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数学家花200年时间研究了一根线?悬链线是什么?

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数学家花200年时间研究了一根线?悬链线是什么?

固定项链的两端使其在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是什么呢?这个看似简单的问题让无数著名的科学家研究了200多年的时间。

1489年,达芬奇在供职于米兰公爵卢多维科斯福尔扎期间,受邀为公爵的情人塞西莉亚画一幅肖象。

这本是一件平常的事,可是在达芬奇画到塞西莉亚的项链时,她却犯了难。

众所周知,达芬奇不仅是一位画家,他在数学与物理学的造诣也极其的深厚。

当他看到塞西莉亚的项链,他突然想到,这个项链的曲线应该怎么画才最自然,最符合物理规律呢?达芬奇研究了很久,直到这幅画在1490年完成,他也没能解决这个问题。

最终,这幅叫做抱银貂的女子成为了达芬奇最著名的四副女性主题绘画之一。

但是直到他去世,也没能搞懂这条项链的曲线究竟是条什么线,这个问题一放就是100多年,后来伽利略猜想这条曲线应该是。

一条开口向上的抛物线,但是这仅仅是根据曲线的外形对他的猜想。

50年后,17岁的数学家惠更斯给出了证明,证明这条线一定不是抛物线,但它是什么线他也不知道。

这问题就这样一直困扰着数学家,直到17世纪80年代。

这时候牛顿与莱布尼茨发明了微积分,大家突然发现这条曲线的问题似乎能用微积分来解决。

于是,与达芬奇相隔近200年后,这个问题再次被雅各布伯努利在一篇论文中提及。

遗憾的是,面对这个200年的难题,雅各布花了一年的时间也没有丝毫进展。

一年后,让他更加懊恼的是,欧拉的老师,也就是他的弟弟约翰伯努利仅用了一晚上的时间就解决了这个问题,并发表了这个问题的正确答案。

而与他同一时间解决这个问题的还有莱布尼茨榆已经60岁高龄的惠根斯。

自此,这个困扰了人们200多年的问题得以解决,这条曲线也有了名字悬链线,并且人们发现悬念线上。

都会达到一个受力平衡的状态,以至于他异常的稳定。

这个特性使得它很快就被应用到了建筑行业,这也就是为什么我们看到的大多数拱门与拱桥都不是半圆形,而是一条曲线,这个曲线就是悬念陷,数学家们花了200多年时间才解决了这个早在几千年前就被大量应用到建筑行业中的自然规律。

人类至今的发展的历史告诉我们,人类科学与自然是一个不可分割的整体,我们只有与自然世界和谐相处,才能共同发展,共同进步。

 

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