难道祖父真的在这片山林里,找到了e与自然生长的对应关系?
第二章 观测站的数字日记
观测站藏在一片青檀林的边缘,是一座用原木搭建的小木屋,屋顶的茅草已经枯黄,墙壁上爬满了爬山虎。木屋的门虚掩着,林深推开门,一股混合着霉味和墨香的气息扑面而来。
屋内的景象让林深心头一紧。地上散落着许多泛黄的纸页,桌椅东倒西歪,祖父当年用过的算盘、钢笔、计算尺,被扔在角落,积满了灰尘。只有墙角的一个铁皮柜,还完好无损地立着。
“这是你祖父当年的‘宝贝柜’,”老周指着铁皮柜说,“他说这里面藏着最关键的秘密,平时连我都不让碰。那些开发商来的时候,想撬开它,结果撬了半天也没撬开。”
林深走到铁皮柜前,发现柜门是用密码锁锁着的,密码锁是老式的转盘式,上面刻着0到9的数字。他想起祖父的信,又想起祖父笔记本里的习惯——他总喜欢用数学常数作为密码。
“会是e的小数部分吗?”林深喃喃自语。e的近似值是2.……如果取前六位有效数字,就是?
他深吸一口气,转动转盘,依次拨下7、1、8、2、8、1。
“咔哒”一声轻响,铁皮柜的门开了。
柜子里整整齐齐地码着十几本笔记本,还有一沓厚厚的观测数据,封面上都写着“云雾山青檀坞生态观测记录”。林深拿起最上面的一本笔记本,翻开第一页,祖父的字迹跃然纸上:
1998年9月1日,晴。今日在青檀坞标记了10棵青檀树,编号t1至t10,测量胸径、树高,记录生长状况。发现t3号树的生长速度异常,其胸径增长值与现有胸径的比值,始终稳定在0.02左右。这符合指数增长的特征,增长率k=0.02,或许可以用d(t)=d_0e^{0.02t}来拟合。
林深的眼睛亮了起来。这正是自然增长模型的应用!青檀树的生长,在不受病虫害、自然灾害影响的情况下,胸径的增长率与自身胸径成正比,其生长曲线就可以用指数函数来描述,而e正是这个函数的核心。
他继续往下翻,笔记本里密密麻麻地记录着近十年的观测数据:
1999年3月5日,雨。观测到青檀蚜虫的种群变化,春季蚜虫数量呈指数增长,增长率k=0.15,拟合曲线为N(t)=N_0e^{0.15t},与理论值高度吻合。夏季气温升高,天敌增多,增长放缓,进入逻辑斯蒂增长阶段,曲线趋近于环境容纳量K。
2000年7月12日,晴。测量溪涧的流量变化,发现雨季时溪水流量的增长符合指数规律,而枯水期的消退则遵循指数衰减,衰减系数与e的负指数相关。
2003年8月20日,阴。今日在观星台遗址发现一块石碑,上面刻着古天文观测数据,计算后发现,古人测算的恒星周年视运动周期,与用e为底的对数函数计算出的结果,误差不超过0.001。难道古人早就发现了e的秘密?
林深越看越激动,这些记录不仅证明了e在自然生长中的普适性,还暗示了观星台石碑上的古数据,可能与e有着千丝万缕的联系。他拿起一沓打印出来的数据表,上面是祖父用计算机拟合的曲线——青檀树的胸径增长曲线、蚜虫的种群增长曲线、溪水的流量变化曲线,都与指数函数y=ae^{kt}的理论曲线几乎重合,相关系数高达0.998。
“这就是证据!”林深的声音带着抑制不住的颤抖,“这些数据证明,青檀坞的生态系统,是研究自然常数e与生物生长关系的天然实验室,具有极高的科研价值。开发商不能炸山!”
老周凑过来看了看数据表,脸上露出了欣慰的笑容:“你祖父当年没白忙活。他说,等时机成熟了,就把这些数据公布出去,让所有人都知道,云雾山不是一座普通的山。”
就在这时,木屋外传来一阵嘈杂的脚步声,还有人喊着:“老周!老周!你是不是在里面?赶紧出来,别耽误我们干活!”
林深和老周对视一眼,都从对方眼中看到了警惕。老周低声说:“是开发商的人,他们来催了。你赶紧把这些笔记和数据收好,我去应付他们。”
林深点点头,迅速将笔记本和数据塞进背包。他刚把背包拉好,木屋的门就被一脚踹开了。三个穿着黑色西装的男人走了进来,为首的是一个戴着墨镜的年轻人,手里拿着一份文件。
“老周,”年轻人摘下墨镜,语气不耐烦,“我都说了,这片林子三天后就要动工了。你还带着外人来这里瞎转悠,是不是不想干了?”