“是,丞相!”刘墉抱拳向在座各位逐一拱手施礼,又从赵爽手上的四个三角形中取出两个,笑道:“只需两个便可。”
赵爽更是一呆,只见刘墉拿着那两个三角形,拼成了一个直角梯形。这个梯形的上、下底分别是三角形的两条直角边,高是两个三角形一条短的直角边与另一个三角形长的直角边之和。
如果设直角三角形的两直角边分别为a、b,斜边为c。按照赵爽的方法,大正方形的面积为c2;也可以是四个三角形的面积加上小正方形的面积即1/2abx4+(b-a)(b-a),将此式化解后即是a2+b2,因而得到c2=a2+b2;而刘墉的法子则是这样。梯形面积=(上底+下底)x高÷2,即(a+b)x(a+b)÷2,化简得到1/2(a2+b2)+ab;同样,这个梯形是三个直角三角形组成的,面积也可以表示为1/2ab+1/2ab+1/2c2。比较这两个式子同样可得到c2=a2+b2。
两人殊途同归,虽然都是用的面积法,虽然都是等量代换,但无疑刘墉的法子更简便些。不待刘墉演算完成,刘洪、韩暨都是心中一叹,赵爽又输了。赵爽更是面色苍白,他潜心钻研的沤心之作竟让刘墉轻易超越,心中之失落可想而知。
刘墉见赵爽一脸的落寞,心中不忍,便道:“公子也别介怀。刘墉之法的灵感其实全来自于你那副弦图。”
“先生所言当真?”赵爽顿时一呆,又惊又喜。
“刘墉何必欺瞒公子。”刘墉含笑道,“当时刘墉见到公子的弦图就觉得此法极其巧妙而直观,便又想,如能再简便些则更好了。刘墉绞尽脑汁,方想出这个法子。在这点上,你算是刘墉的老师。”刘墉又诚恳道:“公子,你是世上第一个证明勾股定理的人,刘墉极为佩服。”说着,深施一礼。
“先生过誉了。”赵爽又喜又羞。忙将刘墉扶了起来。
曹操组织这次比试的最大目的本是想借赵爽等人来打压一下刘墉。没想到刚比了两轮,刘墉竟连胜两场,曹操顿时有些心灰意冷,没了兴致。便道:“诸位,你们这些所谓的证明可有何实际意义?”曹操虽重视技术,但对其中的科学道理却不感兴趣,也看不懂,他在乎的是生产中的应用,特别是军事上的应用。
刘墉突然想到《海岛算经》上的应用实例。便道:“丞相,数学的应用无所不在。刘墉试举一例,譬如说测量城外石人山的高度,丞相可知有谁能测量么?”
曹操大惊道:“那山极是险峻,攀爬起来极危险……”曹操只知道测山高需要叫人爬到山顶,然后再放一条长绳下来,最后量绳长即可。不过,这样一来除非是有笔直的峭壁,否则测的也只是山的斜边长啊。既然刘墉有如此说法,难道……曹操奇道:“崇如莫非有好的法子?”
刘墉猜中曹操心中所想,拱手微笑道:“丞相,刘墉有一简单法子便可测量。”
曹操又喜又疑,问赵爽等人道:“你们可有法子?”三人对视一眼,一脸的羞赧。曹操只得对刘墉道:“崇如需要哪些材料,可要本相派人协助?”
刘墉笑道:“不须那么麻烦,只需两根一样长短的木杆即可。”
两根木棒就能测出山高?众人闻听都大吃一惊,不敢相信自己的耳朵。
刘墉微微一笑,心道,虽然你们也是大数学家,不过比起你们的后辈,现在还没出世的刘徽,你们的名气还是差了些。
刘徽是公元三世纪世界上最杰出的数学家,他最闻名于世的有两样,一是发明了割圆术,是世界上求出圆周率为3.14的第一人;二是撰写了《九章算术注》,其中第十卷题为《重差》,即《海岛算经》,是我国最早的一部测量学著作。《海岛算经》共设九问,都是用表尺重复从不同位置测望,取测量所得的差数,进行计算从而求得山高或谷深,这就是重差理论。
历史上第一个发现重差理论的便是中年以后的赵爽,不过真正让重差理论用在实际测量中的还是刘徽。所谓重差理论其实就是借助矩、表、绳等简单测量工具,依据相似直角三角形对应边成比例的内在关系,进行测高、望远、量深的理论和方法,实现了人类历史上第一次由直接测量(步量或丈量)向间接测量的飞跃。在测量数学领域上,中国人的成就超越西方世界约一千年,直到今日,重差测量理论和方法在某些场合仍有借鉴意义。
“崇如,你便为孤测量一下如何?”
“丞相有令。刘墉敢不遵命?”
曹操闻言大喜过望,反正上次测地的木杆还在。曹操当即拨了一队兵士,带着赵爽、刘洪、韩暨及一众文臣武将,前呼后拥。前往石人山。许都地势平坦,走了没多久,便远远望见石人山峰顶。刘墉请曹操扎下营寨,并在大帐安座,自己则带着一帮士卒前往丈量。
刘墉命人在前后相距1000步各立一根高约三丈的木杆。令两杆与石人山均在同一直线上。曹操见刘墉离那山极远便开始测量有些迟疑,帐中谋士也是众说纷纭,但多是惊疑之色。
只见刘墉从第一杆开始,抬眼看着杆头,然后慢慢后退,渐渐地人蹲了下去,到最后竟趴在地上,最后在地上圈了个点。众人一见,更是不明就里,一时议论纷纷。他们不知。刘墉此举只是确保峰顶、杆头、地上的点在一条直线上。
有人建议道,“丞相,在