之後,驚奇地發現:對他計算過的所有數都有Dn+1Dn=4n-6n他猜測這應該是一條真理!後來烏爾班果真用一種非常巧妙的辦法證實了它。烏爾班的方法說來也不難,關鍵在於構造了一個函數g(x)g(x)=D2X2+D3X3+D4X4+…+DnXn+…
並由西格納的關係式推知g(x)滿足二次方程:
W2-xW+X3=0從而求得g(x)=x2〔1-1-4x〕上式展開後比較得到:
Dn=2·6·10·…·(4n-10)1·2·3·…·(n-1)由此證得:Dn+1Dn=4n-6n用烏爾班的這個公式計算Dn,就連小學生也能做到。倘若歐拉在天之靈,能夠對此有知,想必也會歎為觀止!
星期幾的奧秘
在我們這個古老的國度,人們什麼時候開始把年份和動物的名稱掛上鉤,現在已經很難弄清楚了。但由天幹和地支相配而成的幹支紀年法和幹支紀日法,卻見諸史書,源遠流長!所謂天幹,是一種用文字表示順序的符號,共十個,依次是:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。這十個符號中的頭幾個,讀者應該是很熟悉的。
所謂地支,是一種用文字表示時間的符號,共十二個,依次是:子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。以上十二個文字,每個字代表一個時辰,每個時辰兩個小時,從午夜起算,十二個時辰恰為一天。地支的十二個符號,很難找到什麼規律。為了便於記憶,大約從東漢開始,人們使用十二種熟悉的動物與之相配,稱為屬相:
子醜寅卯辰巳午未申酉戌亥↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓鼠牛虎兔龍蛇馬羊猴雞狗豬久而久之,這種屬相便成為以十二為周期的紀年代號。如:1987年為兔年,1988年為龍年,下一個龍年為2000年,那時人類將跨進一個新的世紀!由於10與12的最小公倍數為60,所以天幹、地支循環相配,可得60種不同的組合:甲子、乙醜、丙寅、……、癸亥。這種60種組合,俗稱“六十花甲子”,相配完畢,周而複始!上述60一輪轉的方法,用於紀年,始於西周共和元年,約公元前841年。而用於紀日,則可追溯到更加久遠的年代。早在公元前一千多年,我國就已采用“旬日製”,以十天為一旬,三旬為一月,恰是半個花甲子!有趣的是,遠在萬裏之外的古埃及,那裏采用的竟然也是“旬日製”。人世間的這種巧合,不難使人猜測到,這是由於人類的雙手,長有十隻手指的緣故。
西方國家采用星期紀日,那是稍後的事。公元321年3月7日,古羅馬皇帝君士坦丁,正式宣布采用“星期製”,規定每一星期為七天,第一天為星期日,爾後星期一、星期二直至星期六,爾後再回到星期日,如此永遠循環下去!君士坦丁大帝還規定,宣布的那天日子為星期一。
一星期為什麼定為七天?這大約是出自月相變化的緣故。天空中再沒有別的天象變化得如此明顯,每隔七天便一改舊貌!另外,“七”這個數,恰與古代人已經知道的日、月、金、木、水、火、土七星的數目巧合,因此在古代神話中就用一顆星作為一日的保護神,“星期”的名稱也因之而起。
曆史上的某一天究竟是星期幾?這可是一個有趣的問題,我想讀者一定很想知道它的奧秘!不過,要了解這一點,還得先從閏年的設置講起。因為倘若沒有閏年,這個問題將變得十分容易。
由於一個回歸年不是恰好365日,而是365日5小時48分46秒,或3652422日。為了防止這多出的02422日積累起來,造成新年逐漸往後移。因此我們每隔4年時間便設置一個閏年,這一年的二月從普通的28天改為29天。這樣,閏年便有366天。不過,這樣補來也不剛好,每百年差不多又多補了一天。因此又規定,遇到年數為“百年”的不設閏,扣它回來!這就是常說的“百年24閏”。但是,百年扣一天閏還是不剛好,又需要每四百年再補回來一天。因此又規定,公元年數為400倍數者設閏。就這麼補來扣去,終於補得差不多剛好了!例如,1976、1988這些年數被4整除的年份為閏年;而1900、2100這些年則不設閏;2000年的年數恰能被400整除,又要設閏,如此等等。
閏年的設置,無疑增加了我們對星期幾推算的難度。為了揭示關於星期幾的奧秘,我們還需要一個簡單的教學工具--高斯函數。
公元1800年,德國教學家高斯(Gauss,1777~1855)在研究圓內整點問題時,引進了一個函數y=〔x〕這個函數後來便以他的名字命名。
〔x〕是表示數x的整數部分,如:
〔π〕=3〔-475〕=-55-12=0〔1988〕=1988高斯函數的圖象很奇特,像台階般,但不連續!利用高斯函數,我們可以根據設閏的規律,推算出在公元x年第y天是星期幾。這裏變量x是公元的年數;變量y是從這一年的元旦,算到這一天為止(包含這一天)的天數。曆法家已經為我們找到了這樣的公式: