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明天比赛,不一定有空上来,今天先把关卡故事发出来。祝大家过年愉快!
《星罗棋布》
星辰大海是故乡,
罗盘轻舟写华章。
棋士信步踏红尘,
布袜青鞋骋无缰。
近日在公园门口偶遇某大师,大师伸手拦住我的去路,缓缓道来:“据在下夜观天象,傍晚的水瓶座方位,有一颗淡蓝色星球,运势良好,乃是施主2020鼠年的幸运之星!"
大师果然有两把刷子,连我是水瓶座都能看得出来。
我急于脱身,搪塞道:“好,待我傍晚去看过这颗幸运星再来讨教。”
大师微咪双眼,哼嘿一笑:“凡夫肉眼,岂能看到?”
我也不甘示弱:“肉眼看不见?淡蓝色?难道因自身不发光亮度小,离得又远,故看不见?莫非是距离太阳45亿公里远的海王星?”
大师一愣:“你竟知晓?”
我不再言语,转身离去,以免大师洞察我的秘密。这个秘密就是本期关卡《星罗棋布》,关卡不难,就算是送给大家鼠年的幸运之星吧。
关卡尺寸是16×12,那就从1612年说起吧。1612年恰恰也是鼠年。有一日,一位大师夜观天象……没错,这位大师恰好属鼠,这一年是他的本命年。大师自从3年前发明了世界上第一台天文望远镜,就常常夜观天象,每每有所收获。这一天是1612年的12月28日,他把望远镜对准了狮子座方位、视黄经176°方向,看到的星空图刚好与今天的关卡图相似。星罗棋布的关卡图中,恒星、行星、卫星各行其道,人物、木箱、目标各在其位。大师这次的观测又有了新发现,在木星附近大师观察到一颗新星。从星系背景的分析当中,他判断,这是一颗恒星(恒星距离遥远,其运行轨迹在星系背景中反应不出来,故被认为是静止的)。初代的天文望远镜,不能精确捕捉遥远目标的色彩和微小移动,大师的这一判断错失了一个天文学上的重大发现。正如今天的关卡,哪只木箱是大师观察到的新星呢?你所认为的恒星,会不会其实是颗行星呢?你所认为不能移动的木箱,会不会也有它的运行轨道呢?
也许你已经猜到了,这位大师就是经典力学之父、近代自然科学的奠基人之一,名叫伽利略。伽利略的这一误判,让太阳系第八颗行星的发现晚了二百多年。正如今天的关卡,一次误判也许让你浪费二百多步。
发现之旅并不总是一帆风顺,却常常充满戏剧性。这也是推箱子的乐趣。直到二百多年后1841年的某个夏日,一位年轻的英国剑桥大学学生约翰·柯西·亚当斯,读到皇家天文学家乔治·艾里的报告,了解到当时天文学上的一桩悬案。那就是,科学家们根据牛顿的万有引力计算出天王星的运行轨迹,却观察到天王星常常“出轨”。是万有引力出错了呢?还是有一颗未被发现的行星在扰动天王星的轨迹?多数科学家认为是后者,但由于逆摄动的计算困难,一直无法计算出这颗不明行星的轨道和质量。这就像本期关卡,若能从逆推发现路径,问题就迎刃而解了。亚当斯对这个谜题产生了浓厚的兴趣。1843年留校任教的亚当斯索要到了格林尼治天文台的天王星观测数据。1845年9月,亚当斯测算出不明行星的位置,他把数据交给学校的教授查里斯,希望剑桥天文台能找到这颗新行星。查里斯显然不相信这个年轻人的计算,不过他还是写信向皇家天文学家乔治·艾里介绍了亚当斯的结论。接着,亚当斯两次拜访乔治·艾里都没能见上,只好给艾里留下一张便条,写下了计算结果。艾里和查里斯一样,并不相信亚当斯的计算,只是回信询问了一些细节,但没收到答复。
同一时期,另一位法国青年,巴黎综合理工学院教师勒维耶的工作进度要慢一些,他在1846年6月1日发表了一篇论文,估算出不明行星的大致方位。1846年8月31日,勒维耶再发论文给出了更精确的数据,但论文反响并不好,没有人相信无名小卒能做出这样的成就。勒维耶只好把这一数据寄给了一位德国朋友、年轻的柏林天文台助理伽勒。伽勒在9月23日收到信件的当晚就立即用天文望远镜进行观测,很快就在黄经325.9°方向看到一颗亮度为8等的新星,方位与勒维耶的计算结果仅相差1度,与亚当斯一年前的计算结果也相差无几。随后两天的观测证实这颗新星有细微的位置变动,是行星!
这就是太阳系第8颗行星,它被命名为海王星。海王星的发现权之争随后在英法两国之间展开。有人兴奋,有人懊恼,有人指责,有人不服,有人猜忌,有人质疑……甚至直到1998年还引来新的争议,被英国天文学家奥林·艾根窃取的当年档案在其去世后被解密,证实艾里、查里斯、亚当斯三人曾在勒维耶公开发表论文后,秘密使用其成果重新计算行星数据并持续观测,无奈因新的计算误差较大一无所获。亚当斯的发现权再次受到考验。其实,不必纠结,各人依然有表演的机会,就在《星罗棋布》关卡里,去寻找属于你的那颗摄动之星吧。
海王星是唯一一颗被计算出来的行星,它进一步确认了牛顿的万有引力定律。就像本期关卡,引力无所不在,某些元素受到别的元素的扰动,不得不改变运行轨迹。出轨的木箱是哪一只?你能计算出隐藏的干扰因子吗?
海王星在1612年被伽利略首次观测到。其实这是1612给2020的祝福。不信?来做一道数学题。将关卡地图沿对角线切开,得到2个直角三角形,4条直角边分别是16、16、12、12。假设有一个相似三角形,2条直角边是1616和1212,斜边是多少?
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