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第148章 数学天才的发现与培养(5/6)

从陕北到星辰大海  | 作者:南空余温|  2026-02-27 14:06:03 | TXT下载 | ZIP下载

上画算。见他过来,老农起身:“小先生,你这书好!我家三亩梯田,以前总算不清产量,按你这‘梯形面积法’一算,明白了!”

那一刻,陈数觉得所有的熬夜推演都值了。

随着学习的深入,陈数开始思考更深层的问题。一次与方以智讨论时,他问:“先生,数学规律是本来就存在,还是人发明的?”

方以智沉吟:“此问涉及哲学根本。泰西有柏拉图,认为数学理念是客观存在;有亚里士多德,认为数学是人从经验中抽象而得。你觉呢?”

陈数想了很久:“学生觉得……像是发现。比如勾股定理,直角三角形就是有那性质,不管人发没发现。但表示方法、证明思路,是人发明的。”

“好个‘发现规律,发明方法’!”方以智击掌,“此说深得精髓。数学之妙,正在于此:它既描述客观世界之规律,又展现人类思维之创造。”

陈数又提出困扰他已久的问题:“学生最近读《几何原本》,发现一切推导都基于五个公设。若公设变了,整个几何体系不就变了?那还叫真理吗?”

方以智沉默良久,从箱底取出一卷手稿:“此乃利玛窦、徐光启译《几何原本》时,与中土学者辩论的记录。有人问:欧氏几何说‘两点间直线最短’,若在球面上,大圆弧才是最短,如何?”

陈数眼睛瞪大:“球面……球面上‘直线’该如何定义?”

“这正是关键。”方以智展开一幅草图,“在球面上,过两点的大圆弧,相当于平面的直线。但这样的‘直线’可自成一几何体系,其中三角形内角和大于两直角,平行线必相交……”

他讲了半个时辰的非欧几何雏形。陈数听得如痴如醉,末了喃喃:“所以……数学不是一成不变的真理,而是基于不同假设的体系?那哪个才是真的?”

“都在描述世界的某个侧面。”方以智总结,“平面几何描述局部平直空间,球面几何描述球面空间。或许真实世界更复杂,需要更丰富的数学。”

这次谈话彻底打开了陈数的视野。他开始思考数学体系的完备性、一致性,甚至开始构思自己的“几何基础”。虽然稚嫩,但已有研究者的雏形。

新区迎来一次重大工程:在杏子河上建一座跨度十五丈的石拱桥。这是新家峁迄今最大的桥梁工程,韩师傅的设计图改了十几稿,但在拱形计算上卡住了——要保证拱形曲线受力最优,需要精确的数学描述。

韩师傅找到陈数:“小陈先生,听说你懂曲线计算。这拱形,按经验该是圆弧,但老工匠说‘悬链线’更稳。你能算吗?”

悬链线!陈数在方以智的笔记里见过这个词——那是柔软链条自然下垂形成的曲线,其方程涉及双曲函数。

“学生试试。”陈数接下挑战。

他查阅资料,发现悬链线方程是y = a·cosh(x/a) - a,其中cosh是双曲余弦。但当时对数表、函数表不全,计算极其困难。

陈数另辟蹊径:既然悬链线是“最小势能曲线”,能不能用离散点近似?他将拱分成一百段,每段视为直线,用“变分法”思想(他不懂这名词,但想到类似思路)寻找使总势能最小的形状。

这是巨大的计算量。陈数把自己关在格物院三天三夜,演算了上千张草纸。方以智看不过去,劝他休息,他说:“快好了……我找到规律了。”

第四天清晨,陈数冲出房间,眼睛通红但明亮:“韩师傅!算出来了!虽然不是标准悬链线,但是条很接近的曲线,我称为‘近似最优拱形’!”

他展示计算结果:一条光滑曲线,各点受力均匀,最大压应力比圆弧拱降低两成。更妙的是,陈数给出了简易作图法——用绳子和重锤就能现场放样。

韩师傅按此法施工,桥梁进展顺利。合龙那天,陈数站在河边,看着巨大的石拱在河上架起,心中涌起前所未有的成就感。

“数学真能造桥。”他对身边的方以智说。

“不仅能造桥。”方以智指着远方,“将来或许能造更宏伟的东西:计算星辰轨道,预测气候变化,甚至……探索天地至理。”

六月,陈数的事迹通过杨嗣昌的密探,再次传到北京。这次报告更详细,附上了《实用算术简编》的抄本和拱桥计算的手稿。

崇祯在病榻上阅罢,沉默良久,问王承恩:“我大明科举,可能选出这样的人才?”

王承恩低头:“皇爷,科举取士,考的是文章义理……”

“是啊,不考这些。”崇祯苦笑,“所以新家峁能造桥修路,能安民养兵。而我们……”他没说下去,剧烈咳嗽起来。

王承恩慌忙奉药,心中却想:那陈数若生在官宦之家,怕是早被逼着读四书五经,准备科举了。哪有机会展露算学天赋?这新家峁,倒真是……不拘一格。

杨嗣昌在河南接到报告后,做了个大胆决定:他让自己一个精于算学的幕僚,化名游历至新家峁,“顺便”与陈数交流。

幕僚姓徐,年过五十,算学造诣颇深。他见到陈数,先考较一番,发现这少年不仅基础扎实,更有许多新奇想法。两人从《九章》谈到《几何》,从算术聊到代数,竟成忘年交。

离别时,徐幕僚感慨:“若在大明,你这样的天才,要么埋没乡野,要么困于科举。幸哉,生在此地!”

他留下几本珍贵算书,包括徐光启与利玛窦合译的《测量法义》全本,还有自己多年的研究笔记。“这些,或许对你有用。”

陈数如获至宝。

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