关于捷径的迷惑
2014-04-29张远南
数学教学通讯·高中版 2014年12期
张远南
有这样一个故事:
地理老师提问一个学生:“请指出从上海到广州距离最短的路.”学生看了看摆在讲台上的地球仪,从容答道:“是一条挖通广州与上海的直线隧道.”
众哗然!
其实,从理论上讲,这位学生说得并没有错,那是根据平面几何里的一条公理:两点之间线段最短. 不过,生活在地球上的人类,习惯于把自身的活动,限制在这个星球的表面予以考虑. 这样,在上海与广州之间的最短路线,很自然地被理解为过上海和广州之间的一段大圆弧. 这段大圆弧约长1 200 km.
球面上过两点的大圆的弧,可以用以下的办法直观地显示出来:在地球仪上拉紧过两点的一条细线,这条细线即可看为大圆的弧.
上面的故事是人为杜撰的呢,还是真有其事,现在已经无从得知. 不过,抱有上述想法的,历史上可不乏其人!
大约在20世纪初,俄国旧都彼得堡出现过一本书名很怪的小册子,叫做《彼得堡和莫斯科之间的自动地下铁道》(一本还只写三章,未完待续的幻想小说). 作者在书中提出了一个惊人的计划:在俄国新旧两个首都之间,挖一条600 km长的隧道,这条笔直的地下通路,把俄国的两大城市连接起来. 这样,“人类便第一次有可能在笔直的道路上行走,而不必像过去那样走弯曲的路”!作者的意思是:过去的道路都是沿着弯曲的地球表面修筑的,因而都是弧形的,而他设计的隧道却是笔直的!
不过,作者写书的主要意图不在于考虑两点间线段最短,而是……
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