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第45章 两个齿轮(1/2)

    赵杏儿这句话虽然说的家常,却直接指出了这个星图诡异的地方。

    没道理天上的群星都如环一样在空中运动,而金木水火土五星在天空中进进退退,一会儿落在了白羊座、一会儿落在了处女座。

    如果真的是这样的运动轨迹,那就得有一个什么力量专门牵动这几颗星星,随意摆放。那是什么力量?是大神盘古吗?

    要是有人随便拿星辰在天空摆布玩耍,又怎么解释这个如花朵一样的轨迹年复一年的出现在天空中?

    没道理!

    “莫非是观测人员有错?”张启明喃喃道。

    “那倒也未必……”张诚已经猜出原因了。

    天空中的五星运动轨迹,对天文学家和数学家来说,一直是一个无法解释的问题,引发了长达千余年的争论。这些争论固然推动了一些数学家去研究,也推动了数学的进步,但是始终没有得到简洁的结论。

    其实就是一个观测角度的问题。

    地球围着太阳转,五星围着太阳转,从地球上看,固然五星也是在地球为中心的天球上运动。但是这个轨迹和天球上的其它星体不同。

    但是如果你的观测角度换成太阳,这个问题就很容易理解了。其实五星和地球都围着太阳在旋转。五星的轨迹和地球的轨迹对于太阳来说,都是圆形——确切的说,是椭圆曲线。

    这就是后世日心说和地心说的争议。因为这个争议,西方的教廷还杀了不少人。

    中国的学者倒不至于为了地心日心打生打死。实用主义的华夏人接受一切合理的猜测,只要你的东西能验证,宇宙的中心是地球还是太阳,又有什么区别?

    张启明在纸边上草草写下一个解析式,说:“实际上我已经解出这个轨迹的公式了……”

    x(t)=rt)?cos(t)

    y(t)=rsin?(nt)?sin?(t)

    “并且我已经套用了数据推算出来r和n的值,r大约是0.72,n大约是1.625……”

    不得不说,在赵杏儿的压力之下,张启明只能立即抛出公式,来证明这个轨迹具有数学的美感。

    “什么样的周期曲线都会找到一个数学解,但是有数学解就意味着它美吗?你的要素依旧太多不够简洁……而且你无法解释这些要素之间的原理……”赵杏儿有点懒散的说。

    这个算式赵杏儿大体能看懂,但是这根如同五个花瓣一样展开的曲线,不够单纯。

    “其实我有一个办法,你到了巩邑不妨去测试一下……”张诚笑着说。也取过一张纸画了一幅草图,在图上也随手写了一些数据。

    张启明看过去,却是一个内齿轮和一个外齿轮。两轮嵌套。小齿轮中心有一个孔,小齿轮边缘上也有一个孔。

    “你去巩邑制作这样一个齿轮,然后把一根硬笔插入小齿轮边缘的孔上开始画,看看最后得到的曲线是什么样子的?”

    这是机械师的解决方法。

    不过在座的都是数学高手,赵杏儿和张启明看到齿轮,已经在想象,再看齿轮上标注的数字,已经在悄悄计算了。

    “如果硬笔插入小齿轮的中心,画出来的就是一个圆。如果硬笔插入小齿轮的边缘上的孔,画出来的就是一朵花!”张启明已经大体想象出这个结果了。

    赵杏儿也点点头。这是很有趣的一个机构设计。

    “13比8,大约也是1.625……莫不是巧合?”张启明问。

    张诚笑笑:“你试试就知道了。”

    “小孔也是围绕小齿轮中心在旋转的。”张启明说。

    “那是自然!”张诚笑着。小孔是小齿轮边上的点,相对小齿轮的核心,自然也是圆心和圆周的关系。

    其实眼下手中没有工具,只能靠想象来理解这组齿轮。张诚也并不知道这个齿轮是不是能很好的表达所谓金星轨迹的问题。

    “我大概理解你的意思了。但是这个齿轮表达的大概不对。真正要表达你的意思,需要一个复杂得多的工具……”赵杏儿已经看穿了一切。

    “也许脚下的大地并不是一切的中心,我们和五星都围绕着一个什么东西在转圆圈,因为这些五星有的离那东西远,有的离得近,所以从大地上看去,就是怪异复杂的轨迹。但是如果找到一切中心的那个东西,从那上面看过去,五星乃至大地的运动,都应该是一个简单的封闭的线——很可能就是一个正圆。”赵杏儿解释了五星轨迹的物理学原理。

    果然是当代数学名家。凭着本能和一点点想象,就逼近了真相。

    渭河水滔滔,想清楚的赵杏儿唤过来在船头玩耍的张小花和张重华,让他们回到船舱中休息,自己则依偎在张诚怀里,静静吹着河上的风。

    张启明就还在一盏马灯之下,继续检查着算式。

    “启明,灯下就不要那么用功了,亮度不够,会伤了自己的眼睛!收拾一下,去船舱里睡吧!”张诚咳嗽一声。

    张启明应了一声,
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