第148章 数学天才的发现与培养(2/2)

他查阅资料,发现悬链线方程是y = a·cosh(x\/a) - a,其中cosh是双曲余弦。但当时对数表、函数表不全,计算极其困难。

陈数另辟蹊径:既然悬链线是“最小势能曲线”,能不能用离散点近似?他将拱分成一百段,每段视为直线,用“变分法”思想(他不懂这名词,但想到类似思路)寻找使总势能最小的形状。

这是巨大的计算量。陈数把自己关在格物院三天三夜,演算了上千张草纸。方以智看不过去,劝他休息,他说:“快好了……我找到规律了。”

第四天清晨,陈数冲出房间,眼睛通红但明亮:“韩师傅!算出来了!虽然不是标准悬链线,但是条很接近的曲线,我称为‘近似最优拱形’!”

他展示计算结果:一条光滑曲线,各点受力均匀,最大压应力比圆弧拱降低两成。更妙的是,陈数给出了简易作图法——用绳子和重锤就能现场放样。

韩师傅按此法施工,桥梁进展顺利。合龙那天,陈数站在河边,看着巨大的石拱在河上架起,心中涌起前所未有的成就感。

“数学真能造桥。”他对身边的方以智说。

“不仅能造桥。”方以智指着远方,“将来或许能造更宏伟的东西:计算星辰轨道,预测气候变化,甚至……探索天地至理。”

六月,陈数的事迹通过杨嗣昌的密探,再次传到北京。这次报告更详细,附上了《实用算术简编》的抄本和拱桥计算的手稿。

崇祯在病榻上阅罢,沉默良久,问王承恩:“我大明科举,可能选出这样的人才?”

王承恩低头:“皇爷,科举取士,考的是文章义理……”

“是啊,不考这些。”崇祯苦笑,“所以新家峁能造桥修路,能安民养兵。而我们……”他没说下去,剧烈咳嗽起来。

王承恩慌忙奉药,心中却想:那陈数若生在官宦之家,怕是早被逼着读四书五经,准备科举了。哪有机会展露算学天赋?这新家峁,倒真是……不拘一格。

杨嗣昌在河南接到报告后,做了个大胆决定:他让自己一个精于算学的幕僚,化名游历至新家峁,“顺便”与陈数交流。

幕僚姓徐,年过五十,算学造诣颇深。他见到陈数,先考较一番,发现这少年不仅基础扎实,更有许多新奇想法。两人从《九章》谈到《几何》,从算术聊到代数,竟成忘年交。

离别时,徐幕僚感慨:“若在大明,你这样的天才,要么埋没乡野,要么困于科举。幸哉,生在此地!”

他留下几本珍贵算书,包括徐光启与利玛窦合译的《测量法义》全本,还有自己多年的研究笔记。“这些,或许对你有用。”

陈数如获至宝。他知道,这些书在大明是禁书(涉及西学),在这里却是知识的种子。

徐幕僚回河南后,向杨嗣昌禀报:“督师,那陈数之才,百年罕见。更难得的是新家峁的育人环境:不唯经书,不唯科举,重实学,重创新。长此以往……”

他没说完,但意思明了:新家峁的人才培养体系,可能孕育出超越时代的力量。

杨嗣昌长叹:“知道了。此事……莫要外传。”

这夜大雪,陈数坐在格物院的窗前,就着油灯,整理一年的学习心得。

纸上写满了公式、图形、思考片段。有对无穷级数的探索,有对概率问题的初探,甚至有几页试图用数学描述雪花形状——他观察到雪花虽千变万化,但都是六角对称,这背后应有数学规律。

方以智轻轻走进,放下一碗热汤:“还不睡?”

“先生,”陈数抬头,眼中闪着光,“学生今天忽然想:数学像一种语言,描述世界的语言。我们学数学,就是在学这种语言。学得越好,就能读懂越多世界的秘密。”

“比如?”

“比如雪花。”陈数指着窗外,“为什么是六角?是不是水分子排列的数学规律?还有蜂巢,为什么是六边形?是不是最省材料的形状?这些……应该都能用数学算出来。”

方以智坐下,缓缓道:“你这想法,古已有之。毕达哥拉斯说‘万物皆数’;柏拉图认为神用几何创造世界。但将数学如此系统地用于探究自然,是近世泰西才兴起的。这叫‘自然哲学’,或曰‘科学’。”

“科学……”陈数念着这个词,“科学就是用数学研究世界?”

“是,也不全是。”方以智道,“科学需观察、实验、归纳、演绎,数学是其中最有力的工具。你能想到这一层,已超越算学本身了。”

他顿了顿:“陈数,你想过将来做什么吗?”

陈数认真想了想:“我想编一本新的数学书,不是《九章》那样的分章,而是按思想来:代数思想、几何思想、分析思想……让后来者学得更明白。”

“还有,想研究更多实际问题:怎么让水车效率更高?怎么让火药威力更大?怎么预测天气?这些背后,应该都有数学。”

“还有……”他声音轻了,“想教更多孩子喜欢数学。就像苏先生说的,一人行快,众人行远。”

方以智看着这十三岁的少年,心中涌起复杂的情绪:有欣慰,有期待,也有淡淡的感伤——这孩子注定要走一条孤独而漫长的路,但他眼中没有畏惧,只有好奇和渴望。

“好。”方以智拍拍他的肩,“路很长,但每一步都算数。早点休息,明天还要上课。”

陈数点头,吹熄油灯。雪光透过窗纸,室内一片银白。他躺在榻上,脑中却还在转动:雪花……六角……对称群……

忽然,他坐起身,点亮灯,在纸上急速写着什么。一个关于“对称变换”的构思,在他脑中成形。

雪夜寂静,唯有炭笔沙沙。

这声音,是一个数学天才的思维在奔跑,是一个新时代的种子在萌芽。

窗外,新家峁的灯火在雪夜中温暖而坚定。那些光里,有工坊的炉火,有学堂的烛光,有医馆的灯笼,也有这格物院窗内的一点微光——那是数学之光,是理性之光,是文明在黑暗中倔强生长的证明。