隴州的清晨,薄霧籠罩著程家小院。程巖推開書房的門,發(fā)現(xiàn)程寧已經(jīng)伏在案幾上睡著了,小臉上還沾著墨跡。案幾上攤開的《九章算術(shù)》翻到了“盈不足“一章,旁邊密密麻麻寫滿了奇怪的符號。
程巖輕手輕腳地走近,發(fā)現(xiàn)那些符號竟是簡易的代數(shù)式。程寧用“天“代表未知數(shù),旁邊列著:
天+月=三十五
二天+四月=九十四
“雞兔同籠?“程巖啞然失笑。這丫頭竟無師自通地發(fā)明了符號代數(shù)!
“唔...兄長?“程寧揉了揉眼睛,看到程巖手中的紙頁,頓時漲紅了臉,“我、我胡亂寫的...“
程巖將竹簡輕輕放下,從袖中取出一個小紙包:“嘗嘗這個?!?
程寧小心翼翼地解開繩結(jié),里面是幾塊琥珀色的糖塊。她捏起一塊含在嘴里,眼睛頓時彎成了月牙:“好甜!比飴糖清爽多了!“
“這是西域商人帶來的石蜜?!俺處r也嘗了一塊,卻在甜味后嘗到一絲苦澀。他對著陽光細看,糖塊里布滿黑色雜質(zhì)——典型的唐宋粗制紅糖,含糖量不足七成。
程寧又含了一塊,突然皺眉:“就是有點...怪味,像燒焦的麥稈?!?
“雜質(zhì)太多?!俺處r摩挲著糖塊,突然想起《天工開物》記載的黃泥法,“想不想看兄長變個戲法?把這些褐糖變成雪一樣的白糖?“
程寧的眼睛瞬間亮了起來。
三日后,程家后院支起了一口大鐵鍋。
程巖指揮著劉大壯將買來的紅糖塊搗碎,倒入鍋中加水熬煮。濃稠的糖漿在鍋中翻滾,冒出琥珀色的氣泡,散發(fā)出焦甜的氣息。
“火候小了?!俺處r用長柄木勺攪動著,“要熬到能拉絲的程度。“
程寧蹲在灶邊,目不轉(zhuǎn)睛地盯著糖漿。突然她指著鍋邊:“兄長,這里顏色變了!“
程巖順著她手指的方向看去,鍋沿的糖漿確實開始泛白。他心中一動——這丫頭觀察力驚人!
“取黃泥來?!?
劉大壯扛來一筐篩過的黃泥,程巖按記憶中的比例加入清水,攪成粘稠的泥漿。程寧好奇地用手指蘸了一點:“這么臟的泥,真能做出白糖?“
“看好了。“程巖笑著將泥漿緩緩倒入準備好的陶甕中。陶甕底部鉆有小孔,塞著稻草作為過濾層。
當滾燙的糖漿澆在黃泥上時,眾人都屏住了呼吸。奇妙的事情發(fā)生了——糖漿并未與泥漿混合,而是像被什么牽引著,緩緩滲入陶甕底部。
“這...這是仙術(shù)嗎?“劉嬤嬤瞪大了眼睛。
程巖搖頭:“黃泥中的黏土能吸附色素,木炭可以去除異味?!八钢债Y下方接著的瓷碗,“看,糖漿變清了?!?
果然,最初流出的糖漿呈深褐色,漸漸變成琥珀色,最后竟透出淡淡的金色。程寧湊近聞了聞:“焦味真的沒了!“
七日后,程巖小心翼翼地揭開陶甕的封口。
“呀!“程寧驚呼一聲。
甕壁上掛滿了晶瑩的糖霜,像是一層薄雪,在晨光中閃閃發(fā)亮。程巖用竹片輕輕刮下一捧,糖霜如細雪般簌簌落下。
“嘗嘗?!?
程寧小心翼翼地捏起一撮放入口中,眼睛頓時睜得溜圓:“好甜!像冬天的第一場雪!“
劉大壯也嘗了一口,黝黑的臉上寫滿震驚:“神了!比貢品還精細!“
程巖看著糖霜在陽光下折射出的細碎光芒,心中已經(jīng)有了計劃。他轉(zhuǎn)向程寧:“想不想學計算糖的產(chǎn)量?“
程寧立刻來了精神,從袖中掏出隨身攜帶的算籌。
“假設(shè)一甕糖漿重十斤...“程巖在地上畫出簡易的流程圖,“經(jīng)過黃泥過濾后,可得白糖...“
程寧的算籌飛快地擺動著,突然停下:“應該能得到六斤四兩左右!“她抬頭看到兄長驚訝的表情,有些不安,“我、我算錯了嗎?“
程巖搖頭,心中震撼不已。這丫頭不僅心算速度驚人,還無師自通地掌握了百分比的概念!
“完全正確。“他揉了揉程寧的頭發(fā),“不過我們可以做得更好。“
接下來的半個月,程家后院變成了一個奇特的糖坊。
程巖改進了工藝,用磚砌的過濾池代替陶甕。他設(shè)計了三級過濾系統(tǒng):第一層粗砂去除大顆粒雜質(zhì),第二層黃泥吸附色素,第三層木炭去除異味。
程寧則發(fā)揮她的數(shù)學天賦,精確計算每一道工序的參數(shù)。
“兄長你看!“這天清晨,程寧興奮地舉著一塊木板跑來。木板上畫著奇怪的圖表,“我發(fā)現(xiàn)了糖漿濃度和流速的關(guān)系!“
程巖接過木板,上面竟是一幅坐標圖!橫軸標注著“時辰“,縱軸標注著“甜度“,幾條曲線清晰地展示了不同溫度下糖漿的結(jié)晶速度。
“這是...“程巖聲音有些發(fā)顫。
“我把兄長教的'天元術(shù)'用在這上面了?!俺虒幹钢鴪D表,“當糖漿溫度保持在六十度時,過濾速度最快,白糖產(chǎn)量能提高三成!“
程巖一把抱住妹妹,眼眶發(fā)熱。在這個沒有溫度計的時代,她竟能通過觀察和計算,得出如此精確的結(jié)論!
“寧兒,你是個天才?!?
程寧紅著臉低下頭:“是兄長教得好...“
一個月后,“程記白糖“正式開張。
程巖建造了更大的糖灶,一次能熬煮五十斤糖漿。程寧設(shè)計的過濾系統(tǒng)使白糖純度達到了驚人的九成八,產(chǎn)量比最初提高了十倍不止。
這天傍晚,程寧興沖沖地跑進糖坊:“兄長!我改進了結(jié)晶池!“
她展開一卷牛皮紙,上面畫著立體結(jié)構(gòu)的結(jié)晶池,旁邊密密麻麻寫滿了計算公式。程巖仔細一看,這丫頭竟然設(shè)計出了斜面結(jié)晶法,通過精確控制池底傾角,使糖漿能自然分層結(jié)晶!
“這是...“程巖指著圖紙上奇怪的符號。
“我把兄長教的'天地人'坐標系用在了立體結(jié)構(gòu)上?!俺虒幣d奮地解釋,“這樣糖漿在結(jié)晶時,雜質(zhì)會自然流向低處...“
程巖突然意識到,自己可能培養(yǎng)出了一個超越時代的數(shù)學天才。在這個沒有計算機的年代,能徒手完成這樣的三維空間計算,簡直是奇跡!
隴州的夏夜悶熱難耐,程家后院卻燈火通明。
程巖擦了把額頭的汗水,看著程寧蹲在沙盤前,用一根細竹竿畫著復雜的幾何圖形。月光與燈火的交織下,那些線條仿佛有了生命,在細沙上蜿蜒伸展。
“兄長,你看!“程寧突然抬頭,小臉上沾著幾粒沙子,“我算出來啦!“
程巖湊近細看,沙盤上赫然是一個精確的日晷投影圖,旁邊密密麻麻標注著各種奇怪的符號——這丫頭竟然獨立推導出了三角函數(shù)!
“這是......“
“根據(jù)兄長昨日教的'弦表',我發(fā)現(xiàn)日影長度與時辰的關(guān)系可以用這個式子表示?!俺虒幣d奮地用竹尖指著沙盤邊緣的一行符號,“看,這就是兄長說的'正弦'關(guān)系!“
程巖手中的蒲扇“啪“地掉在地上。三天前他才簡單提過三角函數(shù)的概念,這丫頭居然無師自通地推導出了正弦函數(shù)的應用!
夜風吹過,沙盤上的圖形微微顫動,仿佛也在為這個發(fā)現(xiàn)而驚嘆。
五日后,程家書房里堆滿了奇怪的裝置。
程寧正趴在一個木制圓盤前,全神貫注地調(diào)整著上面的竹簽。圓盤上刻著精細的刻度,竹簽以不同角度插入邊緣的小孔,形成復雜的幾何圖案。
“這是......“程巖推門進來,被眼前的景象驚住了。
“渾象!“程寧抬起頭,眼睛亮得驚人,“我按兄長說的'天體運行'做的簡化模型?!?
程巖走近細看,發(fā)現(xiàn)這簡陋的木盤竟然精確地標注了黃道十二宮的位置,竹簽的角度對應著幾顆主要星辰的運行軌跡。
“你怎么確定這些角度的?“
程寧從案幾下拖出一疊草紙,上面密密麻麻寫滿了算式:“我記錄了這半個月的星象,發(fā)現(xiàn)熒惑星的軌跡可以用這個式子預測......“
程巖翻看著那些草紙,心跳越來越快。這些算式不僅包含了正弦函數(shù)的應用,還隱約可見微積分的雛形!在這個連阿拉伯數(shù)字都未普及的時代,這丫頭竟然用算籌和漢字符號構(gòu)建出了一套完整的星象計算體系!
“寧兒,“程巖深吸一口氣,“從明天起,兄長教你一種新的計數(shù)符號?!?
他取出一張白紙,緩緩寫下0到9十個阿拉伯數(shù)字。程寧的眼睛隨著筆尖移動,漸漸瞪得溜圓。
“這比算籌方便多了!“她突然搶過毛筆,在紙上飛快地寫下一串算式,“這樣計算星軌就簡單多了!“
程巖望著紙上那個完美的二次方程解,突然意識到,自己可能正在見證一個超越時代的數(shù)學天才的誕生。
一個月后的清晨,程家院中支起了一座奇怪的木架。
程寧指揮著劉大壯調(diào)整木架的角度,架上懸掛著一個銅制的漏壺,下方接著刻滿刻度的水盤。
“這是什么?“劉大壯撓著頭,一臉茫然。
“水力計時鐘!“程寧興奮地調(diào)整著漏壺的出水口,“看,水流速度可以用這個公式計算......“
她指著木架上刻著的一串奇怪的符號,那是她用阿拉伯數(shù)字和漢字混合創(chuàng)造的數(shù)學表達式。劉大壯看得一頭霧水,卻不妨礙他為小姐的聰慧感到驕傲。
程巖站在廊下,看著晨光中忙碌的妹妹,心中感慨萬千。短短三個月,這個曾經(jīng)連《九章算術(shù)》都看不懂的小丫頭,現(xiàn)在竟然能獨立設(shè)計精密計時裝置了!
“兄長!“程寧突然轉(zhuǎn)頭,朝他揮手,“這個計時器一天誤差不超過二十息!“
二十息——相當于不到三分鐘。在沒有精密機械的唐代,這簡直是奇跡般的精度!
程巖走到裝置前,仔細檢查了每一個部件。漏壺的出水口被程寧設(shè)計成了可調(diào)節(jié)的螺旋結(jié)構(gòu),通過精確計算水流速度與壓力的關(guān)系,達到了驚人的穩(wěn)定性。
“寧兒,“程巖輕聲道,“你知道這個發(fā)明意味著什么嗎?“
程寧歪著頭,臉上還帶著水漬:“意味著...我們可以更準確地計算熬糖的火候?“
程巖大笑,揉了揉她的頭發(fā):“意味著你可以改變這個時代的計時方式!“
夏去秋來,程家的白糖生意越做越大,而程寧的名聲也在悄然傳播。
這天傍晚,程巖從作坊回來,發(fā)現(xiàn)書房里多了個陌生人。一個穿著褐色長袍的老者正伏在案幾前,目不轉(zhuǎn)睛地看著程寧演示一個木制計算裝置。
“這位是......“
“兄長!“程寧跳起來,“這位是太史局的李主事,專門來看我的星盤的!“
老者顫巍巍地起身行禮:“老朽李淳風,冒昧登門,還望程公子見諒?!?
程巖手中的賬本差點掉在地上——李淳風!歷史上著名的天文學家、數(shù)學家!他怎么會......
“老朽前日路過隴州,聽聞程家小姐精通'天元術(shù)',特來請教?!袄畲撅L指著案幾上的木盤,“這星盤設(shè)計精妙,竟能推演五星運行,老朽平生僅見?!?
程寧紅著臉解釋:“這是根據(jù)兄長教的'弦切術(shù)'改良的,可以計算......“
她流暢地解釋著一系列復雜的數(shù)學概念,李淳風的表情從驚訝漸漸變成了震撼。當程寧演示如何用她的計算裝置預測三天后的月相時,老者的胡子都抖了起來。
“奇才!真乃奇才!“李淳風激動地轉(zhuǎn)向程巖,“程公子,令妹天賦異稟,老朽欲薦她入太史局修習,不知......“
程巖心頭一震。太史局!那可是唐代最高的學術(shù)機構(gòu)!但轉(zhuǎn)念一想,程寧才十四歲,又是女子......
“多謝李大人厚愛,“程巖斟酌著詞句,“舍妹年幼,還需在家多學習幾年。“
李淳風遺憾地搖頭,突然從袖中取出一卷竹簡:“這是老朽所著《乙巳占》未定稿,內(nèi)有推演之術(shù),愿贈予小姐研習。“
程寧接過竹簡,如獲至寶。程巖看著妹妹發(fā)亮的眼睛,突然意識到,這個小小的書房,或許正在孕育著一個即將震撼整個大唐數(shù)學界的奇才。
初冬的第一場雪落下時,程家書房里卻溫暖如春。
程寧伏在案幾上,正在一張巨大的牛皮紙上繪制星圖。她已經(jīng)連續(xù)工作了三天三夜,眼中布滿血絲,卻依然神采奕奕。
“成了!“她突然跳起來,手中的毛筆甩出一串墨點,“兄長你看!“
程巖走近細看,牛皮紙上是一個精妙的立體星盤模型,不僅標注了主要星辰的位置,還用紅色細線勾畫出了它們的運行軌跡。最驚人的是,星盤邊緣密密麻麻寫滿了數(shù)學符號,構(gòu)成了一套完整的行星運動方程!
“這是......“
“根據(jù)李大人給的《乙巳占》,加上我這三個月的觀測,“程寧興奮地指著星圖,“我發(fā)現(xiàn)五星運行可以用這個統(tǒng)一的式子表示!“
程巖順著她纖細的手指看去,那是一個簡潔而優(yōu)美的微分方程雛形。在這個沒有牛頓、沒有萊布尼茨的時代,這個十四歲的少女竟然觸摸到了天體力學的邊緣!
窗外,雪花無聲地飄落,覆蓋了隴州的屋頂。而在這間小小的書房里,一個超越時代的數(shù)學之光正在悄然綻放。
程巖輕輕摟住妹妹的肩膀,望向窗外的星空。那些閃爍的星辰,仿佛也在為這個來自未來的數(shù)學語言而驚嘆。