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1701023917 但是,这是不是意味着我们已经求出了方程的解呢?也许吧。因为无论怎么微调时间,哪怕我们把弹着时间精确至发射后40.493 901 531 9……秒,我们也无法知道正确答案到底是多少,我们求出的只是一个近似值。不过,在现实中,把弹着时间精确到百万分之一秒是没有必要的,不是吗?也许,“大约40秒”就足够了。如果试图寻找更准确的答案,那纯属浪费时间,而且,所得出的答案甚至有可能是错误的。这是因为我们的导弹运动模型非常简单,没有考虑空气阻力、天气条件造成的空气阻力变化、导弹的弹体自旋等其他因素。这些因素的影响可能很小,但是,在我们希望把导弹到达预定地点的时间精确到微秒时,它们却足以导致我们无法实现这个目标。
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1701023919 不过,即使要为这个方程式找出足够准确的根,也无须担心,因为我们可以借助一元二次方程式这个工具。这个方程式我们曾经学过,但是现在未必能想起来,除非我们记忆力超群,或者现在正好12岁。所以,我在这里列出这个方程式。
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1701023921 如果x是方程式c+bx+ax2=0的一个根,其中,a、b和c为任意数字,那么
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1701023926 在描述导弹高度的方程式中,c=100,b=200,a=–5,由此可以求出x的值:
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1701023931 在这个算式中,大多数符号都很常见,但是有一个例外,那就是“±”。这个符号看上去好像正号与负号的关系非常亲密。尽管我们写的这个公式充满自信地以“x=”作为开头,但到最后却变得举棋不定、犹豫不决。符号“±”就像涂鸦拼字游戏中的空白牌一样,既可以看作“+”,又可以看作“–”,非常灵活。每个选择所对应的x值都会使方程式100+200x–5x2=0成立。因此,该方程式的根不是一个,而是两个。
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1701023933 哪怕我们早已忘记一元二次方程式,我们也会知道满足该方程的x值有两个。我们将方程y=100+200x–5x2绘制成图,就会得到下图所示的开口向下的抛物线。
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1701023938 图中水平直线为x轴,表示该平面上y坐标为0的所有点。当曲线y=100+200x–5x2与x轴相交时,就表示y=0,即100+200x–5x2=0。这正好是我们要求解的方程式,只不过它现在变成曲线与水平直线相交的几何问题了。
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1701023940 如果开口向下的抛物线向x轴延伸,那么它与x轴的交点正好是两个。换言之,使100+200x–5x2=0成立的x值有两个。
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1701023942 那么,这两个值到底是多少呢?
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1701023945 如果把“±”定为“+”,就会得到与我们用试错法得出的结果相同。
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1701023948 但是,如果我们选择“–”,就会得到。对于我们最初考虑的那个问题而言,这样的答案是没有意义的。对于问题“导弹将在何时击中我”来说,答案不可能是“半秒钟以前”。
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1701023950 不过,x的这个负数值肯定是该方程的一个根。数学上的任何结果,都不会是无的放矢。那么,这个负数表示什么含义呢?我们可以用下面这个方法来理解。我们说过,导弹的发射位置比地面高出100米,飞行速度为200米/秒。但是,我们在计算中应用的条件是:在时间为零时,导弹在该位置以该速度飞升。如果该位置不是发射时导弹所在的位置呢?也许导弹发射的时间不为零,位置也不是在地面上方100米的高度,而是发射得稍早一些,从地面直接发射的。那么它是什么时间发射的呢?
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1701023952 通过计算,我们知道导弹位于地面的时间点正好有两个。一个时间点是在0.493 9……秒以前,这就是发射时间;另一个时间点是在40.493 9……秒之后,这是弹着时间。
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1701023954 求出上述方程式的两个根似乎并不难,如果我们经常使用一元二次方程式,就更容易了。但是,如果我们年仅12岁,这个方程式将会成为我们哲学观的一个转折点。在这之前的6年时间里,我们一直在寻找问题的唯一答案,但是从这一刻起,我们突然发现并不存在“唯一答案”这样的东西,这让我们感到无所适从。
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1701023957 这还仅仅是一元二次方程式引起的问题。如果我们需要求解的是这样一个一元三次方程式,也就是说x升级为三次幂了。幸运的是,我们可以解开一元三次方程式,通过计算就能知道x的值是多少。文艺复兴后期,一些代数学家在意大利四处游历,以金钱与地位为赌资,与人在公开场合打赌求解方程式。在这个过程中,一元三次方程式诞生了。但是,知道一元三次方程式的人为数不多,他们秘而不宣,记录时也会采用隐晦的韵文形式。
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1701023959 这件事说来话长,而我在这里要告诉大家的是,逆向运算的难度非常大。
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1701023961 圣经密码研究者们一直琢磨的推理问题也是一种逆向运算,因此不是轻而易举就能解决的。在我们钻研科学、研究《托拉》或者蹒跚学步时,我们需要通过摆在我们面前的各种观察结果,形成一个个理论。我们要解决的是眼前这个世界的难题,那么答案是什么呢?推理是一项难度很大的工作,甚至是难度最大的工作。我们根据眼前的蛛丝马迹,努力地求解一个又一个x,希望最终能拨开迷雾,找到答案。
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1701023963 推翻零假设
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1701023965 有一个基础性问题一直在我们的脑海中挥之不去:在现实生活中发现的各种现象,有的令人惊讶,有的则无须大惊小怪,那么我们应该采取何种判断标准呢?既然本书介绍的是数学,大家肯定认为能找到某种数学方法来解决这个问题。数学的确能帮我们实现这个愿望,但是有时也需要冒很大的风险。因此,我们必须讨论p值的问题。
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