第四十九章 贾宪三角的物理应用(2 / 3)
“我们医者,除了医药,卜筮数理也略微接触一些。田教授搭的这个图,我正好在一本书中看过,好像是贾宪的《黄帝九章算法细草》。我闲暇无事时在宫中藏库中浏览过此书。”
田垚不住地点头,由衷地赞叹道:“要论此图的起源,现今也说不清楚了。有人说是唐朝的李淳风,有人说是魏晋时的刘徽。不过,公认还是我朝算法大家贾宪所著。记载于方才田兄所言的算法细草中。杨兄不仅医术精湛,所学亦庞杂。连算数上的知识,也有所了解,实在佩服!不像我只知道这些算法数理。”
杨越急忙谦虚地推辞:“宫中藏书非常丰富。我又喜好读书,实乃凑巧翻过这本书。仅仅知道有这么个图。其中的奥秘,完全不懂。岂敢当田兄谬赞。”
“说起来也简单。正如杨兄所言,此图乃乘方图,便是乘方展开的算法排列。你看,这是积,此谓本积、商实、平方积、立方积、三椉积……七椉积。”田垚指着左手边缘每一列单独摆放的算筹道。
又指向右手边缘的算筹,从上而下继续介绍:“这是方法、平方隅、立方隅、三椉隅……七椉隅。”
接着,指向最后一排算筹,说道:“中间的算筹名为廉,从左向右,上廉、二廉、三廉……七廉。”
赵榛确信这是贾宪三角或杨辉三角无疑。
杨辉是南宋人,尚未出生,此图只能是贾宪所作的三角图,也就是杨越口中的七乘方图。
以后世数学术语描述,贾宪三角就是二项式展开后的系数表。左右边缘摆列的算筹,田垚口中唤作积、隅,其数量始终为一,代表着二项式展开后,最高次项式的系数始终为一。中间的廉,则代表中间项的系数。以(a+b3为例,展开后用现代数学表示为a3+3a2b+3ab2+b3。在贾宪三角中,先找到立方积这一行,再点验田垚依次摆列的算筹数量,分别为立方积1、上廉3、二廉3、立方隅1。立方积、立方隅的算筹数量与a3、b3前的系数1相符,上廉数量与a2b项前系数3相符,二廉数量与ab2项前系数3相符。根据贾宪三角,任何髙次二项式都可以直接应用廉数快速展开。
这是中国古代非常伟大的数学成就。但是,赵榛不知道与立柱有什么关系。
田垚认真解释着,似乎想让所有人能够明白这一原理。但是,舱中除了赵榛,众人如同听天书一般,根本摸不着头脑。杨越也是一脸疑惑,显然没有数学方面的造诣。
朱大泰不耐烦地拍了一下桌子:“小田,什么鲫鱼脸?还猫鱼脸呢。我听不懂,你就直说吧,怎么把那些柱子立进土里且立稳的。”
他拍的力道不大,但已将满桌的算筹震得乱了队形。有些算筹骨碌碌滚下地面。
田垚赶紧把算筹捡起来。苦笑一声,将凌乱的算筹认真地摆放整齐。才道:“我当时也是突发奇想。嗯……那天,我在城墙上俯看玉门渡前的柱子,见柱子排列得密密匝匝。越靠近岸边,柱子数量越多……就像这里的算筹。”田垚指着第九列算筹。
“嗯”,众人听到他开始解释,都非常感兴趣,齐声应道。
“我当时想,为何靠近岸边的地方容易塌方?岸边潮湿,土壤疏松,容易塌方能够理解。但是,由于岸边屡次塌方,立柱的地方已经往后腾了几丈。与一般的土地,没有太大差别。为什么柱子前方仍然容易裂开,导致立不稳柱子?”
“是呀,这是为什么?”众人一起追问。
“问题不在土壤上,而是在柱子上!”
田垚得意地笑道:“诸位请看乘方图,我用算筹表示出来,大家一目了然。越到乘方的底部,廉数越大。我当时突然想到此图,心想廉数能不能当作立下柱子以后,柱子对外的力道呢?如果把靠近岸边的柱子当作最底部的算筹,大家看,它的廉数最大。是不是意味着这些柱子往外排出的力道最大?当力道过大时,前方的土壤承受不了,于是开始崩裂?”
“哦!”有人恍然大悟。