在世界历史上,对于数学起源与发展的研究,始终是一个热度极高的话题。比如,美国耶鲁大学的博物馆中,有一件秘不示人的破旧石板,上面的图案竟是古巴比伦王国的数学成就——勾股定理。为了研究这块石板,耶鲁大学的文物专家利用一种高科技还原石板,破解了勾股定理的秘密……究竟是什么高科技呢?如果您也想知道,下面就让小编来揭秘吧:

美国哈佛有考古系吗(耶鲁大学藏有一块)(1)

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古巴比伦是四大古国之一,它位于美索不达米亚平原,于公元前1894年建立了世界上第一个奴隶制国家,并且在天文历法和科学技术方面都有极高的成就。虽然巴比伦王国最后灭亡了,但是其影响却持续了3000多年,也留下了众多的历史文化遗迹。1930年6月,一位美国考古学家正在巴格达附近的一处巴比伦遗址考察,他在清理房屋遗址的时候出土了大量的石板,其中有一块石板上还刻有一个方形图案,并且内部还有对角线,另外还刻有十几个残缺的楔形文字。

美国哈佛有考古系吗(耶鲁大学藏有一块)(2)

美国考古专家们经过鉴定,这件石板距今约4000多年,是古巴比伦王国的文物。它虽然整体保存完好,但是表面也已经严重风化,急需进行妥善的科学保护。为了破解石板上方形图案的含义,美国考古专家们将石板保存在耶鲁大学进行研究,结果发现方形的图案竟然是一个古老的数学公式——勾股定理,也就是我们在中学数学中学到的“勾三股四弦五”。

美国哈佛有考古系吗(耶鲁大学藏有一块)(3)

一直以来,东西方的数学家们都在争论一个问题,即勾股定理最早出现在什么时候。我国考古专家们研究发现,在公元前十一世纪,西周数学家商高就提出了勾股定理的公式,即“勾广三,股修四,经隅五”(《周髀算经》),但是西方历史学家们认为是古巴比伦人最早提出了勾股定理,并且在古巴比伦泥板上就有勾股数。如今,又在石板上发现古巴比伦人留下了勾股图,所以这也足以证明是古巴比伦人最早提出勾股地理,而这件独一无的石板就是迄今为止最早的勾股定理图。

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一时间勾股定理石板成了“网红”,世界各地的数学家和考古学家们都前往耶鲁大学,希望能看一眼古巴比伦数学家留下的杰作。但可惜的是,勾股定理石板已经变得十分脆弱,总是搬来搬去很容易就将其损坏,于是耶鲁大学的校长决定不再对外展示勾股地理石板,除非是有重要人物来访,或者盛大活动和百年校庆时,才将石板展示出来让人们一饱眼福。

上世纪九十年代,有文物专家提议复制勾股定理石板,然后将复制品送到各个博物馆进行展出,但是专家们经过研究和尝试,多次复制都以失败告终。其实,复制勾股定理石板存在一个极大的风险,既要使用它进行倒模,而这一过程如果处理不好就会给石板带来毁灭性的伤害。因此,也就没有人敢冒着如此严重的代价进行复制,所以复制计划就不了了之。

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2016年9月,据西方媒体报道,耶鲁大学科研团队成功复制了勾股石板,一时间在学界也引起了广泛的热议。后来,有专家表示,耶鲁大学科研团队复制石板,采用了一种高科技——3D扫描打印。首先,科学家利用激光扫描获取石板的轮廓数据,然后在计算机中利用建模软件建立3D模型即可。最关键的是,获取数据时不会接触石板,所以没有任何伤害。

建模完成之后,再通过提取石板样本,调配出和石板一样的材料,最后再将模型数据输入3D打印机。紧接着,3D打印机就会按照模型数据,用调配出的材料一层一层地将石板完全打印出来,与原来的石板相似度高达99.99%,就连原石板上的裂痕和凹陷都完全还原出来。值得一提的是,只要有模型数据,就能无限复制石板,既方便了研究,也保护了文物。

美国哈佛有考古系吗(耶鲁大学藏有一块)(6)

现如今,勾股定石板已经复制出了很多,收藏在世界各大博物馆中,即展示了古巴比伦人伟大的数学成就,也让人们感受到科学技术在文物研究和保护中起到的作用。其实,还有很多难以保护的文物,都能采用各种高科技技术进行研究和保护,并且还有利于考古专家们破解一些考古发现中谜团,促进历史学的研究和发展。

参考资料:

《几何的故事:从古巴比伦测量师到达·芬奇》作者:让·路易·布拉昂,出版社:北京日报出版社

文澜海润工作室主编文秀才,本文撰写:特约历史撰稿人:刘立江的

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