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度,在空中飞行了两个小时,降落在40公里外的内斯尔。夏尔曾一个人乘气
球达到过3500米的高空,并平安地返回地面。
直流送电好还是交流送电好
空前绝后的发明大王托马斯·爱迪生也并非一生中没有犯过一次错误。
他粗暴地反对交流送电,被视为他一生中的最大错误。
爱迪生费尽心血,于1879年10月21日成功地把用炭化棉线制成的灯丝
封入真空灯泡,并使之持续亮了大约40个小时 (一说是13个小时)。与此
同时,他还研究成功了电线、插座、开关、保险丝和电表等配电送电所必需
的元件。1882年在伦敦和纽约开始从中央发电站向数千家用户送电。
但是,在配电和送电中只使用110伏的直流电,因此,电压低,损耗大,
充其量只能给离电厂二三英里内的用户送电。
1869年,乔治·威斯汀豪斯(1846~1914年)发明了气闸,他以此为基
础,投身于铁道事业,取得了成功。他预见到电力事业的未来,而打进了这
个领域。他了解到,戈拉和吉布斯取得了变压器的专利权,他认为,变压器
是解决直流送电问题的关键。就是说,送电损耗与电压的高低成反比,电压
越高,这电效果越好。所以,最好是用交流,用变压器提高电压后送出到用
电的地方再用变压器变到安全的实用电压,供用户使用威斯汀豪斯买下了戈
拉吉布斯的专利权,以自己改进,制成了实用变压器。1885年底成立了威斯
汀豪斯电气公司1886年3月,成功地在四英里的线路上送电。同年感恩节之
夜,布法拉市的许多电灯通过这种方式发出了亮光。这件事轰动一时,人们
纷纷前来订购。
刚开始时认为没有什么了不起的爱迪生,对此感到不安因此,不惜重金,
大造舆论,宣传交流送电有危险。他不断把新闻记者和参观者邀请到他的研
究所,让他们看高压电流击死野狗、野猫的试验。据说,附近的猫、狗因此
而减少到过去的十分之一,特别是,纽约法院当局决定取消绞刑,而采用交
流电椅处刑一事,对爱迪生来说,是一个极好的宣传材料。
由于爱迪生的攻击,交流电的声誉下降了,威斯汀豪斯的事业也面临绝
境。但是,他毫不气馁地寻找反击的机会。1893年,他在芝加哥万国博览会
上,成功地避开爱迪生,接受了为25万个灯泡供电的计划。这项计划取得了
非凡的成功,因此,早就计划利用尼亚加拉瀑布发电的D·亚当斯便把这项
事业委托给了威斯汀豪斯。交流电因此而取得了决定性的胜利。
谁先发现杨辉三角
杨辉三角是一个由数字排列成的三角形数表,一般形式如下:
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
n
其中每一横行都表示 (a+b) (此处n=1,2,3,4,5,6,)展开式中
的系数。杨辉三角最本质的特征是,它的两条斜边都是由数字1组成的,而
其余的数则是等于它肩上的两个数之和。后者实质上就是后来发现的组合数
的基本性质:
C(R…1) (N…1) + CR (N…1) = CR (R = 1,…,N )
N
按照这一规律,可得到任意高次的二项展开式的系数。
上述二项系数所组成的三角形数表在欧洲称之为巴斯加三角形。在欧美
国家的数学史著作中,虽然近年来也承认并不是巴斯加最早发现了它,但却
始终认为它来自欧洲或阿拉伯。直至 1972年出版的 《古今数学思想》
n
('美'M·克莱因著)仍然坚持这种观点,认为“(a+b)在n为正整数时的
展开式,那是13世纪的阿拉伯人就已经知道了的。在1544年左右,史提非
n…1
(Stifel)引入了 ‘二项式系数’这个名称,并指出怎样从(1+a) 来计
n
算 (1+a)”。还说类似上述杨辉三角的三角形数表“是塔塔利亚、史提非
和斯提文都已知道的,并被巴斯加用来得出二项展开式的系数”。反而对中
国古代数学家在这方面居于世界领先地位的开创性贡献只字不提,这实在是
极不公正的。
其实,中国古代数学家在数学的许多重要领域中处于遥遥领先的地位。
中国古代数学史曾经有自己光辉灿烂的篇章,而杨辉三角的发现就是十分精
彩的一页。
杨辉,字谦光,北宋时期杭州人。在他1261年所著的《详解九章算法》
一书中,辑录了如上所示的三角形数表,称之为“开方作法本源”图,并说
它“出释锁算书,贾宪用此术”。贾宪是11世纪人。这就表明,杨辉三角的
发现远早于1261年,也不是杨辉首先发现的,而是杨辉之前约200年的贾宪
创造的。
科学史上的任何发明创造都有其客观背景和演变过程。杨辉三角的发现
渊源于高次方程的数值解法。中国古代数学家们对高次方程数值解法的探索
经历了长时期的发展过程。那时候把求解一般方程的数值解法叫作“开方
法”。这是因为一般方程的数值解法,都是由开方的方法推演出来的。特别
2 3
地,开平方和开立方,实际上正是求解x=A和x=B的一种数值解法。早在
魏末刘徽作注的 《九章算术》中,就有完整的开平方法和开立方法。刘徽探
索了这种方法的来源,作出了这种方法的几何解释。例如要求完全平方数
55225的平方根,相当于求一面积为55225的正方形的边长。注意到55225
的平方根为一个三位数,可设正方形的边长为100a+10b+c(即a、b、c分别
为所求平方根的百位、十位、个位上的数字),然后逐一确定a、b、c。为
此,刘徽把正方形划分成如图所示的七个部分,其中 1、4、7三部分分别是
边长为 100a、10b、c的正方形。
2
作了这样的划分以后,首先确定百位数字的 a使它为满足 (100a)≤
2
55225的最大正整数。易见a等于2。此处(100a)=4000为正方形面积减
去的正方形1的面积,得15225。接着确定十位数字b,使它为满足2×100a
2
×10b+(10b)≤15225的最大整数。不难知道这里的b等于3,而2×100a
2
×10b+(10b)为2、3、4,三部分面积之和,它与正方形1的面积之和为
2
(100a+10)bc,此时余下的面积为2325。最后确定个位数字c,使2(100a+b)
c+c=2325。此处c等于5(若被开方不是完全平方数,则上式等号添加不等
2
号,把上述手续继续进行下去)。于是(100a+10b+c)=55225,即55225的
平方根为235。用类似的方法,借助于正方体,可进行开立方运算。根据刘
徽的几何解释,古代数学家们不难体会到下列恒等式:
2 2 2
(a+b)=a+2ab+b
3 3 2 2 3
(a+b)=a+3ab+3ab+b
在这以后的数百年中,我国古代数学家们一直没有停止对更高次的开方
法的研究。宋元时期是我国古代数学史上群星灿烂的黄金时代,这一时期诞
生了许多杰出的数学家,留下了不少出色的数学著作。贾宪就是这一时期的
人,他是北宋天文学家楚衍的儿子。贾宪创造了新的开平方法和开立方法,
《详解九章算法》称之为“增乘开方法”。以开平方为例,因为有等式
2 2 2 2
(a+b)=a+2ab+b=a+(2a+b)b
则可以把�