第二个从死亡线上生还的故事。
相传古代有个国王,由于崇尚迷信,世代沿袭着一条奇特的法归:凡是死囚,在临刑前都要抽一次“生死签”。即在两张小纸上分别写着“生”和“死”的字样,由执法官监督,让犯人当众抽签。如果抽到“死”字的签,则立即处刑;如果抽到“活”字的签,则被认为这是神的旨意,应予当场赦免。
有一次国王决定处死一名大臣,这名大臣因不满国王的残暴统治而替老百姓讲了几句公道话,为此国王震怒不已。他决心不让这名敢于“犯上”的臣下,得到半点获赦的机会。于是,他与几名心腹密谋暗议,终于想出了一条狠毒的计策:暗嘱执法官,把“生死签”的两张签纸都写成“死”字。这样,不管犯人抽得是哪张签纸,终难幸免与死。
世上没有不透风的墙。国王的诡计终于被外人所察觉。许多悉知内情的问武官员,虽然十分同情这位往日正直的同僚,但慑于国王的淫威,也只是敢怒而不敢言。就这样终于挨到了临刑的前一天,一位好心的看守含蓄地对囚臣说:“你看看有什么后事要交待,我将尽力为你奔劳。”看守吞吞吐吐的神情,引起了囚臣的疑心,百问之下,终于获知阴谋的内幕。看守原以为囚臣会为此神情沮丧,有心好言相慰几句,但见犯人陷入沉思,片刻间额上焕发出兴奋的光芒。
在国王一伙看来,这个“背道离经”的臣子的“死”是必然事件,因为他们考虑的前提条件是“两死抽一”。然而聪明的囚臣,正是巧妙利用了这一点而使自己获赦的。
囚臣是怎样死里逃生的呢?
原来当执法官宣布抽签的办法之后,但见囚臣以极快的速度抽出一张签纸,并速即塞进嘴里。待到执法官反应过来,嚼烂的纸团早已吞下。执法官赶忙追问:“你抽到死字签还是活字签?”囚臣固作叹息说:“我听从天意安排,如果上天认为我有罪,那么这个咎由自取的苦果我业已吞下,只要查看剩下的签是什么字就清楚了。”这时,在场的群众异口同声地赞成这个做法。
剩下的签当然写着“死”字,这意味着犯臣已经抽到“活签”。国王和执法官有苦难言,由于怕触犯众怒,只好当众赦免了犯臣。
本来,这位犯臣抽到“生”还是“死”是一个随机事件,抽到每一种的可能性各占一半。但由于国王一伙“机关算尽”,想把这种“有一半可能死”的随机事件,变为“必定死”的必然事件,终于搬起石头砸了自己的脚,反使犯臣因此得以死里逃生。
一个永恒运动的世界
我们这个星球,宛如飘浮在浩瀚宇宙中的一方岛屿,从茫茫中来,又向茫茫中去。生息在这一星球上的生命,经历了数亿年的繁衍和进化,终于在创世纪的今天,造就了人类的高度智慧和文明。
然而,尽管人类已经有着如此之多的发现,但仍不知道我们周围的宇宙是怎样开始的,也不知道它将怎样终结!万物都在时间长河中流淌着,变化着。从过去变化到现在,又从现在变化到将来。静止是暂时的,运动却是永恒!
天地之间,大概再没有什么能比闪烁在天空中的星星,更能引起远古人的遐想。他们想象在天庭上应该有一个如同人世间那般繁华的街市。而那些本身发着亮光的星宿,则忠 诚地守护在天宫的特定位置,永恒不动。后来,这些星星便区别于月亮和行星,称之为恒星。其实,恒星的称呼是不确切的,只是由于它离我们太远了,以致于它们间的任何运动,都慢得使人一辈子感觉不出来!
北斗七星,大约是北天最为明显的星座之一。在天文学上有个正式的名字叫大熊星座。大熊座的七颗亮星,组成把勺子的样子,勺底两星的连线延长约5倍处,可寻找到北极星。在北天的夜空是很容易辨认的。
大概所有的人一辈子见到的北斗七星,总是那般形状,这是不言而喻的。人的生命太短暂了!几十年的时光,对于天文数字般的岁月,是几乎可以忽略不计的!然而有幸的是:现代科学的进展,使我们有可能从容地追溯过去,和精确地预测将来。人类在十万年前、现在和十万年后应该看到和可以看到的北斗七星,它们的形状是大不一样的!不仅天在动,而且地也在动。火山的喷发,地层的断裂,冰川的推移,泥石的奔流,这一切都还只是局部的现象。更加不可思议的是。我们脚下站立着的大地,也如同水面上的船只那样,在地馒上缓慢地漂移着!
本世纪初,德国年青的气象学家魏根纳(Wegener, 1880~1930)发现:大西洋两岸,特别是非洲和南美洲海岸轮廓,非常相似。这其间究竟隐含着什么奥秘呢?魏根纳为此而深深思索着。
一天,魏根纳正在书房看报一个偶然的变故,激发了他的灵感。由于座椅年久失修,某个接头突然断裂,魏的身体骤然间向后仰去,持在手中的报纸被猛然断裂。在这一切过去之后,当魏根纳重新注视手上的两半报纸时。顿时醒悟了!长期萦回在脑中的思绪跟眼前的现象,碰撞出智慧的火花!一个伟大的思想在魏根纳的脑中闪现了:世界的大陆原本是连在一起的,后来由于某种原因而破裂分离了!
此后,魏根纳奔波于大西洋两岸,为自己的理论寻找证据。公元1912年,“大陆漂移说”终于诞生了!
今天,大陆漂移学说已为整个世界所公认。据美国宇航局的最新测定表明,目前大陆移动仍在持续:如北美正以每年1.52厘米的速度远离欧洲而去;而澳大利亚却以每年6.858厘米的速度,向夏威夷群岛飘来!
世间万物都在变化,“不变”反而使人充满着疑惑,下面的故事是在生动不过了。 公元1938年12月22日,在非洲的科摩罗群岛附近,渔民们捕捉到一条怪鱼。这条鱼
全身披着六角形的鳞片,长着四只“肉足”,尾巴就像古代勇士用的长矛。当时渔民们对此并不在意,因为每天从海里网上来的奇形怪状的生物多得是!于是这条鱼便顺理成章地成了美味佳肴。
话说当地博物馆有个年轻的女管理员叫拉蒂迈,此人平时热心于鱼类学研究。当她听到消息闻讯赶来的时候,见到的已是一堆残皮剩骨。不过,出于职业的爱好,拉蒂迈小姐还是把鱼的头骨收集了起来,寄给当时的鱼类学权威,南非罗兹大学的史密斯教授。
教授接信后,顿时目瞪口呆。原来这种长着矛尾的鱼,早在七千万年前就已绝种了。科学家们过去只是在化石中见到它。眼前发生的一切,使教授由惊震转为打一个大大的问号。于是不惜定下十万元重金,悬赏捕捉第二条矛尾鱼!
时间一年又一年地过去,不知不觉过了十四个年头。正当史密斯博士抱恨绝望之际,公元1952年12月20日,教授突然收到了一封电报,电文是:“捉到了您所需要的鱼。”史密斯见电欣喜若狂,立即乘机赶往当地。当教授用颤抖的双手打开鱼布包时,一股热泪夺眶而出??
那么,为什么一条矛尾鱼竟会引起这样大的轰动呢?原来现在捉到的矛尾鱼和七千万年前的化石相比,几乎看不到变异!矛尾鱼在经历了亿万年的沧桑之后,竟然既没有灭绝,也没有进化。这一“不变”的迷惑,无疑是对“变”的进化论的挑战!究竟是达尔文的理论需要修正呢,还是由于其他更加深刻的原因?争论至今仍在继续!
我们前面讲过,这个世界的一切量,都跟随着时间的变化而变化。时间是最原始的自行变化的量,其他量则是因变量。一般地说,如果在某一变化过程中有两个变量x,y,对于变量x在研究范围内的每一个确定的值,变量y都有唯一确定的值和它对应,那么变量x就称为自变量,而变量y则称为因变量,或变量X的函数,记为: y=f(X)
函数一语,起用于公元1692年,最早见自德国教学家莱布尼兹的著作。记号f(x)则是由瑞士数学家欧位于公元1724年首次使用的.上面我们所讲的函数定义,属于德国数学家黎曼(Riemann,1826-1866)。我国引进函数概念,始于1859年,首见于清代数学家李善兰(1811~1882)的译作。
一个量如果在所研究的问题中保持同一确定的数值,这样的量我们称为常量。常量并不是绝对的。如果某一变量在局部时空中,其变化是那样地微不足道,那么这样的量,在这一时空中便可以看成常量。例如读者所熟知的“三角形内角和为180°”的定理,那只是在平面上才是成立的。但绝对平的面是不存在的。即使是水平面,由于地心引力的关系,也是呈球面弯曲的。然而,这丝毫没有影响广大读者,去掌握应用平面的这条定理!又如北斗七星,诚如前面所说,它前十万年与后十万年的位置是大不相同的。但在近几个世纪内,我们完全可以把它看成是恒定的,甚至可以利用它来精确地判断其他星体的位置!
卡尔丹诺公式的由来
在自然科学领域,有不少公式和定律都以发现者的名字而命名。而数学上的“卡尔丹诺公式”的命名则是一桩地地道道的冤案。 在中世纪的意大利,盛行在街头打数学擂台。通常是摆上一张桌子。数学斗士们各向对手提交一批数量不等的难题,谁先做出正确的解答,谁就是优胜者。这种风习有效地培养出一批颇具才华的数学家。
出身寒微而自学成才的尼古拉·塔尔达利亚便是其中的佼佼者。由于他才智过人,又极为勤奋好学,因而享有“不可战胜者”的盛誉。一次,他接到了平庸的大富豪费奥里的挑战书,并且得知费奥里已向一位教师要到了三次方程式的秘密解法,希图以此获胜。塔尔达利亚为赢得这次胜利,闭门谢客,废被忘食,苦苦琢磨了三天三夜,终于找到了三次方程式的新解法,并在随后的比赛中,又一次轻取桂冠。
这时,一个名叫卡尔丹诺的科学骗子找到了塔尔达利亚,狂妄地自称他有4万项发明,只有三次方程式的解法才是他唯一的不解之谜,并为此痛不欲生。在卡尔丹诺甜言蜜语的哄骗下,诚实而善良的塔尔达利亚便毫无保留地将自己的新发现告诉了他。
谁知,几天以后,卡尔丹诺竟发表了一篇论文,阐述了三次方程式的新解法,并大言不惭地宣称,这是他的最新发现。待人一向诚恳的塔尔达利亚被骗子这一欺世盗名的无耻行径激怒了,他向卡尔丹诺堂堂正正地提出挑战,并把骗子派来的数学高手击得惨败。然而,在随即而来的一个没有星光的夜晚,塔尔达利亚竟被骗子收买的亡命之徒秘密刺杀了。 从此,在罗马街头的数学擂台上,不可战胜的数学斗士塔尔达利亚的勃勃英姿永远消逝了,他对三次方程式的新解法的卓越贡献,也被一些不公正的记载一笔抹煞了,在今天的不少数学著作中,他的发现仍被称为“卡尔丹诺公式”,这使凡是熟知上述史实的人,无不痛
感必须恢复真理的权威性和历史本身的尊严。
从古至今,妇女研究数学一直未受鼓励,声称数学不适合于妇女,并且是她们的智力不能承受的。但是有一名法国妇女成功地摆脱了社会的束缚,使自己成为一个优秀的数论家。她就是索非.热尔曼(Sophie German 1776-1831)。
她涉猎各种数学书籍,但是受到父亲的百般阻挠,她克服一切困难来自学数学,由于她的坚定无比,最终她的父母动了恻隐之心,同意她继续学习。热尔曼终生未婚。始终是她的父亲资助她的研究工作。
1794年,巴黎综合工科学校成立了,热尔曼渴望进入大学学习,但是该校只招收男生。在她的邻居里有一位名叫勒布朗的男生,是巴黎综合工科学校大数学家拉格朗日的学生,数学学得很糟糕。恰好因为某些原因中途辍学了。热尔曼就冒名顶替偷偷摸摸地在学校里学习。学校的行政当局不知道真正的勒布朗先生已经离开巴黎,所以继续为他印发课程讲义和习题。热尔曼设法取得原本给拉布朗的材料,并且每星期以勒布朗的名义交上习题解答。一切都按照计划顺利地进行着,直到两个月后,拉格朗日觉得再也不能无视这位“勒布朗先生”在习题解答中所表现出的才华了。“勒布朗先生”的解答不仅巧妙非凡,而且显示了他的深刻的转变。他要求“勒布朗先生”来见他,于是热尔曼被迫泄漏了她的真实身份。拉格朗日感到非常震惊,他很高兴见到这个年轻的女学生并成为她的导师和朋友。热尔曼变得越来越有信

