楠木軒

耶魯大學藏有一塊“謎”樣石板,它來自巴比倫,圖案竟是數學定理

由 鹹春葉 發佈於 經典

在世界歷史上,對於數學起源與發展的研究,始終是一個熱度極高的話題。比如,美國耶魯大學的博物館中,有一件秘不示人的破舊石板,上面的圖案竟是古巴比倫王國的數學成就——勾股定理。為了研究這塊石板,耶魯大學的文物專家利用一種高科技還原石板,破解了勾股定理的秘密……究竟是什麼高科技呢?如果您也想知道,下面就讓小編來揭秘吧:


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古巴比倫是四大古國之一,它位於美索不達米亞平原,於公元前1894年建立了世界上第一個奴隸制國家,並且在天文曆法和科學技術方面都有極高的成就。雖然巴比倫王國最後滅亡了,但是其影響卻持續了3000多年,也留下了眾多的歷史文化遺蹟。1930年6月,一位美國考古學家正在巴格達附近的一處巴比倫遺址考察,他在清理房屋遺址的時候出土了大量的石板,其中有一塊石板上還刻有一個方形圖案,並且內部還有對角線,另外還刻有十幾個殘缺的楔形文字。


美國考古專家們經過鑑定,這件石板距今約4000多年,是古巴比倫王國的文物。它雖然整體保存完好,但是表面也已經嚴重風化,急需進行妥善的科學保護。為了破解石板上方形圖案的含義,美國考古專家們將石板保存在耶魯大學進行研究,結果發現方形的圖案竟然是一個古老的數學公式——勾股定理,也就是我們在中學數學中學到的“勾三股四弦五”。


一直以來,東西方的數學家們都在爭論一個問題,即勾股定理最早出現在什麼時候。我國考古專家們研究發現,在公元前十一世紀,西周數學家商高就提出了勾股定理的公式,即“勾廣三,股修四,經隅五”(《周髀算經》),但是西方歷史學家們認為是古巴比倫人最早提出了勾股定理,並且在古巴比倫泥板上就有勾股數。如今,又在石板上發現古巴比倫人留下了勾股圖,所以這也足以證明是古巴比倫人最早提出勾股地理,而這件獨一無的石板就是迄今為止最早的勾股定理圖。


一時間勾股定理石板成了“網紅”,世界各地的數學家和考古學家們都前往耶魯大學,希望能看一眼古巴比倫數學家留下的傑作。但可惜的是,勾股定理石板已經變得十分脆弱,總是搬來搬去很容易就將其損壞,於是耶魯大學的校長決定不再對外展示勾股地理石板,除非是有重要人物來訪,或者盛大活動和百年校慶時,才將石板展示出來讓人們一飽眼福。

上世紀九十年代,有文物專家提議複製勾股定理石板,然後將複製品送到各個博物館進行展出,但是專家們經過研究和嘗試,多次複製都以失敗告終。其實,複製勾股定理石板存在一個極大的風險,既要使用它進行倒模,而這一過程如果處理不好就會給石板帶來毀滅性的傷害。因此,也就沒有人敢冒着如此嚴重的代價進行復制,所以複製計劃就不了了之。


2016年9月,據西方媒體報道,耶魯大學科研團隊成功複製了勾股石板,一時間在學界也引起了廣泛的熱議。後來,有專家表示,耶魯大學科研團隊複製石板,採用了一種高科技——3D掃描打印。首先,科學家利用激光掃描獲取石板的輪廓數據,然後在計算機中利用建模軟件建立3D模型即可。最關鍵的是,獲取數據時不會接觸石板,所以沒有任何傷害。

建模完成之後,再通過提取石板樣本,調配出和石板一樣的材料,最後再將模型數據輸入3D打印機。緊接着,3D打印機就會按照模型數據,用調配出的材料一層一層地將石板完全打印出來,與原來的石板相似度高達99.99%,就連原石板上的裂痕和凹陷都完全還原出來。值得一提的是,只要有模型數據,就能無限複製石板,既方便了研究,也保護了文物。


現如今,勾股定石板已經複製出了很多,收藏在世界各大博物館中,即展示了古巴比倫人偉大的數學成就,也讓人們感受到科學技術在文物研究和保護中起到的作用。其實,還有很多難以保護的文物,都能採用各種高科技技術進行研究和保護,並且還有利於考古專家們破解一些考古發現中謎團,促進歷史學的研究和發展。

參考資料:

《幾何的故事:從古巴比倫測量師到達·芬奇》作者:讓·路易·布拉昂,出版社:北京日報出版社

文瀾海潤工作室主編文秀才,本文撰寫:特約歷史撰稿人:劉立江的