數(shù)學(xué)文化:宇宙的公式
來源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2018-08-21 14:52:14
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太陽(yáng)系里存在一個(gè)特定的模式嗎?圖片為太陽(yáng)及其行星的概念畫。
例如,在學(xué)校里,我經(jīng)常被給一個(gè)數(shù)列,要求尋找能讓我延續(xù)該序列的數(shù)學(xué)模式。這有一例:
0,1,2,4,8,16,32
顯然這個(gè)序列是先添加1到0,然后它的每一個(gè)數(shù)加倍,得到下一個(gè)數(shù)。因此,序列應(yīng)以64,128,256等繼續(xù)。現(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(dāng)我在一個(gè)短暫的時(shí)期內(nèi)發(fā)現(xiàn)這個(gè)表達(dá)式的一個(gè)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(diǎn)。
將序列中的每個(gè)數(shù)乘上3:
0,3,6,12,24,48,96,192,768,1024
每個(gè)數(shù)再加4:
4,7,10,16,28,52,100,196,388,772,1028
最后,每個(gè)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(guó)天文學(xué)家JohannDanielTitius發(fā)現(xiàn)該序列似乎能說明當(dāng)時(shí)已知的每個(gè)行星與太陽(yáng)之間的平均距離(行星的軌道是橢圓形的,所以它到太陽(yáng)的距離各不相同,因此天文學(xué)家取平均)。他的同胞JohannBode是柏林天文臺(tái)的臺(tái)長(zhǎng),讓他的觀察廣為人知,現(xiàn)在就稱為Titius-Bode規(guī)則(簡(jiǎn)稱:“波得定律”)。
地球距離太陽(yáng)約有150萬公里遠(yuǎn),稱為1天文單位(AU)。地球是太陽(yáng)第三遠(yuǎn)的行星。水星是最靠近太陽(yáng)的行星,其次是金星。
猜猜看:水星距離太陽(yáng)0.39AU。
金星距離太陽(yáng)0.72AU。
火星距離太陽(yáng)1.52AU。
當(dāng)時(shí)已知僅有的其他行星是木星和土星。
木星距離太陽(yáng)5.2AU。
土星距離太陽(yáng)9.54AU。
這些距離非常接近我們序列中的第六和第七個(gè)數(shù)。因此,看來是有描述行星與太陽(yáng)距離的一個(gè)美麗的簡(jiǎn)單模式。當(dāng)然,也有一定的差距。該序列預(yù)測(cè)存在一顆與太陽(yáng)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(rèn)為上帝若將該空間浪費(fèi)而破壞他們的模型,這幾乎是不可信的。
除了預(yù)測(cè)火星和木星之間存在行星外,Titius-Bode規(guī)則還預(yù)測(cè),如果有比土星更遠(yuǎn)的行星,它則會(huì)距離太陽(yáng)大約19.6AU------是土星與太陽(yáng)距離的雙倍。
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