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數(shù)學文化:宇宙的公式

來源:網(wǎng)絡資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2018-08-21 14:52:14

智能內(nèi)容

  太陽系里存在一個特定的模式嗎?圖片為太陽及其行星的概念畫。

  例如,在學校里,我經(jīng)常被給一個數(shù)列,要求尋找能讓我延續(xù)該序列的數(shù)學模式。這有一例:

  0,1,2,4,8,16,32

  顯然這個序列是先添加1到0,然后它的每一個數(shù)加倍,得到下一個數(shù)。因此,序列應以64,128,256等繼續(xù),F(xiàn)在,我們有

  0,1,2,4,8,16,32,64,128,256,512

  這似乎是很基本的,也不是特別有趣的。所以可以想象,當我在一個短暫的時期內(nèi)發(fā)現(xiàn)這個表達式的一個修改版本似乎非常接近于解釋宇宙,我是如何的驚喜!

  下面告訴如何做到這點。

  將序列中的每個數(shù)乘上3:

  0,3,6,12,24,48,96,192,768,1024

  每個數(shù)再加4:

  4,7,10,16,28,52,100,196,388,772,1028

  最后,每個數(shù)除以10:

  0.4,0.7,1.0,1.6,2.8,5.2,10,19.6,38.8,77.2,102.8

  戴維·提丟斯(左)和約翰·波得

  為什么我做這一切呢?好吧,1766年,德國天文學家JohannDanielTitius發(fā)現(xiàn)該序列似乎能說明當時已知的每個行星與太陽之間的平均距離(行星的軌道是橢圓形的,所以它到太陽的距離各不相同,因此天文學家取平均)。他的同胞JohannBode是柏林天文臺的臺長,讓他的觀察廣為人知,現(xiàn)在就稱為Titius-Bode規(guī)則(簡稱:“波得定律”)。

  地球距離太陽約有150萬公里遠,稱為1天文單位(AU)。地球是太陽第三遠的行星。水星是最靠近太陽的行星,其次是金星。

  猜猜看:水星距離太陽0.39AU。

  金星距離太陽0.72AU。

  火星距離太陽1.52AU。

  當時已知僅有的其他行星是木星和土星。

  木星距離太陽5.2AU。

  土星距離太陽9.54AU。

  這些距離非常接近我們序列中的第六和第七個數(shù)。因此,看來是有描述行星與太陽距離的一個美麗的簡單模式。當然,也有一定的差距。該序列預測存在一顆與太陽距離約為2.8AU的行星。Titius和Bode兩人都深信,必須有另一顆行星位于火星和木星之間。他們認為上帝若將該空間浪費而破壞他們的模型,這幾乎是不可信的。

  除了預測火星和木星之間存在行星外,Titius-Bode規(guī)則還預測,如果有比土星更遠的行星,它則會距離太陽大約19.6AU------是土星與太陽距離的雙倍。

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