不得不说曹冲真的很聪明。在他那个时代,他想出的方法是最简单、最可靠、误差最小的。
从现代的角度来看,我们可以有很多方法来精确地测量大象的重量,但是在古代,限于科学技术的发展,不可能直接测量大象的重量。
那么,如果把我们放在当时曹冲的情况下,我们可以用什么方法呢?
因为没有办法重现当时的情况,也无法知道他们当时实际是怎么操作的,所以完全不考虑实际操作是解决不了这个问题的,对实际操作的研究也不能太深入。
所以我觉得一个比较简单的方法就是用杠杆。
早在战国末期,墨家的著作《莫箐》就全面论述了杠杆原理。书中描述的内容不仅包括等臂杠杆和不等臂杠杆,还包括杠杆滚动原理。
今天我们以等臂杠杆为例来测量大象的体重。
首先,做一个巨大的杠杆,一端放大,另一端准备装满石头。
曹操当时占领中国,如果能拿到当时东北和朝鲜交界的铁桦树就最好了。被称为木王的铁桦木,据说是世界上最坚硬的木材,比金属坚硬一倍。
在古代,铁桦木经常被用作金属的替代品。如果我们能把它作为杠杆,我们也许能承受大象的重量。
让我们把大象赶到杠杆的一端,然后在另一端放一个篮子,把石头装满它。当杠杆的象端刚刚离开地面时,卸下石头。这时,石头的重量等于大象的重量。
这种方法的原因很简单,就是使用杠杆平衡时,两个物体质量相等。(类似曹冲的形象)
因为在实践中很难做到两头平衡,当大象刚刚倾斜时,可以认为石头的质量只比大象多一点点,这个错误可以忽略不计。
这种方法有一定的优势。首先,他的原理很简单,在那个时代已经有了理论基础。在《墨经》中,对杠杆原理有过全面的解释。
其次,对于权贵曹操来说,做做杠杆之类的工作并不是特别困难。
原材料很好找。如果找不到上面说的铁桦木,就找不到其他木材。如果是真的,你找不到工匠来制作钢等金属杠杆。
但是每个硬币都有两面,有好的一面,也有坏的一面。这种方法也有其缺陷,尤其是在科技不发达的古代,缺陷越来越明显。
首先,用这种方法测量大象体重的准备时间确实有点长。能抓住大象的杠杆不是说造不出来,而是需要很多时间和精力。如果能支撑大象的重量,这个杠杆的制造过程会非常复杂。
其次,这种方法误差大。加石头平衡杠杆除了可以忽略的人为错误外,还有很多错误。
制作杠杆所用的材料,无论是用金属锻造还是用木材制作,都不能保证杠杆的质量分布均匀。杠杆的转轴仍然有很大的冲突力,即使在许多现代实验中,轴承的冲突也不可忽视。
古代没有可与现代轴承相媲美的轴,这种冲突力会严重影响大象体重的测量结果。
最后,大象的特殊习性。大象不像狗,它们去哪里就去哪里。大象站在狭窄的区域会有很大的冲突。据我估计,在曹冲的方法里,一定是费了一番功夫才把大象弄上船的。
央视10套有个节目讨论了大象如何称重。不幸的是,许多现代技术和工艺被用于制造测量工具的程序中。
这让我们越来越佩服古人的智慧,在当时科技不发达的情况下想出了一个简单的方法。
综上所述,曹冲真的很聪明。他早年想出的方法,从古代人的角度来看,几乎是不可逾越的。
作为现代人,我们只能从古人的角度强攻大脑,想出一些不知道能不能真正成全的方法,笑笑而已。
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