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88小说网 > 其他类型 > 四维秘钥 > 第175章 大气压与圆周率
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司马卓全力以赴的开始了卧牛城的规划,司马奎司职则夜以继日的筹备冶炼厂与轧钢厂,李誉、宫薇夫妇执掌各地分公司的销售,司马慧统筹全局。

郭风前段时间的修为疯长,他打算接下来较长的一段时间要研究一些战斗手段。这个世界的修炼士只会简单的运用能量,除了火和冰便是风,这些只是将能量在热量之间进行转换和传递而已。激光、超声波、电等皆是能量的不同形式,值得好好探究。

同时,郭风又还开始了他的新一轮的教育事业和商业筹划。

卧牛学堂的教学有条不紊的进行,十名尖子生因郭风的扬州之行耽搁了许多,期间他们只能依照郭风留下的教程自学,进展甚慢。

十名尖子生的特长有了展现,有擅长机械类的,常协助司马奎司职;有擅长化学的,整日钻研各种物质;有擅长数学的,专门研究基础数学;有擅长教育的,在卧牛学堂教授学生……

讲到抽水机,郭风回忆起地球上大气压发现的趣事,大气压的发现者是伽里略的一个学生,叫托里拆利。

这一日,郭风打算利用抽水机为十个学生做大气压的实验。赵信等一众人抬着一台水压式抽水机,跟随郭风来到清江边,许久没有随郭风外出做实验了,众人甚是期待。

按照郭风的吩咐,张育学以河面为基准,测量了垂直五米的高度(郭风与学生之间的教学活动都用他习惯的国际单位,也在尝试做推广),在河堤之上做了标记,而后挖出一个平台。

这张育学乃是十名优秀的学生之一,自从他接触到物理以来,便着迷了,吃饭、走路时时刻刻在思考,经常不修边幅,其之好学,其之痴迷,令旁人感觉不可思议。

他身上曾发生过一件趣事,在卧牛城成为茶余饭后的谈资。有一天,张育学请朋友上酒楼喝酒,吃了一半,他突然想起了实验中的一个难题,连忙放下碗筷,朝门外跑去。

见到这种情形,他的朋友目瞪口呆,就连忙跟着撵了出来,还以为他这个“书呆子”朋友没钱要赖账呢!他追上张育学后,不高兴问道:

“你请我喝酒,为何不结账便跑?”

“我请你喝酒?我何时请你喝过酒?” 张育学惊奇地摊开双手道说。

在平台上安置好抽水机之后,张育学往抽水机活塞处倒了一小盆水,便开始上下摇动手柄,抽水机发出“吱吱呀呀”的声音,不一会儿工夫,水便抽了出来。

众人异常兴奋和惊奇,纷纷询问郭风。只有张育学皱着眉头,盯着抽水机沉思。郭风微笑不语,示意继续测量出十米的高度。

半晌,又抽出了水。十二米,抽出了水。十三米和十四米,还是抽出了水。

十五米,怎么抽也抽不出来。学生们轮番上阵,摇着抽水机的手柄,累得满头大汗,只听那水好像是快到出水口了,可是“咕噜”一声,就像人咽了气一样,又下去了。

与郭风猜想的差不多,这个星球的气压比地球的大气压要大四成左右,因其质量比地球也大。

“老师,乃是空气的原因吗?”张育学问道,其余众人停止了低声交谈,皆看着郭风。

“孺子可教也!”郭风赞许道,“此乃是空气形成的大气压的原因,抽水是靠抽掉水管里的空气,产生真空,外面的大气压强发生作用才能把水从管子里压上来。”

“离水面十四米高可抽出水,而十五米无法抽出水,乃是大气压与十四米多高水柱形成的压强相当,高度高了,大气压压不上来。具体多少,育学以后做精确的测量。”

郭风又取出一根一米长的玻璃管,一头用软木塞子封住,将其灌满水,然后竖直插在水中,玻璃管内的水一丝也没有流入河中。

“由于玻璃管的上端密封,没有气压,而玻璃管内的水因为大气压压着河面,故水不会流出。”

接着,他拉开软木塞子,玻璃管中的水如同空中的悬物断了线“哗”的一声,全部流入了河中。

“拉开木塞,玻璃管上端进入空气,上下两端的气压相等,水在重力的作用下便会下来。”

“既然如此大的压力,为何我等没有被压垮,反而行动自如?”有学生问道,这帮学生一个个善于思考,不懂便问。

“一般人的身体面积约两平方米,故身体表面昼夜不停地受着2万多千克的压力。每个人通过口鼻可以呼吸,体内不会形成真空,人体内外气压相等,故不会被大气压压垮掉……”郭风微笑着解释道。

“以海平面为基准,离海面越高之处,大气压越低,那么抽水机能抽出水的高度越低,这一点也待你等日后做实验,并记录数据。”

望着这些忙碌着做笔记和实验的学子们,郭风很是欣慰,他们也是郭风埋下的种子,很快就会在这个世界生根发芽,散枝蔓叶,开花结果,蝶使蜂媒,远播天下。

林祖恒,郭风钦定的十名尖子生之一,痴迷于数学。他身材纤瘦,眉清目秀,面色苍白如雪。平时沉默寡言,羞涩赧颜,但一碰到与数字相关的事情,极其从容淡定,有着与年纪极不相符的成熟。

林祖恒不论干什么,脑子里总想数学题。有一次,父亲让他到街上去买东西。街上人欢马叫,沸沸扬扬,可他低着头思考着一道数学题,完全不在乎街道的嘈杂。

他身边没有带纸和笔,如何才能把这道题演算出来?就在他着急之际,突然,他发现前面有一块很像学堂教室里的小黑板,便立即跑近了黑板。从地上捡起一块硬土块,把这道题写在了黑板上,并开始演算起来。

此时,黑板向前移动了一点,林祖恒也跟着移动一点,却还继续写着。之后,那黑板移动越来越快,他再也跟不上了,这才不得不停下来认真观看。哎呀,原来不是黑板,而是一辆马车的后箱板。

回卧牛城月余后的某一日,秋日艳阳高照,郭风正在院内晒着太阳,思索着如何开创出新的能量攻击手段。

林祖恒兴冲冲的跑进了庭院,边跑边大声喊道:

“老师,老师,我证明了圆周率在3.141到3.142之间。”

他的叫喊声惊醒了在郭风不远处假寐晒太阳的小黑,小黑不满的鸣叫一声,扇动几下翅膀,掀起了一股巨大的旋风,迎面直向林祖恒。林祖恒被突起的大风刮得措手不及,“啪”得一声摔在了地上。

看着狼狈爬起的林祖恒,小黑得意的鸣叫几声,翅膀张开作出扇动的动作。郭风笑骂一声:

“小黑,你又调皮了!”

小黑低鸣一声,眼神挑衅地看了看林祖恒,然后一摇一摆地走开了。郭风看着拍打衣裳上尘土的林祖恒道:

“祖恒,没摔伤吧?”

林祖恒躬身作揖行师礼道:

“没事!没事!”

“你是如何证明圆周率的?说来听听!”郭风轻轻颔首道。

一听到“圆周率”,林祖恒两眼发光,脸蛋通红,他嘿嘿一笑到道:

“老师,学生用的是笨办法,先在地上画了一个半径为一米的圆,而后用一根绳子沿圆的周长摆放一圈,测量出绳子的长度,最后用绳子的长度除以二便得出了圆周率。”

郭风惊讶的看着他,这家伙有想法,想当初老师教了他们圆周率之后,没有学生去质疑或想办法证明圆周率的大小,一切是认为理所当然。

赞许的点点头,郭风鼓励道:

“很好!敢于怀疑前人,勇于动手证明,是做学问必备的精神。”

“老师给你讲一个故事,圆周率又叫祖率。很久以前一位伟大的数学家将圆周率精确计算到了3.,于是,他将圆周率定在3.到3.这‘上下二限’之间。”

“这是一个巨大的进步,很古时候,人称‘径一周三’,即圆周率为三,之后有人精确到3.1547,随后一个叫张衡的大数学家精确到了3.1466,再后来另一个数学家刘徽,他认为最精确的应是3.144。科学是一代又一代人站在前人的肩膀之上发展起来的。”

“老师,祖冲之前辈用什么方法计算出如此精确的圆周率的?”林祖恒眼冒星星,好奇的问道。

“祖冲之采用的是几何法,他利用古人提出的‘割圆术’理论,他在地上画了一个直径为一丈的大圆,将圆割成六等分,然后再依次内接正12边形、正24边形、正48边形……每一次,他都按勾股定理摆出乘方、开方等式,一一求出多边形的边长和周长。”

“他夜以继日地分割着圆,计算着。这天,他割到第四次,圆周已被分为九十六份,求学问真乃如同攀险峰,愈登愈难。当年的数学家刘徽就是此止步于此,其将得到的3.14定为最精准的数据。”

“祖冲之看着地上那个大圆,那内接的九十六边形,与圆都快接近于重合了。能算到这一步已着实不易,但祖冲之没有放弃,继续行。”

“如此,就这样不知又过了多少天,只知花开花落,月缺月圆,祖冲之将地上那个大圆直割到两万四千五百七十六份,这时的圆周率已经精确到了3.。”

“此刻,祖冲之知道这样不断割下去,内接多边形的周长还会增加,更接近于圆周,但这已到了小数点后第8位,再增加也不会超过0.00000001丈,所以圆周率必然是3.是再3.之间,于是,祖冲之就把圆周率定在这“上下二限”之间。”

林祖恒听着,崇拜的两眼冒光,恨不得立刻见到这个伟大的数学家,顶礼膜拜一番。祖冲之的“割圆法”令他茅塞顿开,犹如醍醐灌顶。

他呆坐在院内,良久大叫一声:

“老师,学生验算去了。”

林祖恒激动之下也没朝郭风行礼,急匆匆夺门而出。郭风见他如此,也不在意,微笑着摇摇头,割圆术的计算相当繁复,在祖冲之一千多年后有了分析法,用无穷乘积式等方式将圆周率的值突破一百位小数大关,而在计算机时代,圆周率已经到小数点后几十万亿位了。

以后待林祖恒有一定的数学基础后再教他,郭风想道,他继续研究攻伐之法。

且说林祖恒边走边寻思:祖冲之画了个一丈的圆,我便画一直径十米的圆,且将其半径设为单位一。

他不愧为数学的天才,直径越大的圆越便于分割,精度也越精确。半径不管是多少,假设其为单位一,如此便于计算。缘由圆周率与圆的大小无关,其是一个常量而已。

林祖恒回到家,招来几个侍从协助。一个偌大的庭院内,一众人在忙碌着。庭院的中央位置垂直打入了一个铁柱,深达数米。铁柱上套着一个铁环,铁环连着一根五米长的铁臂,铁臂的一头固定着一个硕大的铁钉。

数人推着铁钉缓缓沿铁柱运动,庭院的地砖上留下了一个深深的痕迹,一个巨大圆完成了。而后又以圆上任意一点为圆心,以同等的圆的半径为半径画弧,与圆相交两点,该两点与之前一点皆为圆之六分点。

连接其中相邻两个点形成一条线段,接着作该线段的垂直平分线,垂直平分线与圆相交两个点,将离线段较近的那个交点与线段的一个端点连接,得出一条十二分线段……

而后,二十四分,四十八分……

如此循环分割下去……