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反观王求,他问得急,事先并不知道答案,自然跟周不渡同步开算。但他计算用的工具仍是传统算筹,以竹条为数码,一根根摆放于木盘上,做来颇为繁琐。
不一会儿,周不渡笃定作答:“六万三千二十五步。”
至此时,王求才摆完两个步骤。
周不渡没有出声打搅,而是从旁认真观察。稍加思索,基本上就弄明白了这个时代的算筹使用规则。
他一步一步看下来,不时点头,颇有些出乎意料。
王求所用的开方术不仅十分巧妙,而且竟然是一个具有一般性的算法,不论平方根有多少位数,只要重复这样的算法程序,结果就都能求出来。其构造性、机械化程度之高,放在后世,直接可以拿去给计算机用了,但现在这个时代,应该没有几个人能理解,难怪他那样失落。
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“六万三千二十五步。”王求报出相同的答案。
一看用时,竟是周不渡的十倍。
他放下算筹,肩随之沉下去,背随之佝偻起来,迷茫在眉间结成深深的皱纹,大概是从没想过、也想不出自己为何会在算术上落后于别人那么多。
然而,事实摆在眼前,又有什么办法?
最后,他长舒一口气,松开眉头,浅淡的笑容里有蕴藉,亦有无可奈何,感慨万千:“年少时疲于奔命,无暇研学。老来闲散,却亦是老朽、老朽,垂垂朽矣……”
周不渡:“这就是个体力活,你将算法交出去,任何头脑正常、上过两年学堂的人都能做。”
瞧这说的是人话吗?“正常人”沈浣川感觉被歧视了。
王求失笑:“你倒会说。”
“真的。有一些新的计数法,随丝路、释家传入中原,我学得早,方才省下不少力气。”周不渡把笔记本递给王求,向他介绍古埃及人发明的运算符号、古天竺人创造的数字,“要说我用的算法,却是很笨的,若非数字简单,结果肯定有不小的误差。”
简单?浣川快要绷不住了,心道你是真没上过学堂啊,对“简单”的误解也太大了吧!
“好家伙!”王求摸着笔记本上的数字符号,如获至宝,却没想到,更惊爆的话仍在后头。
周不渡继续说:“反观你的算法,估根、减根、扩根,随乘随加,可求根至所需精度,出错概率小、结果精准,比我的方法强上许多。而且,如果我没理解错,这种算法不仅能开任意高次方,还可以用来求任意高次方程的数值解,其系数甚至不限于正数。”
王求“腾”地站起,惊喜之情溢于言表。张嘴想说些什么,却说不出来,何曾有人能理解自己的创造?这少年却一眼就看透了!
他连道了几声“好好好”,笑着,又拿出一题:“知己难求,来算这最后的问题,可否?”
周不渡点头:“可以。”
王求:“假令有圆城一座,不知周径,四门中开,北外三里有乔木,出南门东行九里能见乔木,欲知圆城周、径各几何?”
说实话,对于周不渡而言,最大的困难可能是理解题意。他听完之后略想了一下,1里等于500米,题目的大意是:假设有一座正圆形的城池,不知道圆周和半径,在城池的正东、南、西、北四个方位开四个门,从北门出去,向正北方直行1500米后能遇到一棵树,从南门出去,向正东方向直行4500米,望向西北方,正好能看见同一棵树,问这个城池的周长和直径各是多少。
原来就是一个关于高次方程的问题,谈不上多复杂。王求把它当作“最后”的问题,应该是想借此将自己的算法完全展示出来,证明周不渡说的没错。
这不是“术”的切磋,而是“道”的交流。
周不渡很感兴趣,拿回笔记本,在纸上画图,写出算草。
王求仍用算筹演算,在书案上摆出演算步骤。
工具不同,两人做题的速度相差很大。
末了,各自算得的答案接近,却不完全相同。
但他们没急着争论对错,而是默契地交换位置,认真研究对方的算草。
周不渡理解王求很容易,他的算法是,先用算筹布设类似于多元线性方程的增广矩阵,继而运用刚才用过的那种开方术,反复提取公因子,经由高度机械化的迭代,求解高次方程。
实际上,求解这个问题用三到四次方程就够了,但王求用了十次方程,并且他的计算从过程到结果都没出错,可见其算法已经十分成熟,远超古代用来解决实际问题的数术范畴,上升到了数理层面。
但王求理解周不渡有些困难。毕竟接受的数学教育不同,观念及方法上的差距太大,即便周不渡的解题过程数形结合、简明易懂,还很贴心地附带写下了部分定理的证明过程,他半猜半蒙,仍是一知半解。
周不渡便简作说明。何为公理、命题、定理,何为证明、逻辑、归纳、演绎,公式的使用、演算的技巧,如何利用相似三角形的相关定理求三次方程的正根。
要说王求可真是天才,对于完全陌生的东西,一经点拨,差不多就都听懂了。两相比较,他知道,虽然自己的算法精妙,但周不渡给出的公式简洁优美、推导有理有据、凝结了无数或深邃或机巧的思想。
王求反复品味,隐隐从中周不渡的算草里窥见了一座巍峨的数理宫殿,其基石稳固、直插云霄,难以窥明真形。
他急着想要看清那宫殿,才真正体会到何为“仰之弥高、钻之弥坚”,紧盯着周不渡给予的知识点,欲要向上攀缘,却仿佛踱步于悬空的铁索桥上,不住心悸,生出阵阵眩晕之感。
一时,亭台里落针可闻。
只有浣川茫茫然不明所以:“答案到底是什么?”
“径九里,周二十七里。”周不渡说罢,朝王求揖手,“老爷子的算法高明,当世无人能出其右。”
浣川:“哦,你算错了。”
“非也,非也。”王木匠回礼,千言万语,难以尽说,食指点在周不渡算草里的“π”字上,看着他笑,“我不如你,远远不及。”
作者有话说:
注1:积田开方,《九章算术》里的问题,不用多说。
注2:遥度圆城,《数书九章》里的问题,王求用的就是这本书里提到的正负开方术,宋代就有了。
不知道有没有人注意过,射雕里“神算子”瑛姑算了十年都没解出来的问题是三阶幻方,啊这……穷举也用不了十年吧,这么写的目的应该是为了等着黄蓉过来一下子就给她解开,真是辛酸。所以稍微费点笔墨,先尊重一下配角的脑袋,下一章再让小周合理祭出我大流数术小装一下^-^大家真的很喜欢算圆周率
第40章 能者师
站在巨人的肩膀上, 周不渡可不好意思接受这等夸奖, 忙说:“哪里的话,我们都是对的,只是对圆周率……密率的取值不同。古法取三位约率既可,我习惯性取了十位小数。”
密率就是祖冲之算出的圆周率, 圆径一百一十三, 圆周三百五十五,真值在朒数和盈数之间, 计算时通常用七分之二十二这个约数,即约率。
这点常识,浣川还是有的, 但正因如此, 他才更不明白:“怎的多出来那么多, 你也有记错的时候?”
周不渡这小子每天睡到日上三竿, 没事就用草扎娃娃玩,连算盘都没摸过两下, 别说使用算筹了,刚才似乎连题目都听不懂, 总不至于答了几个题, 就比祖冲之更聪明了?
“这不是错与对的问题。”周不渡斟酌用词。
圆周率是一个古老的课题, 古往今来,无数人用了无数种计算方法,只为求得更精确的取值。
距今约千年前, 阿基米德正确计算到小数点后三位。
三百年前, 祖冲之将精度推到小数点后七位。
十五世纪, 卡西精确到小数点后十七位。
十七世纪, 鲁道夫用传统割圆术, 花了二十五年,割了四千万亿边形,才将圆周率精确到小数点后三十五位。
但要求得同样的结果,用现代数学方法,只需要计算牛顿级数的前五十项。
周不渡有意写出更精确的圆周率,是想引入现代的数学思维与体系,让王求看一看其他可能的道路。但解完最后的问题,他明了对方早已开始探索,自己先入为主,把人家看低了。
“探讨学问,无须顾及颜面。”王求浑然不介意,“小先生给我上了一课。”
浣川不敢置信:“他只是头脑聪明、算得快些吧?”
王求摇头:“自古而今,世人学算术多只为实用。然,依我之见,术为末,道为本。冥冥之中,有昭昭者,是自然之理也,苟能推自然之理,以明自然之数,则虽远而乾端坤倪、幽而神情鬼状,未有不合者矣。”
经验性与演绎性,到底谁才是数学的本质?这是个老生常谈的问题,两者在不同的历史时期重要程度不同,最后还是得取决于实际情况。
当下的数学已经发展到了一个关隘,极其需要抽象、演绎、公理化,而王求显然是站在了时代的前沿。
周不渡对这位老先生很是敬佩:“先生深研多年,集前人算术之大成,创此开方正负损益之法,已近于道。”
王求:“我穷尽算力,也只能止步于此了。但今日有幸得遇小先生,析理以辞、解体用图,从容开方,知十位圆周率,这般年纪,能有这样的造诣,想必是已然深明数理本源,洞察了天地自然之道。”
“过誉。”周不渡不禁脸红,“术与道,都很重要,两者缺一不可,高低仅在一时一地。”
“谦虚!”王木匠爽朗大笑,“我在你这个年纪,连开方作法本源图都看不懂呢。”
周不渡:“只是际遇不同而已,我有幸学得了别样的方法。老爷子若有兴趣,我给你说道说道?”
王求没想到他这么大方,急忙跑回屋里沏茶端来,“啪”地把托盘扔到书案上:“朝闻道,夕死可矣!”
滚烫的茶沫飞溅。
周不渡哭笑不得:“不慌,就先从开方作法本源图说起。浣川也来听听?数学没你想的那么艰深。”
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我期待烟花漫天,我可以永远靠在你左肩
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