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第十四章 爸爸上学

    “哦,走过头了。”妞妞不好意思地挠挠头,“是一小时,这个题目有点像青蛙爬井的题目,青蛙白天往上爬三米,晚上溜下来两米,井深五米,几天爬到顶。”说完嘻嘻地笑。

    三月的北京已隐隐有些燥热,可是大多又不敢脱下冬装。每年的这个时候,北京都有沙尘暴,今年似乎好了许多,还下了场雨。天空尽管不那么鲜亮,空气却还清新。

    孩子马上要毕业了,爸爸今天特意请假来参加妞妞班的家长会。妞妞的学校是海淀区一所知名大学的附属小学。学校的建筑很宏伟,操场很大,学校的大门口还有保安站岗。教室里电脑、投影、音响很是齐全,看来现在的学校确实是不一样了。

    屈着腿坐在妞妞的小椅子上,爸爸很不舒服,一会儿腿就麻了。只好不断地变换姿势,扭来扭去一点都不安分。不过老师和家长们都很严肃认真,教室里很安静,只有老师的讲话声。

    语文、数学、英语三科老师先后都讲了话,谈到了孩子们的成绩,妞妞还得到了一个表扬,过去的一段时间进步很快,也谈到了存在的问题。最主要的一个普遍问题是粗心和浮躁,怕苦怕累。这或许是孩子们的天性所致。他们没有办法长时间集中注意力,没有经历过物质匮乏,但是老师也谈到学生的两极分化现象,好的越来越好,不好的越来越不好。这就严重了,因为差距会越来越大,将来考高中、上大学就不好赶上了。

    这让爸爸想起了自己的求学生涯。爸爸十岁就离开了自己的父母,到十几里外的另外一个村子上初中一年级。条件用现在的眼光看简直就是“非人的”。

    没有洁净的饮用水,学生们在学校边的一条小河里喝水、淘米、洗衣、洗脚。

    没有电,学生们用墨水瓶装上些煤油,点灯夜读。每天早晨,同学们都能在对方的鼻孔里看见黑黑的两条鼻涕。教室是村里的祠堂改的,高而空旷,冷得让人打战。

    住的地方是大通铺,就是竹片上面铺上稻草。小孩子两个一起,一个带铺的棉絮被和床单,另一个带盖的被子。晚上两个孩子就在一个被窝里睡。一周不洗澡,只有周六晚上回家才能洗澡。时间长了,孩子们个个都有虱子和疥疮,女生也不例外。

    当时学校只提供蒸饭服务,上学的学生除了要交5块钱的学费以外,还要每人交200斤柴火。钱可以向妈妈要,柴火却是自己暑假上山打下来的。每顿饭都是孩子们自己把装好米和水的瓷碗放到蒸屉里。学校只有一个老师傅,所以也不做菜卖,孩子们一星期都没有新鲜菜吃,只是用家里带来的辣椒酱、豆豉酱之类的东西就饭。当时有钱的家庭也不过是多出来一坛子猪油或酱油拌饭。一学期下来几乎所有的学生嘴角都因为缺少维生素而烂得流脓结痂。

    可是学习的乐趣无穷。现在看来就是因为学得不错,老师表扬,同学羡慕,因而自己的积极性极高,也就越来越好。我真的希望我的孩子也能进入这样的一个状态,似乎这是在我国这种考试制度下能脱颖而出的办法。或许爸爸应该考虑把孩子送到海外去,只是妞妞还真的不愿意。

    回到家里,爸爸给妞妞讲了一些家长会的事,妞妞就开始缠着爸爸要听趣味数学故事。爸爸想了想,说:“我们今天说说速度路程的问题吧!这是你曾学过的东西,不过爸爸先给你讲一个好玩的故事吧。”

    爸爸拿出纸和笔,“这其实也是一个悖论,被人称之为芝诺悖论。悖论是什么,我们以后还会专门找时间来讲。

    “芝诺(Zeno of Elea)是古希腊的数学家,他对于有限和无穷这些概念做了非常深入的研究。他说如果希腊跑得最快的人阿基里斯与乌龟之间举行一场赛跑,并让乌龟在阿基里斯前面1000米开始跑。即使阿基里斯能够跑得比乌龟快10倍,也永远追不上乌龟。

    “芝诺是这样解释的:比赛开始后,当阿基里斯跑到1000米时,乌龟又向前爬了100米;当阿基里斯跑了下一个100米时,乌龟依然又向前爬了10米……所以,乌龟永远在阿基里斯前面,阿基里斯永远都追不上乌龟。”

    说完爸爸微笑地看着妞妞。“这怎么可能呢?”

    妞妞迷惑了。“快跑的人不是一下子就跑过了乌龟吗?可是你说的看上去也很有道理,好像有什么地方该突破一下才对。”说着眼睛骨碌碌乱转。

    爸爸高兴得哈哈大笑,“妞妞你可真的很聪明,芝诺的诡辩实际上就是把时间作了限定,要突破的是时间。只要把时间看作是一个无限的量的时候,阿基里斯跑到乌龟前面就很容易理解了。”

    接着爸爸又对妞妞说:“和芝诺悖论一样有趣的,还有一个我们称之为‘飞矢不动’的好玩的悖论,这也是芝诺的诡辩。所谓‘飞矢不动’就是说飞出去的箭是静止不动的,你说这怎么可能呢?”爸爸故意等了等,让妞妞有时间先想一想。

    “芝诺提出,由于箭在其飞行过程中的任何瞬间都有一个暂时的位置,所以它在这个位置上和不动没有什么区别。他的逻辑是这样的‘这支箭在每一个瞬间里都有它的位置,且占据的空间和它的体积一样大。那么,在这一瞬间里,这支箭是不动的。如果在这一瞬间是不动的,那么其他瞬间也是不动的。所以,射出去的箭是不动的。’”说完爸爸又看看妞妞,希望妞妞能说出这个诡辩中的漏洞。

    “时间是没有办法静止的。”妞妞想了一会儿,终于说出了她的想法。

    爸爸满意地点点头说:“这个悖论的错误在于它偷换了概念,即‘瞬间’的概念。芝诺所说的‘瞬间’是假设的没有长度的时间点,而这些没有长度的点是不可能组成飞矢飞行的全部时间的,全部时间中的每个瞬间都是有长度的,两个‘瞬间’的概念是不同的。”

    “是这样呀!”妞妞觉得自己说的理由也没错,心里很美。

    爸爸接着说:“爸爸再出一个题目,这个题目可是连人类历史上最伟大、最聪明的科学家爱因斯坦都犯过错误的哟!”

    爸爸一边说,一边在纸上画示意图。“爸爸小的时候上学要走10公里的山路到学校,一般用两个半小时的时间,每星期回家一次。有一次爸爸已经出发了两小时,奶奶发现爸爸没有把这个星期的辣椒酱带去,就让你的姑姑,也就是爸爸的妹妹给爸爸送过去。

    “姑姑当时才7岁,刚刚上二年级。一个人走山路,她很害怕,不过她也很勇敢。要是走路姑姑不如爸爸走得快,但是幸运的是这次有位骑自行车的叔叔刚好要路过爸爸的学校。姑姑于是就坐在这位叔叔的自行车上,希望能追赶到爸爸。如果自行车的速度是10公里每小时,请问多久能追上?”

    妞妞开始在纸上列式子计算。设t小时后追上爸爸,那么我们就有这个等式:

    这样的话t=1.5小时。

    “一个半小时之后能赶上。”妞妞抬起头,很肯定地回答。

    “不对,不对!”没想到爸爸又哈哈大笑,“你想一想自行车到爸爸学校只需要一小时,爸爸走到学校也不过是再需要半小时,自行车一个半小时走到哪里去了?”

    “哦,走过头了。”妞妞不好意思地挠挠头,“是一小时,这个题目有点像青蛙爬井的题目,青蛙白天往上爬三米,晚上溜下来两米,井深五米,几天爬到顶。”说完嘻嘻地笑。

    “要是想在路上赶上爸爸,自行车的速度最少要到20公里每小时,也就是必须在爸爸到达之前走完这10公里路,而爸爸到达只需要半小时,所以半小时走完10公里也就是自行车的速度要20公里每小时。”

    “你再给我出一个题,一定做好!”妞妞的积极性来了。

    “好,你听好了。两个小学生在操场上跑步,跑道长400米,如果他们同方向跑,那么3分20秒之后相遇,如果相反方向跑,40秒后相遇。你能算出他们的速度吗?”

    “还真不简单,”妞妞嘴里说着,手下开始写,“如果相反方向跑,也就是说两人一起跑过了400米,设他们的速度分别是v1和v2,就有(v1+v2)×40=400。

    “相同的方向跑,就是说它们两个人跑得路程差距是400米,也就是说(v1-v2)×(3×60+20)=400。哈哈!把它们简化一下就是:v1+v2=10,v1-v2=2。这样v1=6米/秒,v2=4米/秒。”

    “妞妞的确是很棒!爸爸今天的趣味数学就到这里了,妞妞得了满分!”

    “耶!”妞妞大声喊道,“我要去玩电脑游戏喽!”