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第二十五回:河边一梦繁星点点指坐标,船上一觉几个数字缚海盗【数理化通俗演义】 皮皮少儿阅读频道

第二十五回:河边一梦繁星点点指坐标,船上一觉几个数字缚海盗

——直角坐标系的创立上回说到1846年9月23日夜,柏林天文台长加勒靠着千里外一封来信的指点,顺利地找见那颗全球天文学家都感到头疼的海王星。这到底用的甚么方法呢?要说清这事,还得再退回226年。

1620年深秋,莱茵河畔的马尔姆小镇扎下一排军用帐蓬。入夜,万籁俱寂,唯有秋风轻轻,云破月来树弄影。这时帐蓬里,一个年轻士兵翻来覆去怎么也睡不着。他就是后来闻名于世的大哲学家、数学家笛卡儿。这年他24岁,正服军役。说来好笑,笛卡儿一生有两种怪癖,一是睡懒觉,二是旅游。他出生在法国北部都兰城的一个议员家庭。因从小体弱,很受家庭宠爱。后来上了学,校长见他瘦小而聪明,又碍着他父亲的面子,便特许他早晨想甚么时候起床就甚么时候起床。想不到,这倒使他慢慢养成一个习惯:躺在被窝里思考问题。这天晚上,在这个陌生的地方,他一时难以入睡。多瑙河细碎的浪声.天窗外点点的繁星,原野里秋天枯草的香味,凑成一个美妙的环境。笛卡儿想着最近研究的几何与代数的结合,眼前这些星星像豆子一样,满天乱撒,如果用数学方法,怎么表示它们的位置呢?当然最好是书一张图。但这是几何的方法。古埃及人在尼罗河边丈量土地时就学会使用这个办法了。但这纷乱的星空多么复杂,就算画出来,当你要指给人看一颗星时,还得拿出整个一张图。可又有甚么方法只用几个数字就能标清它们的位置呢?他又想,自己随军到处奔波,前几天还在多瑙河右岸,今晚又到左岸,时而在上游,时而在下游,要是给上级报告部队的位置,该怎样表示呢?……

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笛卡儿正这样躺在被窝里做着研究,忽然门口传来踏踏的脚步声。排长查铺了,他慌忙将被子往头上一蒙,两耳侧起,听着震动。可是奇怪,脚步声到门口又折回去了。他猜想,一会儿还会回来,于是不再探头,继续进行图与数的冥想。

过了一阵,果然排长又来了。他闯进帐篷,揭开被子,一把拉起笛卡儿我向外拖去。笛卡儿想喊喊不出,想披件衣服,可手又被攥得紧紧的。等到走出帐外,排长才说:“你不是整日研究,想用数学来解释自然和宇宙吗?乘现在夜深人静,这荒野旷地不会有谁偷听,我告诉你个妙法,你要切切记在心中。”说着,排长从身后抽出了两支箭,拿在手里搭成一个“十”字。箭头一个朗上,一个朝右。他将十字举过头说:“你看,假如我们把天空的一部分看成一分平面,这个平面就分成四个部分。我这两支箭能射无限远,天上这么多星,随便那一颗,你只要向这两支箭上分别引两条垂直线,就会得出两个数字,这位置就被表示得一清二楚了。”笛卡儿说:“你慌慌张张地把我拉出来,我还当有甚么新鲜玩艺儿。画坐标图,古希腊人就会使用。现在最难的是那些抽象的负数,人看不见摸不着,显示不出来就不好说服人。“排长向笛卡儿肩上打了一拳哈哈笑道:“我说,你这么聪明,怎么这层窗纸就没有捅破。你看,将这两支箭的十字交叉处定为零,向上向右是正数,向下向左不就是负数吗?这乌尔姆镇是交叉点,多瑙河上游是正,下游是负,右岸是正,左岸是负。我们行军在镇的东西南北,不是随时就可用正负两个数字表示出来吗?”笛卡儿高喊道:“这是个好主意!”他一下扑上前去想抓过箭来看看,不想排长忽地将箭往身后一藏,不悦道:“你就知道每天睡懒觉,潍坊哪个医院专治癫痫自己不会去做一副吗?”说着便向河边跑去,眼见到了岸边,他竟踏水而过,如履平地。笛卡儿也一脚踏上水面,却扑通一声跌入河中,忙大喊救人。突然,他觉得屁股上重重挨了一脚,睁眼一看,帐蓬里已射进阳光。排长正站在他的身边喊道:“你这个懒鬼,又不起床,还在做甚么美梦!”笛卡儿眨了眨眼,一骨碌爬起,双手抓住排长的肩膀直摇:“你说甚么?你刚才对我讲了些甚么?”排长骂道:“神经病!”又去催别人起床。笛卡儿却像突然发了疯似地从枕头下抽出一个本子和半截铅笔。他先画了一条竖线,标明为y;又画了一条横线,标明为x。在这两条轴上又标出许多正负刻度,如梦中见到的一样。外面集合的号声答答地吹响,他慌乱套上衣服,提起枪便冲出帐外。后人都说笛卡儿的坐标系真的是这样从梦中得来的,时间是1620年11月10日,地点是乌尔姆镇(260年后爱因斯坦就诞生在这个小镇上)。

再说笛卡儿当了一段兵后,渐渐觉得厌烦,便离开军队去游历德国、哥本哈根、波兰等许多地方。这天在一个小港湾,他带着仆人和一大箱书,登上一艘不大的荷兰商船,准备回到祖国。笛卡儿躺在又窄又暗的舱里,被昏沉沉地摇了一个晚上,早晨醒来身骨像散了架一样,按照懒习惯他只是翻了个身,不想立刻起床。仆人可能到甲板上吸海风去了。突然隔壁有谁在说话。他将耳朵贴在木板缝上听。原来,船长和船副在用荷兰话密谈。船长说:“……客人中要数那个法国大兵了,你注意到他那只大箱子了吧?仆人扛时被压弯了腰。”船副说:“估计天黑前到卡斯岛,上岸后就会有人接应。”“嘘--小声点,那家伙是当过兵的,漏了风不好对付。“不怕,我试探过了,他听不懂荷兰话。”河南癫痫病医院靠谱吗笛卡儿突然全明白了,他是上了海盗船。这可怎么脱身?他先冷静下来,脑子里闪出卡斯岛的位置。过去当兵时他会去过那里,那是一座荒岛,现在看来是他们的老窝了。他不敢有任何动静,就在被子里悄悄地掏出一个小小罗盘,测定了船现在的经纬度,眉头一皱,脑海里闪出一幅这一带海域的坐标图。根据经纬度在坐标系里的位置,他轻易的算出了卡斯岛的距离。根据航速,船今晚无论如何也驶不到那里,相反,沿途倒是有一个已有住人的小岛。盘算已定,笛卡儿整天都躺在被窝里装着若无其事,只是仆人送到饭时,他才悄悄告诉仆人要做准备。

夕阳斜照,笛卡儿到甲板上散步。他悠闲地眺望天际。海面像一匹绿绸子柔和地飘向天边,海鸥掠着浪花翻飞,时而条地栽下来点一下水,又突然翻身冲向天空。他心里在祝福,但愿他的计算不会有错。船长也来到甲板上。他先用含混不明的表情,扫了一眼笛卡儿腰间的佩剑,随即用法语与笛卡儿交谈起来,但同时焦急地搜视着海面。笛卡儿心里说:“你的岛?至少后半夜再说吧!”远方慢慢出现一个小岛的轮廓。船长脸上显出喜色,对笛卡儿说:“天气真热!先生,我们靠岸岛上少歇一会好吗?”笛卡儿也偷偷打量着这岛:上面一片寂静。他不由地心里直打鼓:难道我算错了吗?渐渐岛上的树木、房屋现出来了,这是一座岛,但不是那座荒岛,上面有渔村,这是一座救命的岛啊!

船靠岸了,船长向岛上张望看,他一定在寻找来接应的同伙。大概他也发现不对劲,正在犹豫不定。这时笛卡儿却大声地笑着说:“船长先生,我们去喝一杯吧,我请客!”船长脸上努力装出一种随便的样子,顺着长长的木板走下船来。他的双脚刚刚站到岩石上长春癫痫病那里治疗效果好,忽听后面“嗖”的一声,一回头,却见笛卡儿右手的剑尖正顶着他的鼻尖,左手里的一只手枪也瞄准了他的胸口。船长愣住了,只听这个法国人用荷兰话大声喊着:“快命令你的水手把我的箱子送下岸来!先生,您下错了地方!”“哎呀!他原来会说荷兰话啊!”船长心里想,再一细看这个小岛,山上有几户渔民,此外并没有甚么自己人前来接应。他顿时头上渗出一屏冷汗。法国大兵的箱子送下来了,笛卡儿说:“船长,请看看我的金银财宝吧。”打开一看,都是些书,还有一堆手稿,上面满是弩弯曲曲的线条、数字。笛卡儿哼了一声对又失望又恐慌的海盗船长说:“你大概没想到吧,今天俘虏你的就是这些数字。天黑前你只能到这里就擒,我给你计算得一点不差!”这时,笛卡儿的仆人也在船上用火枪顶住了船副,并叫其他几位乘客赶快下船。船长跪在岩石上,直求饶命。笛卡儿轻蔑地说道:“我不会让你的血污了我的剑,不过以后再出来做海盗时,别忘记船上该雇个数学家!”

却说这次笛卡儿历险之后回到祖国,就将他那在军营里,在车上、船上所思所想的东西整理成一本书,书中专有《几何》一篇。他第一次将几何和代数联系起来,创立了坐标系,这样,在坐标系里只要知道一个点,这个点的轨迹,不管它是直线、曲线、圆、椭圆,都可以通过相应的方程序精确地推出。这一下,变数进入数学、物理、化学、天文等领域,一切运动的过程都可以在这个坐标系里得到明了的综合描述。正因为有这一步,才有后来牛顿一系列的重大发现。所以,人们常说笛卡儿是牛顿的人梯。近代科学渐渐地就要迎来一个新高潮。

欲知后事如何,且听下回分解。

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