逆水行周第八十三章 勾股測量_宙斯小說網
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第八十三章 勾股測量


更新時間:2016年08月15日  作者:米糕羊  分類: 歷史 | 兩晉隋唐 | 米糕羊 | 逆水行周 
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巴州,西陽城郊外,巴州司馬楊濟接連打了幾個噴嚏,他揉了揉鼻子,心有余悸的望望北方,一股不安的情緒涌上心頭。0八<一w〕ww].]

楊濟覺得自己是被人惦記上了,在這個時代會‘惦記’他的人只有一個,那就是如今遠在鄴城的宇文溫,這位成日里變著法子壓榨他的知識。

‘我不會有事的...’楊濟如是想,此次宇文溫去鄴城,他留守西陽統領州兵,連著虎林軍將士一起‘守家’,不怕肖小作祟,唯一擔心的,就是那位又折騰出什么事來。

朝會上磕頭都能磕昏,這世間也沒有誰了吧!

鄴城傳來的消息表明,山南使者宇文溫出了點小意外,當然沒有什么大礙,也就是稍微昏厥了那么一下,楊濟聽到這消息時,第一反應是有人要害宇文溫。

基于某種原因,宇文溫給外人的感覺就是不著調,楊濟對其原因大約知道,所以不覺得宇文溫在大殿上真的會磕昏頭,不過他和其他人在巴州鞭長莫及,只能希望這位平安歸來。

“楊司馬,已經準備好了。”

話音將楊濟從走神狀態中拉出來,他看看身邊一群人點點頭說道:“那就開始吧。”

在場的大多是西陽郡公名下工坊之人,別駕許紹,治中郝吳伯則是例外,長史任沖原本也要到場,只是臨時有事未能前來,他們到場觀看的,是工坊新制作的一個裝置。

“觀測開始!”

林有地站在一個三角木架子面前,其上安裝著一個奇怪的裝置,是一根橫放的金屬管,金屬管長約五尺,其中部有凸起,內有兩個圓孔。

凸起與人面部大致等高,兩個圓孔與人的瞳距相近,林有地便湊上前去,用雙眼往里面看著什么。

“紅牌,觀測紅牌!”

在前方曠野里,忽然豎起了一張披著紅布的大木板,顏色鮮艷十分顯眼,只是距離頗遠看起來有些吃力,林有地一邊將眼睛緊貼著那兩個圓孔,一邊用右手擰著金屬管下方一個小圓盤。

金屬管另一端,面向曠野那一側,左右兩端各有一塊小圓鏡,左側圓鏡固定不動,而右側圓鏡卻在微微轉動,似乎是隨著林有地轉動那小圓盤,在微微的向著左側轉向。

片刻后,右側圓鏡停止轉向,而林有地則將頭往后縮,揉了揉眼睛之后再度靠上去,貼著圓孔看了片刻后再度縮回頭。

他看了看方才自己擰的那個小圓盤,其外圈密密麻麻刻著許多短線,對應又刻有許多蝌蚪般的符號,仔細看了看,林有地深吸一口氣,報出了一個數字。

站在林有地身邊的一名年輕人,手上拿著一個木板,上面夾著一張白紙,聽得林有地報數,便用炭筆記在白紙上。

另有一人,左手中也拿著個木板,其上貼著一張白紙,在紙上列著密密麻麻一串蝌蚪文,他看了一眼記下的數字,然后伸出右手,用食指按在紙上緩緩移動,似乎是逐行確認著什么內容。

“找到了,在這里。”他低聲說道,那個拿著炭筆喝白紙的年輕人聞言探過身來,將其手指所知的一串蝌蚪文記在自己的白紙上,然后用炭筆飛快的寫起來。

寫的都是些奇快的符號,片刻后他書寫完畢,在最后一串蝌蚪文處畫了個下劃線,兩人看著這些‘鬼畫符’嘀嘀咕咕的商量了片刻,最后來到楊濟身邊稟報:“楊司馬,算得距離是五百三十三步。”

“驗算過了么?”楊濟問道。

“驗算過了!”

楊濟點點頭,轉身向一旁的許紹說道:“許別駕,測得距離是五百三十三步。”

“紅布木板的距離,是五百五十步,”許紹給出了一個結果,林有地和兩名年輕人一聽,不由得緊握拳頭,面露興奮之色。

“繼續!”

測試繼續進行,如第一次般,遠方曠野里不停豎起各色盾牌,而用奇怪裝置觀測的林有地則報出對應數字,而那兩名年輕人則是根據數字在不停計算,最后報出距離,和許紹手中的真實距離值核對。

那些木板都是許紹負責安排人擺放,距離自然對林有地等人保密,測試進行許多次,而每次的結果都讓人滿意得默默點頭。

“實際距離一千一百六十步,測得一千兩百二十八步,有六十八步的誤差,不錯啊。”許紹說道,這是第十次測試,也是最后一次測試,其結果依舊讓他很滿意。

楊濟拍了拍林有地的肩膀,幾個年輕人興奮地低聲歡呼,而一旁靜靜觀看的郝吳伯,滿臉佩服的說道:“勾股測量術,今日終于親眼見到了。”

他看了看那奇怪的裝置,向楊濟問道:“這測...測距儀,莫非距離越遠,誤差就越大?”

“是啊,正所謂‘失之毫厘謬以千里’,鏡片的轉向機構還不夠精密,要是距離遠了,細微的角度差別就會導致計算結果偏差大。”

“一度等于六十分,一分等于六十秒...西洋三角學說里對角度的劃分,與中原迥然不同啊。”郝吳伯沉吟著,“吾讀《周髀》,得悉勾股測量,如今一見,真是大開眼界。”

“承業,楊司馬所用,是西洋三角學之三角函數。”許紹糾正道,不過他想了想便問楊濟:“殊途同歸,莫非這幾何的三角函數,與中原勾股之術相仿?”

“正是,楊某昔年機緣巧合之下得奇書數卷,故而學這西洋算術,其中一本名為《大測》,又有一卷名為《測量法義》...”

“《大測》所云,計算三角函數有‘三要法’和‘二簡法’...”

楊濟侃侃而談,將其所學知識與許紹、郝吳伯分享,這兩位讀過《周髀》和《九章算術》,所以基本的運算能力還是有的,最關鍵是懂得勾股之術,那就好溝通許多。

勾股之術,始見于《周髀》,勾者,直角三角形之短直角邊,股者,直角三角形之長直角邊,又有‘弦’,為直角三角形之斜邊。

《周髀》提出“勾三股四弦五”,漢末三國時吳國學者趙爽為《周髀》作注,將其表述為“勾股各自乘,并之,為弦實。開方除之,即弦。”

《周髀》據此提出了“勾股測量法”,類似的《九章算術》也提出了勾股測量法,其“勾股”章中便提到利用勾股定理的比例原則。

其中提到立表測遠、立木測高、立木測深度,而《周髀》直接來了個“測日高”。

而西洋幾何三角學中,有了三角函數概念,所以對于勾股測量,有新的應用,那就是利用夾角,然后帶入三角函數中的正弦、余弦以及正切函數來反推。

這種測量方法,其原理就是用兩個間隔已知距離的千里鏡,同時觀察物體甲,此時兩個望遠鏡之間的不同方位角,根據三角函數便可計算出物體甲的距離。

具體應用,就是把兩個望遠鏡固定在一根橫桿上,一個望遠鏡與橫桿水平垂直并且固定不動(左端),另一個望遠鏡可以水平轉動(右端),而橫桿本身也很水平轉動。

觀察物體甲時,先將左端望遠鏡視野里的準星對準物體甲,然后固定好橫桿,接著轉動右端望遠鏡,使之視野里的準星對準物體甲(兩鏡準星重合)。

此時兩個望遠鏡和物體甲之間形成一個直角三角形,兩個望遠鏡之間的距離乙,可以視為直角三角形的短直角邊,而左端望遠鏡與物體甲的距離丙,就是直角三角形的長直角邊。

右端望遠鏡與橫桿的夾角丁,是已知的,而其鄰邊乙也是已知的(橫桿的長度),那么根據丁的角度值,查出對應的三角函數值,再帶入其鄰邊乙,可以反推丙的長度,如此一來就完成了測距。

依此原理,活動的望遠鏡,其轉動的角度越大,測得的結果越準,所以當帶測物體距離太遠時,活動望遠鏡的轉動角度就很小,直接導致測量誤差劇增。

所以兩個望遠鏡之間的距離要盡量拉長,這樣才能夠保證測量結果準確。

楊濟說得十分細致,又有實物可以看,許紹和郝吳伯折騰了一會,總算是弄明白這‘光學測量’的關鍵,那就是算出各角度對應三角函數的對照表。

然后測量時獲得望遠鏡夾角,將其與兩鏡之間距離一起代入三角函數便能算出結果,也就是距離,而三角函數對照表上的數值直接關系到算得對不對。

“《大測》,三要法、二簡法...算起來不容易吧?”許紹問,見得楊濟點點頭,他好奇的問道:“這對照表楊司馬算了多久?”

“此法差點忘了,回憶了許久,又反復驗算推演,足足花了四個月時間才最后算出來。”

郝吳伯聞言無語,許紹則是頗為同情的看著楊濟,這位楊司馬的來歷著實讓他好奇,他實在想不明白對方到底學的是哪家的學問。

精通建筑、算術,據說對佛法有研究卻練就一身殺人刀法,要說是戰將吧騎戰水準又不怎么樣,要說是學問家吧又沒見其吟詩作賦。

還有這聞所未聞的西洋幾何三角學,什么正弦、余弦、正切,而應用于勾股測量后,可以用于計算三角形中未知長度的邊和未知的角度。

許紹覺得這所謂西洋幾何三角學,搞不好就是和‘西域異寶琉璃鏡’一樣,是托名‘西洋’但實際是某人自己掌握的知識。

往來西域和中原的西域番商、僧侶極多,從未聽說這些奇妙的算術之法,那里面的各類名詞,也從未在傳世書籍中見過。

楊濟給他的感覺很怪,許紹只在另一個人身上感覺到,那就是西陽郡公宇文溫,這兩個人給他的感覺,無法用語言描述,反正就是覺得某些時候古里古怪的。

“楊司馬,使君制作這測距儀有何用處?看起來頗為精密,想來價格不菲。”郝吳伯問道,他覺得宇文溫折騰這玩意絕不會出于無聊,必定有其重要用途,“莫非是用來丈量田畝?”。

“正是,不光如此,這測距儀改進一下可以測高。”

“測遠、測高,想來是為修筑水利時勘測所用?莫非是為了往后修筑江堤?”許紹問,他覺得這東西和雞肋差不多,確實構思精妙,但用處不大。

有沒有這東西,田地一樣丈量,修筑幾十里長的水利設施也早有成熟的勘測手段,這東西做出來也就當個新奇玩意,有沒有都不礙事。

“用途頗多,日后諸位就知道了。”楊濟賣了個關子,許紹見狀也不追問,和郝吳伯一起去試看這測距儀。

‘這東西有什么用啊...如今又不能做大炮。’楊濟心中嘆了口氣,思緒飛到另一個時代。

大明萬歷年間,以徐光啟為的有識之士,與西洋傳教士利瑪竇等人合作,引入西洋學術著作進行翻譯,其中便有關于勾股測量的《測量法義》。

崇禎四年,徐光啟與西洋傳教士湯若望、鄧玉涵等人合編《大測》,作為歷書一部分呈獻朝廷,此為三角學次進入中原。

《大測》上記載了三角函數的計算方法,而就是這可用于測距的三角函數,引起許多人的興趣,因為若能準確測距,可以揮火炮威力。

此時的大明江山風雨飄搖,外有韃酋黃臺吉率眾襲擾京畿,內有饑民揭竿而起,欲平定戰亂須得倚重軍國利器紅夷大炮,嫻熟的炮術是為關鍵。

徐光啟獻給朝廷的西洋著作抄本流傳民間,《大測》、《測量法義》便是其二,楊濟亦曾習之并精通此道,奈何大廈將傾,已非人力所能挽回。

崇禎十五年,清軍入寇山東圍攻沂州,守城明軍憑借大炮與清軍大炮對射,結果一門大炮連之下不堪重負,當場炸膛波及數人。

在一旁測算火炮射程的楊濟被震得內傷,聽力受損口鼻流血,清軍破城之際,再無力殺敵,唯有以死殉國。

“大炮,紅夷大炮...何日才能見你雄姿...”

(ps:最近事多,這幾天每日一更,主要在晚上)(未完待續。)

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