趙杏兒這句話雖然說的家常,卻直接指出了這個星圖詭異的地方。
沒道理天上的群星都如環一樣在空中運動,而金木水火土五星在天空中進進退退,一會兒落在了白羊座、一會兒落在了處女座。
如果真的是這樣的運動軌跡,那就得有一個什麼力量專門牽動這幾顆星星,隨意擺放。那是什麼力量?是大神盤古嗎?
要是有人隨便拿星辰在天空擺布玩耍,又怎麼解釋這個如花朵一樣的軌跡年複一年的出現在天空中?
沒道理!
“莫非是觀測人員有錯?”張啟明喃喃道。
“那倒也未必……”張誠已經猜出原因了。
天空中的五星運動軌跡,對天文學家和數學家來說,一直是一個無法解釋的問題,引發了長達千餘年的爭論。這些爭論固然推動了一些數學家去研究,也推動了數學的進步,但是始終沒有得到簡潔的結論。
其實就是一個觀測角度的問題。
地球圍著太陽轉,五星圍著太陽轉,從地球上看,固然五星也是在地球為中心的天球上運動。但是這個軌跡和天球上的其它星體不同。
但是如果你的觀測角度換成太陽,這個問題就很容易理解了。其實五星和地球都圍著太陽在旋轉。五星的軌跡和地球的軌跡對於太陽來說,都是圓形——確切的說,是橢圓曲線。
這就是後世日心說和地心說的爭議。因為這個爭議,西方的教廷還殺了不少人。
中國的學者倒不至於為了地心日心打生打死。實用主義的華夏人接受一切合理的猜測,隻要你的東西能驗證,宇宙的中心是地球還是太陽,又有什麼區彆?
張啟明在紙邊上草草寫下一個解析式,說:“實際上我已經解出這個軌跡的公式了……”
x(t)=rs(nt)?s(t)
y(t)=rsin?(nt)?sin?(t)
“並且我已經套用了數據推算出來r和n的值,r大約是0.72,n大約是1.625……”
不得不說,在趙杏兒的壓力之下,張啟明隻能立即拋出公式,來證明這個軌跡具有數學的美感。
“什麼樣的周期曲線都會找到一個數學解,但是有數學解就意味著它美嗎?你的要素依舊太多不夠簡潔……而且你無法解釋這些要素之間的原理……”趙杏兒有點懶散的說。
這個算式趙杏兒大體能看懂,但是這根如同五個花瓣一樣展開的曲線,不夠單純。
“其實我有一個辦法,你到了鞏邑不妨去測試一下……”張誠笑著說。也取過一張紙畫了一幅草圖,在圖上也隨手寫了一些數據。
張啟明看過去,卻是一個內齒輪和一個外齒輪。兩輪嵌套。小齒輪中心有一個孔,小齒輪邊緣上也有一個孔。
“你去鞏邑製作這樣一個齒輪,然後把一根硬筆插入小齒輪邊緣的孔上開始畫,看看最後得到的曲線是什麼樣子的?”
這是機械師的解決方法。
不過在座的都是數學高手,趙杏兒和張啟明看到齒輪,已經在想象,再看齒輪上標注的數字,已經在悄悄計算了。
“如果硬筆插入小齒輪的中心,畫出來的就是一個圓。如果硬筆插入小齒輪的邊緣上的孔,畫出來的就是一朵花!”張啟明已經大體想象出這個結果了。
趙杏兒也點點頭。這是很有趣的一個機構設計。
“13比8,大約也是1.625……莫不是巧合?”張啟明問。
張誠笑笑:“你試試就知道了。”