有一則古代寓言故事叫《守株待兔》大意是:戰國時期宋國有個農民,有一天,他在田地裡耕作,看到一 隻兔子從身旁飛跑而過,恰好撞在田邊的一棵大樹上,折斷了頸項,死于樹下。農民不費吹灰之力,拾得了一隻現成的兔子。
這個農民自從拾到兔子之後,從此廢棄耕耘,每天坐在那棵大樹底下,等待着下一隻兔子撞樹而來。結果非但沒有再拾到兔子,反而把田地給荒蕪了!這則寓言出自先秦著作《韓非子》,它脍炙人口,已經流傳了 2000多年。
“守株待兔” 圖源:網絡
2000多年來,人們總以為“待兔”不得,罪在“守株”! 其實,問題的關鍵在于兔子的運動規律。
倘若通往大樹的路是兔子所必經的,那麼“守株”又有何妨? 兔子的活動,在時空長河中,劃出一條千奇百怪的軌迹。希望這條軌迹能與樹木在時空中的軌迹再次相交,無疑是極為渺茫的,這正是這位農民的悲劇之所在!
下面一則更為精妙的例子,可以使人們生動地看到問題的症結。例中表明如能弄清兔子運動的規律,有時“守”甚至還是明智的!
列奧納多 · 達 · 芬奇 (Leonardoda Vinci,1452—1519)是意大利文藝複興時期的藝術大師,達·芬奇不僅對繪畫藝術造詣極深,而且對數學也頗有研究。(關于達·芬奇的故事可以閱讀→隻知道蒙娜麗莎?達芬奇在科學界也是“全能大佬”!)
列奧納多 · 達 · 芬奇
他曾提出過一個饒有趣味的“餓狼撲兔”問題:如圖所示,一隻兔子正在洞穴C 處南面60碼(1碼= 0.9144米)的地方O 處覓食,一隻餓狼此刻正在兔子正東100 碼的地方 A 處遊蕩。兔子回首間猛然遇見了餓狼貪婪的目光,預感大難臨頭,于是急忙向自己的洞穴奔去。餓狼見即将到口的美食就要落空,馬上以兔子速度2倍的速度緊盯着兔子追去。于是,狼與兔之間展開了一場生與死的、驚心動魄的追逐。
問:兔子能否逃脫厄運? 有人做過以下一番計算。
以O為原點,OA,OC 分别為x,y 軸,以1碼為單位長。則 OA=100,OC=60。
根據勾股定理,在 Rt△AOC 中:
這意味着,倘若餓狼沿AC 方向直奔兔子洞穴,那麼由于兔 子奔跑的速度隻有狼奔跑的速度的一半,當餓狼到達兔穴洞口時,116.6÷2=58.3,即兔子隻跑了58.3碼距離,離洞口尚差 1.7碼。這時先行到達洞口的餓狼,完全可以守在洞口,“坐等” 美餐的到來!
以上計算似乎天衣無縫,結論是兔子厄運難逃。
可實際上這是錯誤的!餓狼不可能未蔔先知地直奔兔穴洞口去“坐 等”,它的策略隻能是死死盯住運動中的兔子,這樣它本身追趕的路線成了一條曲線,這條曲線可以用解析的方法推導出來:
這意味着,如若北邊沒有兔子洞,那麼當兔子跑到離原點 66又2/3 碼的 B 點時,恰被餓狼逮住。
然而有幸的是,兔子洞離原點僅有 60 碼,此時此刻兔子早已安然進洞了!
随着“餓狼撲兔”謎底的解開,對于“守株待兔”的辨析,似乎也已接近尾聲。不料,後來又有人提出異議,對《守株待兔》故事的真實性表示懷疑。
理由是:那麼機靈的兔子怎會自己撞到偌大的樹樁上去?它那兩隻精明的大眼睛幹什麼去了?!說得不無道理!不過,答案是肯定的。
要說清這一點,還得從眼睛的功能談起。眼睛的視覺功能是有趣的,一隻眼睛能夠看清周圍的物體, 但卻無法準确判斷眼睛與物體之間的距離。下面的實驗可以極為生動地證實這一點。
找兩支削尖了的鉛筆,兩隻手各拿起一支。然後閉 上一隻眼睛,讓兩支筆的筆尖從遠到近,對準靠攏。
這時,你會發現一種奇怪的現象:任你怎麼集中注意力,兩支筆尖總是交錯而過!然而,如若你睜着雙眼,要想對準筆尖卻是很容易做到的。
以上實驗表明:用兩隻眼看能準确判斷物體的位置,而用 一隻眼看卻不能!那麼,為什麼用兩隻眼睛便能判定物體的準确位置呢?原來,同一物體在人的兩眼中呈現出來的圖像是不一樣的!下圖是一個隧道分别在兩眼中的圖像, 它們之間的不同是很明顯的。
現在我們回到兔子撞樹的讨論上來。
人眼與兔眼的位置是不相同的:人的兩眼長在前方,相距很近。而兔子的兩眼卻長在頭的兩側。
又根據測定,兔子每隻眼睛可見視野為189°30',而人的每隻眼睛可見視野約166°。
不過,由于人的兩眼長在前面,因此兩眼同時能看到的視野有124°左右。在這一區域内的物體,人眼能精确判定其位置。而兔眼雖說能看到周圍任何東西,但兩眼重合視野隻有19°,其中前方10°,後方9°。因此兔子隻有在很小的視區内才能準确判斷物體的遠近!
由上圖還能看出,縱然兔子對來自四方的威脅都能敏銳的感覺,但對鼻子底下的東西(圖中“?”号區域),卻完全看不到!
況且在驚慌失措的奔命中,說不準早已昏了頭腦,撞樹的事也就難保不會發生。
作者:張遠南 張昶
編輯:張潤昕
來源:原點閱讀
編輯:謙、yrLewis
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