章節8
最大數字的表示法
在古代人的心目中,那些很大的數目字,如天上星星的顆數,岸邊砂子的粒數,一場傾盆大雨落下的雨點數等等,他們無以名之,隻好籠統地說是“不計其數”了。
首先提出記述龐大數字的人是公元前3世紀古希臘的數學家兼物理學家阿基米德,他在其名著《砂粒計數》中提出的方法,同現代科學中表達大數目字的方法很類似。他從當時古希臘算術中最大的數“萬”開始,引進一個新數“萬萬”(億)作為第二階,然後是“億億”(第三階單位),“億億億”(第四階單位)等等。
大乘佛教中也有許多表示巨大數字的名稱,如“恒河沙”、“那由他”等等,最大的一個名叫“阿僧祗”,據說相當於10110。在英文中通常用centillion表示最大的數字,意思就是1的後麵再加600個零。較此更大的數便得用文字來說明。有人還設計出一個單詞milli-millimillillion,其意為10的60億次方,也可叫Megiston,這個字普通用記號⑩來表示。但是因為這個數字實在太龐大了,所以已經沒有什麼實質的意義。目前可觀察到的這部分宇宙(即總星係)中,質子和中子的全部總數也不過是1080而已!已故的美國哥倫比亞大學教授、數學家愛德華·卡斯納創立了一個表示大數的詞,叫做googol,它相當於10100。從1010到10100則稱為googol群。
在數學界已為人相當熟悉的最大數字,根據其創用者的姓,取名為Skewes,這個數是10的10次方的10次方的3次方。首先提出的人史丘斯(Skewes)現任南非開普頓大學教授,他於1933年及1955年在兩篇有關素數的論文中提到過它。第一個能連續射擊的“連珠炮”
1674年(康熙13年),我國兵器製造家戴梓創製了世界上第一個能連續射擊的“連珠槍”。在性能上,它比連發噴射筒優越得多;在時間上,它比西方國家發明的連發槍要早近兩個世紀(直到1860年,英國人可德林克才製成了單管連發槍)。
據《清史稿》等史書記載:這種連珠槍形如琵琶,火藥和彈丸都貯存在槍上的特殊彈倉裏。彈倉可容納子彈28發,由兩個機輪開閉。當扳一機時,火藥鉛丸落入筒中,第二機隨之並動。它以燧石發火,點燃火藥,將彈丸發射出去。一次可連發28發,威力相當大。由於連珠槍在戰爭中發揮了重要作用,戴梓被破格由布衣提升為道員,並受到康熙皇帝親自召見。然而在腐朽沒落的封建社會裏,這種在發展史上占有一定位置的連珠槍,卻未能得到進一步的發展,到乾隆當政時就散失了。最早的火炮
火藥是我國四大發明之一。火藥的出現導致了火藥武器的誕生。唐末宋初時已利用火藥製成了火藥箭。繼後在石炮的基礎上,把火藥製成容易發射的形狀,點燃後,代替石塊,由拋石機發射出去,成了原始的火炮,曾在戰爭中多次使用。至元代,進一步發展成金屬鑄成的火銃。現藏北京中國曆史博物館的至順三年(公元1332)用火銃是現存最早的金屬火炮。它重694千克,長353厘米,銃筒中都蓋麵鐫有“至順三年二月十四日,綏邊討寇軍,第三百號馬山”三行銘文。火銃口徑為105厘米,象這樣大的口徑,顯然是不能端著發射的,而銃筒尾部兩側各有一個約2厘米的方孔,兩個方孔的中心位置,正好與銃身軸線在同一平麵上。這就表明,隻要通過方孔穿上一根鐵栓,就可以將火銃固定在木座上。如果在火銃前端的木座上加墊木楔,則使銃身能在較大範圍內俯仰,可以命中遠近不同的目標。最大的火炮
1918年3月23日清晨,在戰爭籠罩下的巴黎顯得格外陰沉。突然,一陣刺耳的呼嘯聲劃破上空,接著在塞納河畔響起了劇烈的爆炸聲。過了一會兒,在查爾斯五世大街上又是一陣巨響。這接連不斷的爆炸聲使巴黎人民惶恐不安,更弄不清這響聲來自何方,是怎麼回事?
原來,這是德國3門巨型火炮。從離巴黎120公裏以外的聖戈班森林地區發射來的炮彈。因為這種火炮首次轟炸巴黎,後來人們就叫它“巴黎大炮”。巴黎大炮的炮彈飛了這麼遠,一下子轟動了整個歐洲。
“巴黎大炮”是由德國克虜伯兵工廠的火炮設計師艾伯哈特設計,董事費利茨·勞森貝爾格監製的。雖然它的口徑不算大,隻有210毫米左右,可是又高又大,堪稱火炮中的“巨人”,其炮管長近37米,倘若把它豎起來,足足有十幾層樓高,真是令人望而生畏。全炮重達750噸。為了支持這個龐然大物,起初將它們安裝在混凝土基礎上,炮口隻能瞄準法國的首都,以後才采用旋轉炮架。這麼長和重的炮身使它本身產生很大的彎曲變形,如果得不到支撐的話,炮口要下垂25毫米。為了解決這個問題,在炮身後半部的上麵加了一個支架,用粗鋼杆通過支架拉著炮身的前半部,同時又與後麵的炮身尾部連接。
盡管巴黎大炮令人心寒,是當時世界上打得最遠的火炮。可是發射的彈丸很輕,威力不大,炮身壽命隻有50發左右。該炮共製造了7門,前後總共使用了140天。
此外,1942年德國還製造了一門口徑為800毫米的鐵道炮,這門炮全重1328噸,彈丸重71噸,是世界上最重的火炮,在火炮史上,象上述這兩種巨型火炮是空前的。最早的原子彈
世界上最早的原子彈是美國製造的第一批3顆原子彈。它們出世之後,為保密起見分別取了綽號“瘦子”、“胖子”和“小男孩”。
1939年初,在第二次世界大戰即將爆發的緊張氣氛中,德國化學家哈恩等人發現,鈾原子核會在中子轟擊下分裂成質量近乎相等的兩半,並釋放出巨大的能量。這一科學新發現提供了製造新式炸彈的可能性。以西拉德和費密為首的一批流亡在美國的歐洲科學家,很擔心希特勒會利用這一新發現來製造殺人武器。於是他們請著名物理學家愛因斯坦簽署了一封信,提請美國政府注意這件事,並建議美國政府應支持鈾核裂變的研究,以免在這一領域中被法西斯德國領先。
在顧問的說服之下,羅斯福總統批準了一項大量撥款製造原子彈的絕密計劃,其代號叫“曼哈頓工程”。在製造頭一批原子彈的過程中,美國政府總共投資20億美元,先後動員了52萬人參加。裝配原子彈是在新墨西哥州的沙漠小鎮洛斯-阿拉莫斯中秘密進行的。領導這項工作的是美國物理學家奧本海默,後被人稱為美國的原子彈之父。
1945年7月,綽號“瘦子”的原子彈試爆成功,其爆炸力超過了原先的設想,達到2萬噸TNT炸藥的當量。在剛接任不久的新總統杜魯門讚同下,美國軍方於1945年8月6日和9日,分別在日本廣島和長崎投下了其餘兩顆原子彈,使這兩個城市在山崩地裂般的爆炸聲中變成廢墟。據事後統計,廣島市死亡78150人,受傷51400人;長崎市死亡23700人,受傷25000人。加上其他受害者,兩城傷亡總人數在445000人以上,真是一幕人間慘劇。最早的導彈