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古巴比伦人的数学智慧(2)
http://www.100md.com 2014年6月1日 《百科知识》 2014年第11期
     据此进行验证,人们惊讶地发现,专业人士根据“普林顿322号” 给出的斜边c和直角边b来确定另一条直角边a的“勾股数”中(如下表),除第11行的60、45、75和第15行的90、56、106之外,竟然都是“素勾股数”。为直观

    理解,表中也给出了毕氏参数u、v的值。

    通过“普林顿322 号”不难看出,古巴比伦人早在3000多年前就知道“素勾股数”的一般参数表达式,否则,单靠巧合根本无法凑出这样的数据。考虑到当时的文化和数学背景,这绝对是个令人惊叹的研究成果。

    令人称绝的巴比伦开方

    不过,在名著《数学——人造的宇宙》中介绍的一种源自上古时代巴比伦的“开方”妙法,其奇妙构思和独特手法更令人拍案叫绝。

    下面就以为例,向大家介绍别具一格的“巴比伦开方”法。
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    首先,我们可以通过计算器或查表得?≈?4.358898944。这样的近似值把19的平方根写到小数点后第9位,精确度已经够高,无需继续拓展延伸,就放在一边作为参照。

    其次,用“迭代”( 顾名思义就是指不停代换,也指循环执行、反复执行)来具体解释“巴比伦开方”逐渐接近准确结果的操作步骤:

    第一次,设4为的起始近似值,虽然这极为粗略,但请不要放在心上。然后进行如下计算:19÷4=4.75,接着求起始近似值4与商4.75的算术平均数,即(4.75+4)÷2=4.375,可以判断的是,4.375的平方更接近于19,所以接下来就用相对准确的4.375替代不准确的4。

    第二次,仍采用与上述一致的两次计算,只是其中的4由4.375代换。如法炮制的计算就是:19÷4.375≈4.343,再求4.375与4.343的算术平均数,即(4.343+4.375)÷2=4.359,可以判断的是,4.359的平方更接近于19,所以接下来就用更为准确的4.359替代相对准确的4.375。其中道理,仍是为了求出更接近于准确结果的近似数。
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    第三次,设的近似值为4.359,则19÷4.359≈4.358798,(4.358798+4.359)÷2≈4.358899;

    第四次,设的近似值为4.358899,则19÷4.358899≈4.3588989,(4.3588989+4.358899)÷2≈4.35889895;

    第五次,设的近似值为4.35889895,则19÷4.358898959≈4.358898937,(4.358898937+4.35889895)÷2≈4.358898944。

    至此,经过5次迭代后,所得的近似值已经与参照数值完全吻合,说明这种递推结果非常精确。尽管这种“巴比伦开方”的计算过程比较繁琐,但其科学合理和实用精妙毋庸置疑。

    更令人惊奇的是,如果在假设的起始近似值时随意离谱,比如设为7居然也不碍事。只要按照上述步骤持续操作,就会发现逐次接近的近似值变换为:7→4.857→4.3845→4.38895→4.358899→4.35889895→4.358898944。计算结果竟然在迭代过程中自我修复,悄悄回到正确轨道上,这真是匪夷所思。要知道,在欧洲被称为“黑暗时代”的中世纪,大部分有文化的读书人都不会开方运算,遇到此等问题唯恐避之不及。

    尽管古巴比伦的数学主要用于解决各类具体实际问题,但在早期文明中即达到极高水平。其精妙奇特的计算方法打开了人类对数学的探索之门,科学合理的计数规则对后世产生了重大影响。时至今日,我们回顾古巴比伦数学,仍能感受到奇特的魅力,惊叹于古巴比伦人非同凡响的数学智慧。

    【责任编辑】赵 菲, 百拇医药(林革)
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