九章算术在2002

天罡3十六变

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第60章 寒极的冰棱算式(2008年冬)

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12月11日 冰棱的衰分术

寒极节气前的清晨,李老师的铁皮桶"咚"地磕在讲台上,惊飞的麻雀扑棱着撞在结霜的玻璃上,留下几枚细小的爪印。"考考你们——"他呵出的白气在桶壁蜿蜒成小蛇,"23升雪融化成水,质量咋算?"

孙玺儿跪在讲台前,指甲在覆霜的桶壁刻下三道浅痕,冻得发紫的指尖划过冰面,发出细微的"滋滋"声:"分三层算!上层松雪像筛子眼儿,密度0.1g/cm3;中层雪粒压瓷实了,密度0.2g/cm3;底层冻成冰砣,密度0.9g/cm3。"

"跟说评书似的!"陈大壮挤到前排,袖口蹭掉一片霜花,"俺来敲敲看!"他握拳轻叩桶身,上段发出"空空"声,中段"扑扑"响,下段则是清脆的"当当"声,活像李老师风琴上的低中高音键。

"用阿基米德原理测测!"孙玺儿掏出玻璃量筒,舀起一勺雪倒进去,100ml雪样慢慢融化,最终只剩15ml水在量筒底晃荡,"看!雪和水的压缩比是10:1,平均密度0.15g/cm3,总质量就是23升×0.15kg/L=3.45公斤!"

"那俺加这块冰呢?"陈大壮趁她转身,迅速将裹着雪的冰块塞进桶底,水面"咕嘟"上升一截。

"使不得!"孙玺儿抄起直尺量了量,"桶底面积100cm2,水面上升2cm,冰块体积就是200cm3,再乘以冰的密度0.9g/cm3——足足180克!陈大壮你又想搞破坏!"

全班爆发出哄笑,陈大壮挠着头从桶里捞出冰块,阳光穿过半透明的冰块,在他脸上投下细碎的光斑:"孙玺儿你这脑子,是不是住了个老账房先生?"

语文课上,王小芳的钢笔在"凝"字右半部分洇出墨团,纸页皱得像团冻白菜叶:"这破字左歪右斜的,比俺奶奶纳鞋底还难!"

"因为它藏着黄金三角呢!"孙玺儿用直尺比画自己的作业本,"两点水的重心在竖中线左0.5厘米,横折钩起笔在右1厘米,刚好形成60度的平衡角——就像村头老槐树上挂的冰棱,看着要断却悬了一冬天!"

她在周记本上用炭笔勾勒冰棱剖面图,又将"凝"字的笔画骨架叠合上去,配文:"冰棱是天空写给大地的不等式,'凝'字是大地抄录的解题过程。"李老师批改到此处,用红笔在"解题过程"旁画了个小雪花,批注:"若文字是冰,数学便是冻住文字的寒冬。"

12月12日 雪砂的拓扑学

劳动课,操场上的积雪泛着蓝紫色的寒光。孙玺儿站在司令台上,竹竿尖端绑着的红布条在风中"噼啪"作响:"男生扫东边,女生扫西边,按黄金分割分区域!"她手腕一抖,石灰粉划出一道优美的弧线,"扫雪走对数螺线,每圈半径比前一圈长1.618倍,少走冤枉路!"

"螺线是啥?比蜗牛爬的路还弯?"周冬冬望着自己踩出的凌乱脚印,睫毛上的霜花簌簌掉落。

"就像牛栏里的磨盘印!"孙玺儿用树枝在雪地上画螺旋,"从中心往外,越转越宽,但每圈的形状都一模一样。"

陈大壮故意反着螺线扫雪,木扫帚带起的雪砂在阳光下旋转,形成小小的龙卷风。奇妙的是,雾团边缘竟出现了层层叠叠的花纹,像极了李老师电脑屏保里的万花筒图案。"快看!雪砂在跳数学舞!"他丢掉扫帚张开双臂,"孙玺儿快给俺和雪怪拍个合影!"

"那是分形!"孙玺儿抓起一把雪砂对着太阳,颗粒间的空隙竟呈现出六边形的自相似结构,"每粒雪砂都是缩小的雪花,每个雪堆都是放大的冰晶,大自然才是最厉害的数学家!"

课后值日时,陈大壮用硬纸板刮取窗台上的霜屑,不小心刮破了指尖:"哎哟!霜花比刀片还锋利!"

"因为它们都是六棱形的小冰晶!"孙玺儿将霜屑倒入锥形瓶,双手焐着瓶身,呼出的白气在瓶壁凝成水珠,"测测纯度——电导率1.2μS/cm,比实验室的蒸馏水还干净!"

陈大壮凑近瓶口闻了闻:"闻着挺甜,能兑红糖水不?"

"想啥呢!"李老师笑着没收锥形瓶,"明天带烧杯来,咱们用霜水做硫酸铜晶体生长实验,看看能不能长出蓝色的分形花。"

12月13日 灶膛的热力学

清晨,奶奶往灶膛里添了根榆木,火苗"轰"地窜起,照亮了孙玺儿贴在灶墙上的热传导草图。"榆木热值19MJ/kg,"她举着红外测温仪,屏幕上的数字随着火苗跳动,"现在灶膛温度480℃,氧气消耗速率0.3立方米每分钟..."

爷爷蹲在旁边抽旱烟,烟袋锅子指着草图上的波浪线:"俺烧了三十年火,就知道火旺了粥熟得快,你这画的是啥名堂?"

"是燃烧速率曲线!"孙玺儿用炭笔在墙上补了个向上的箭头,"温度每升高100℃,分子运动速度就快2.7倍,就像您赶车时,鞭子抽得越响,马跑得越欢!"

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