里贝特、梅热、阿德勒曼等均对此表示乐观的态度。这是因为怀尔斯研究作风一向严谨细致,而且他的推理是以近30年来诸多数学家的成果为根据,这些根据都是可靠的。

现在看来,费尔马当初的“批注”,如果不是开玩笑的话,那么,他的“证明”一定是有问题的。因为仅用当时数学知识,是根本无法证明这个定理的。不过,开玩笑也好,犯错误也好,费尔马的“批注”毕竟建立了历史的功勋,因为他吹响了攻克费尔马大定理的进军号。

48飞矢不动

养由基是我国古代最有名的射手。他射箭的技术非常高超,如果任意在一棵杨树上指定一片树叶,养由基站在百步之外,弯弓搭箭,嗖的一声,这片树叶就被他射穿了。这就是“百步穿杨”的功夫。

有一天,养由基正在表演他的“百步穿杨”绝技,有一个叫芝诺的希腊人走了过来,笑嘻嘻地说:“我今天准保能让你的飞矢不动!”

养由基听了大惑不解,说:“我射出的箭谁都阻挡不住,你怎么能让它飞着飞着突然就不动了呢?”

芝诺神秘兮兮地说:“我说你的箭是根本无法射出的。”

养由基更觉奇怪,“我的弓是最好的弓,箭也是最好的箭,我又是天下无双的射手,怎么可能射不出箭呢?”

芝诺说:“那你就听我慢慢说出其中缘故吧。现在假定你张满了弓,搭上了箭,箭头设为点O,你瞄准了百步之外的杨树叶点A。你的箭最后要射中点A,对吗?”

养由基说:“当然万无一失要射中的!”

“好,你听着,你的箭要射中A,必定要先经过线段OA的中点A1,对吗?”

“对!”

“箭要经过A1,又得先经过线段OA1的中点A2,对吗?”

“是呀!”

“要经过A2,又必须先经过线段OA2的中点A3,这也是对的吧?”

“一点也不错。”

“你想想,OA3还有中点A4,那你的箭又要先经过A4啰”,等养由基回答,芝诺又说了:“照此下去,要经过点An,都必须先经过OAn的中点An+1,这自然是千真万确的,于是A1、A2、A3……这些点一个比一个更靠近点O,而每个线段又总是有它的中点,那么,请问,你的箭最先应该经过哪一个点呢?”

养由基这一下抓头了。“是呀,我的箭最先应该经过哪个点呢?这倒真成问题了。我射箭这么多年了,我还真从来没有想过这个问题呢!”

“是呀!”芝诺这一下可神气起来了,“你既然连你的箭首先通过哪个点都找不到,又怎么能让你的箭依次通过后面的那些点呢?”

养由基放下了弓,沉默不语了。

芝诺洋洋得意起来:“现在你该服了吧。所以我说,你的箭是根本射不出去的,这也就是说:‘飞矢不动’了。”

养由基是中国人,芝诺则是希腊有名的诡辩家,他们当然不会有这番对话,但这个故事却是古代希腊的几个有名的悖论之一。

与这个悖论相似,芝诺还设计了另外一些悖论,“阿其里斯追龟”则又是其中的一个:

据说阿其里斯是跑得非常快的一个人,芝诺却说,阿其里斯追不上乌龟。

假定乌龟在阿其里斯前面10米,而阿其里斯的速度是乌龟的10倍,那么,当阿其里斯跑完10米时,乌龟已经前进1米,而当阿其里斯再前进1米时,乌龟又前进了01米,仍在阿其里斯前面,阿其里斯再前进01米,乌龟又前进了001米……如此下去,乌龟永远在阿其里斯前面,所以尽管阿其里斯跑得飞快,也永远追不上乌龟!

这两则悖论都是似是而非的,由于时间与空间都是连续的,但芝诺却故意把它们分割成不连续的一系列点和一段段的时间,这就导致了错误的发生,但在当时,却确实使人难以解释得清。但这些悖论却迫使人们对数学的基础理论进行研究,直到十九世纪,德国数学家康托建立无穷集论后,这些问题才得到了圆满解决。

49百枚钱币鼓士气

狄青,是北宋仁宗时期有名的大将,开始,他只是防守陕西保安(现志丹县)的一名士兵。当时,西夏多次打败宋军,后来,狄青主动要求担任先锋出战。他披头散发,带上一个狰狞的面具,带头冲入敌阵,把敌人打败。由于狄青屡立战功,被提升为将军。

后来,范仲俺召见了狄青,勉励他认真读书,从此狄青刻苦读书,精研兵法。以后打仗更有勇有谋,终因战功显赫被提升为掌管全国军事的枢密使。

这时,南方少数民族的领袖侬智高自立政权,进攻现广西一带地方,占领了大片土地,打了不少胜仗,北宋朝野震动。宋仁宗派狄青前往征讨,狄青为了克服兵将们畏敌情绪,想出了一个办法。

他立了一个神坛,当着全体将士的面向上苍祷告:“如果这次上天保佑,一定能打胜仗,那么,我把手中的一百枚铜钱扔到坛前地上时,钱面(不铸文字的一面)一定全部朝上。”说完,在众目睽睽之下,他把100枚钱全部扔下,结果这100枚钱竟全部朝上。于是全军欢呼,震天动地。狄青命左右取来100枚大钉把钱全部钉在地上,任士兵观看,并说:“待破敌凯旋,再来感谢神灵。”

将士们都认定肯定有神灵护佑,所以在战斗中以一当百,奋勇无敌,果然连战皆捷,迅速平定了侬智高的叛乱。

为什么兵士们认为100枚钱全部朝上就一定受到神灵护佑呢?

当我们扔下1枚钱时,钱面可能朝上,也可能朝下,有两种不同结果。

全部朝上,这几乎是不可能的事。而这种可能性微乎其微的事竟然发生了,将士们自然认为是有神灵护佑啰。

这种可能性的计算实际上就是被称为“概率”的一门学科。在现代数学中,概率论是非常有用的,这门学科在现代生产、生活及军事等各个领域中都有广泛的应用。

同类推荐
  • 金银岛

    金银岛

    本书作者是19世纪英国著名的文学作家罗伯特·路易斯·斯蒂文森,小说风格独树一帜,极富神奇浪漫色彩,它告诉读者最宝贵的不是金银,而是人性的爱和正义感。
  • IN.世界·第十六届全国新概念获奖者作品范本全集·A卷

    IN.世界·第十六届全国新概念获奖者作品范本全集·A卷

    本书为第十六届全国新概念大赛获奖者作品集,作者均为90后的获奖者,每个章节主题独立,构思新颖。本作品依然体现新概作文参赛者不同凡响的创作水准,高手云集,形式多样,内容健康阳光、积极向上,是为千万份新概念稿件的甄选中脱颖而出的佼佼者。他们用丰富细腻的情感和超强的文字,勾勒出了最独特的青春风貌和青春生活,是可读性非常强的作文学习辅导和课外阅读书籍。
  • 语文新课标课外读物——三剑客

    语文新课标课外读物——三剑客

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
  • 国际贸易理论与实务

    国际贸易理论与实务

    本书主要内容有:国际贸易概述、国际贸易的基础理论、跨国公司与国际服务贸易、国际贸易政策与措施、区域经济一体化与世界贸易组织、商品的一般描述、国际贸易术语与价格条款、国际货物运输、国际货物运输保险、国际货款结算、争议的预防与处理、进出口合同的磋商与签订、进口合同的履行、出口合同的履行、国际贸易方式等。遵循应用性原则,《国际贸易理论与实务》每章前面设有教学目标,中间含有部分必要的课外阅读材料以拓展学生的知识面,后面则设有案例分析、自测题以及实训建议,着重突出了对高职高专学生实际工作技能的培养。
  • 新课标课外快乐阅读丛书——快乐心灵的推理故事

    新课标课外快乐阅读丛书——快乐心灵的推理故事

    快乐阅读,陶冶心灵,这对于提高广大中小学生的阅读写作能力,培养语文素养,促进终身学习等都具有深远的意义。现代中小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才能有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界的蓝天。
热门推荐
  • 驾驶人生

    驾驶人生

    在经历了投资失败,婚姻的背叛,已有四十岁的肖俊雄选择了跑滴滴。这这现实社会中,他依然不屈不饶面对现实生活,通过自己的努力再次或者爱情和事业,从回人生巅峰!
  • 第二空界

    第二空界

    平凡的成长,平凡的修行,平凡的爱情,平凡的兄弟,不平凡的世界。天地那么辽阔,为什么容不下卑微的我……
  • 斗罗之永恒斗罗

    斗罗之永恒斗罗

    [QQ阅读三组签约作品】[创新之作】 从五千世界穿越而来的大能却因为武魂觉醒的当天被逐出昊天宗。白寒究竟因为什么被逐出昊天宗?……白寒雪天之中遇到了一生之中最为重要的人,千仞雪!“雪儿你相信世界上有一见钟情吗?”白寒温柔地声音让得千仞雪俏脸晕红。“一生一世唯独不能没有你!”“白寒!千仞雪!一生一世永不分离!”……永恒之火觉醒,斗罗大陆势力悄然转变着,只因两个人,白寒!千仞雪!“火与冰皆为一体!”白寒面对着创世神丝毫不惧,只因他有永恒之火!不死不灭!唯有永恒!欢迎大家加入群聊:856331482 千仞雪的岁数与主角一样大,也与唐三一样大! 不喜误入!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 重新再来吧

    重新再来吧

    重生前,萧让有许多遗憾。重新来过,萧让依然有许多遗憾。再重新来过,萧让还是有许多遗憾。萧让想,重新来过几回才能没有遗憾?
  • 脾胃论译注:刘涓子鬼遗方

    脾胃论译注:刘涓子鬼遗方

    本书的读者对象是要求学习和阅读中医古籍,领会和参悟医道原理,以提高中医理论水平和实践能力的广大中医工作者,也包括具备一定古汉语水平的中华文化热爱者和中医爱好者。本书的目的是为广大读者提供一部系统、准确的中医古籍原文及现代汉语译注本,并进一步提供各种外国语译注本。以期正本清源,弘扬医道,泽被圜州,造福桑梓。
  • 首席请自重

    首席请自重

    沈凌薇怎么也没想到,她和他的一段往事,意外暴光于众。无爱的婚姻,不能生育的自己,分手自然是最后的收场。沈凌薇心痛难当,毅然离开了伤心地,远走他乡。两年后,因一个合作案,与前夫再遇,沈凌薇只觉,这个世界有时真是小得可怜。不过,既来之则安之。工作照旧,生活照常。只是让人气愤的是,那个叫做前夫的男人,为什么竟频频对自己做一些不可思议的小动作?
  • 穿越之芳华落仙途

    穿越之芳华落仙途

    穿越异世而来,她发誓这一世要活得好好的。修内气?有意思。这世上还没有难到我沈玹云的事情。炼丹药?不难。我轻轻松松就可以炼到凡人不可仰望的高度。情一字,最难懂。有谁踏破长空迎风而来闯入她多年不曾温暖的心。何处才是她的归依?是那个银边千叶葵盛开的地方,是那所高高在上冷寂的宫殿,还是那个佛桑花盛开的木屋。有男子持三世曼陀沙华涉水而来,“只为你流目一瞥,我愿跋涉千山万水。”倾尽一生,芳华落仙途。
  • 多重战争

    多重战争

    巨龙、精灵、能量体、以及精神病大军……无数的阴谋诡计和爱恨情仇,非套路小说,只为让你喜欢。非传统奇幻,直击人心深处,这里没有魔法,只有——人格。实力划分非常简单,从1%——100%,想知道:100%会发生什么吗?敬请期待吧!噢!忘了说了,主角实际上是个衰仔。这部作品不是无脑文,更多的是希望你们在看这本书是能有足够的收获,煽情的话不多说,低烧慢热,等你来看!
  • 世间几何归

    世间几何归

    千年后,帝君之女苏醒,忘却前尘,好似一切回归平静。却不知,人,妖,魔,鬼,神共存的世间,怎会安逸?曾经的一切被覆上尘埃,可时间终是敌不过信念。“师父,原本我以为,妖魔即恶......是我错了啊.......”人心的利剑,刺穿身躯,万劫不复...........而他,也早已淡然接受所谓不可逆转的“命运”对于她的妄想很是轻视,不在意,当是小孩儿的玩闹。却也在默默地希望着,期待着,盼着一人来解救他于无尽深渊............