第八十三章 勾股测量
巴州，西阳城郊外，巴州司马杨济接连打了几个喷嚏，他揉了揉鼻子，心有余悸的望望北方，一股不安的情绪涌上心头。 杨济觉得自己是被人惦记上了，在这个时代会‘惦记’他的人只有一个，那就是如今远在邺城的宇文温，这位成日里变着法子压榨他的知识。 ‘我不会有事的’杨济如是想，此次宇文温去邺城，他留守西阳统领州兵，连着虎林军将士一起‘守家’，不怕肖小作祟，唯一担心的，就是那位又折腾出什么事来。 朝会上磕头都能磕昏，这世间也没有谁了吧！ 邺城传来的消息表明，山南使者宇文温出了点小意外，当然没有什么大碍，也就是稍微昏厥了那么一下，杨济听到这消息时，第一反应是有人要害宇文温。 基于某种原因，宇文温给外人的感觉就是不着调，杨济对其原因大约知道，所以不觉得宇文温在大殿上真的会磕昏头，不过他和其他人在巴州鞭长莫及，只能希望这位平安归来。 “杨司马，已经准备好了。” 话音将杨济从走神状态中拉出来，他看看身边一群人点点头说道：“那就开始吧。” 在场的大多是西阳郡公名下工坊之人，别驾许绍，治中郝吴伯则是例外，长史任冲原本也要到场，只是临时有事未能前来，他们到场观看的，是工坊新制作的一个装置。 “观测开始！” 林有地站在一个三角木架子面前，其上安装着一个奇怪的装置，是一根横放的金属管，金属管长约五尺，其中部有凸起，内有两个圆孔。 凸起与人面部大致等高，两个圆孔与人的瞳距相近，林有地便凑上前去，用双眼往里面看着什么。 “红牌，观测红牌！” 在前方旷野里，忽然竖起了一张披着红布的大木板，颜色鲜艳十分显眼，只是距离颇远看起来有些吃力，林有地一边将眼睛紧贴着那两个圆孔，一边用右手拧着金属管下方一个小圆盘。 金属管另一端，面向旷野那一侧，左右两端各有一块小圆镜，左侧圆镜固定不动，而右侧圆镜却在微微转动，似乎是随着林有地转动那小圆盘，在微微的向着左侧转向。 片刻后，右侧圆镜停止转向，而林有地则将头往后缩，揉了揉眼睛之后再度靠上去，贴着圆孔看了片刻后再度缩头。 他看了看方才自己拧的那个小圆盘，其外圈密密麻麻刻着许多短线，对应又刻有许多蝌蚪般的符号，仔细看了看，林有地深吸一口气，报出了一个数字。 站在林有地身边的一名年轻人，手上拿着一个木板，上面夹着一张白纸，听得林有地报数，便用炭笔记在白纸上。 另有一人，左手中也拿着个木板，其上贴着一张白纸，在纸上列着密密麻麻一串蝌蚪文，他看了一眼记下的数字，然后伸出右手，用食指按在纸上缓缓移动，似乎是逐行确认着什么内容。 “找到了，在这里。”他低声说道，那个拿着炭笔喝白纸的年轻人闻言探过身来，将其手指所知的一串蝌蚪文记在自己的白纸上，然后用炭笔飞快的写起来。 写的都是些奇快的符号，片刻后他写完毕，在最后一串蝌蚪文处画了个下划线，两人看着这些‘鬼画符’嘀嘀咕咕的商量了片刻，最后来到杨济身边禀报：“杨司马，算得距离是五百三十三步。” “验算过了么？”杨济问道。 “验算过了！” 杨济点点头，转身向一旁的许绍说道：“许别驾，测得距离是五百三十三步。” “红布木板的距离，是五百五十步，”许绍给出了一个结果，林有地和两名年轻人一听，不由得紧握拳头，面露兴奋之色。 “继续！” 测试继续进行，如第一次般，远方旷野里不停竖起各色盾牌，而用奇怪装置观测的林有地则报出对应数字，而那两名年轻人则是根据数字在不停计算，最后报出距离，和许绍手中的真实距离值核对。 那些木板都是许绍负责安排人摆放，距离自然对林有地等人保密，测试进行许多次，而每次的结果都让人满意得默默点头。 “实际距离一千一百六十步，测得一千两百二十八步，有六十八步的误差，不错啊。”许绍说道，这是第十次测试，也是最后一次测试，其结果依旧让他很满意。 杨济拍了拍林有地的肩膀，几个年轻人兴奋地低声欢呼，而一旁静静观看的郝吴伯，满脸佩服的说道：“勾股测量术，今日终于亲眼见到了。” 他看了看那奇怪的装置，向杨济问道：“这测测距仪，莫非距离越远，误差就越大？” “是啊，正所谓‘失之毫厘谬以千里’，镜片的转向机构还不够精密，要是距离远了，细微的角度差别就会导致计算结果偏差大。” “一度等于六十分，一分等于六十秒西洋三角学说里对角度的划分，与中原迥然不同啊。”郝吴伯沉吟着，“吾读周髀，得悉勾股测量，如今一见，真是大开眼界。” “承业，杨司马所用，是西洋三角学之三角函数。”许绍纠正道，不过他想了想便问杨济：“殊途同归，莫非这几何的三角函数，与中原勾股之术相仿？” “正是，杨某昔年机缘巧合之下得奇数卷，故而学这西洋算术，其中一本名为大测，又有一卷名为测量法义” “大测所云，计算三角函数有‘三要法’和‘二简法’” 杨济侃侃而谈，将其所学知识与许绍、郝吴伯分享，这两位读过周髀和九章算术，所以基本的运算能力还是有的，最关键是懂得勾股之术，那就好沟通许多。 勾股之术，始见于周髀，勾者，直角三角形之短直角边，股者，直角三角形之长直角边，又有‘弦’，为直角三角形之斜边。 周髀提出“勾三股四弦五”，汉末三国时吴国学者赵爽为周髀作注，将其表述为“勾股各自乘，并之，为弦实。开方除之，即弦。” 周髀据此提出了“勾股测量法”，类似的九章算术也提出了勾股测量法，其“勾股”章中便提到利用勾股定理的比例原则。 其中提到立表测远、立木测高、立木测深度，而周髀直接来了个“测日高”。 而西洋几何三角学中，有了三角函数概念，所以对于勾股测量，有新的应用，那就是利用夹角，然后带入三角函数中的正弦、余弦以及正切函数来反推。 这种测量方法，其原理就是用两个间隔已知距离的千里镜，同时观察物体甲，此时两个望远镜之间的不同方位角，根据三角函数便可计算出物体甲的距离。 具体应用，就是把两个望远镜固定在一根横杆上，一个望远镜与横杆水平垂直并且固定不动，另一个望远镜可以水平转动，而横杆本身也很水平转动。 观察物体甲时，先将左端望远镜视野里的准星对准物体甲，然后固定好横杆，接着转动右端望远镜，使之视野里的准星对准物体甲。 此时两个望远镜和物体甲之间形成一个直角三角形，两个望远镜之间的距离乙，可以视为直角三角形的短直角边，而左端望远镜与物体甲的距离丙，就是直角三角形的长直角边。 右端望远镜与横杆的夹角丁，是已知的，而其邻边乙也是已知的，那么根据丁的角度值，查出对应的三角函数值，再带入其邻边乙，可以反推丙的长度，如此一来就完成了测距。 依此原理，活动的望远镜，其转动的角度越大，测得的结果越准，所以当带测物体距离太远时，活动望远镜的转动角度就很小，直接导致测量误差剧增。 所以两个望远镜之间的距离要尽量拉长，这样才能够保证测量结果准确。 杨济说得十分细致，又有实物可以看，许绍和郝吴伯折腾了一会，总算是弄明白这‘光学测量’的关键，那就是算出各角度对应三角函数的对照表。 然后测量时获得望远镜夹角，将其与两镜之间距离一起代入三角函数便能算出结果，也就是距离，而三角函数对照表上的数值直接关系到算得对不对。 “大测，三要法、二简法算起来不容易吧？”许绍发问，见得杨济点点头，他好奇的问道：“这对照表杨司马算了多久？” “此法差点忘了，忆了许久，又反复验算推演，足足花了四个月时间才最后算出来。” 郝吴伯闻言无语，许绍则是颇为同情的看着杨济，这位杨司马的来历着实让他好奇，他实在想不明白对方到底学的是哪家的学问。 精通建筑、算术，据说对佛法有研究却练就一身杀人刀法，要说是战将吧骑战水准又不怎么样，要说是学问家吧又没见其吟诗作赋。 还有这闻所未闻的西洋几何三角学，什么正弦、余弦、正切，而应用于勾股测量后，可以用于计算三角形中未知长度的边和未知的角度。 许绍觉得这所谓西洋几何三角学，搞不好就是和‘西域异宝琉璃镜’一样，是托名‘西洋’但实际是某人自己掌握的知识。 往来西域和中原的西域番商、僧侣极多，从未听说这些奇妙的算术之法，那里面的各类名词，也从未在传世籍中见过。 杨济给他的感觉很怪，许绍只在另一个人身上感觉到，那就是西阳郡公宇文温，这两个人给他的感觉，无法用语言描述，反正就是觉得某些时候古里古怪的。 “杨司马，使君制作这测距仪有何用处？看起来颇为精密，想来价格不菲。”郝吴伯问道，他觉得宇文温折腾这玩意绝不会出于无聊，必定有其重要用途，“莫非是用来丈量田亩？”。 “正是，不光如此，这测距仪改进一下可以测高。” “测远、测高，想来是为修筑水利时勘测所用？莫非是为了往后修筑江堤？”许绍发问，他觉得这东西和鸡肋差不多，确实构思精妙，但用处不大。 有没有这东西，田地一样丈量，修筑几十里长的水利设施也早有成熟的勘测手段，这东西做出来也就当个新奇玩意，有没有都不碍事。 “用途颇多，日后诸位就知道了。”杨济卖了个关子，许绍见状也不追问，和郝吴伯一起去试看这测距仪。 ‘这东西有什么用啊如今又不能做大炮。’杨济心中叹了口气，思绪飞到另一个时代。 大明万历年间，以徐光启为首的有识之士，与西洋传教士利玛窦等人合作，引入西洋学术著作进行翻译，其中便有关于勾股测量的测量法义。 崇祯四年，徐光启与西洋传教士汤若望、邓玉涵等人合编大测，作为历一部分呈献朝廷，此为三角学首次进入中原。 大测上记载了三角函数的计算方法，而就是这可用于测距的三角函数，引起许多人的兴趣，因为若能准确测距，可以发挥火炮威力。 此时的大明江山风雨飘摇，外有鞑酋黄台吉率众袭扰京畿，内有饥民揭竿而起，欲平定战乱须得倚重军国利器红夷大炮，娴熟的炮术是为关键。 徐光启献给朝廷的西洋著作抄本流传民间，大测、测量法义便是其二，杨济亦曾习之并精通此道，奈何大厦将倾，已非人力所能挽。 崇祯十五年，清军入寇山东围攻沂州，守城明军凭借大炮与清军大炮对射，结果一门大炮连发之下不堪重负，当场炸膛波及数人。 在一旁测算火炮射程的杨济被震得内伤，听力受损口鼻流血，清军破城之际，再无力杀敌，唯有以死殉国。 “大炮，红夷大炮何日才能见你雄姿”