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蜘蛛的启示

科普小知识2022-10-17 19:45:11
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小学数学故事:蜘蛛的启示

在我父亲出差之前,他给小华留了一个问题:

图1是某个区域的交通网络。其中,小圆圈代表城镇,小圆圈之间的线代表道路,线旁边的线代表道路的公里数。请选择从甲到乙的最短路线

爸爸还特意给了小华一个“金香”,并告诉他不到万不得已不要打开它。小华是个坚强的孩子,在问题解决之前,他不会去看“金祥政变”。

蜘蛛的启示

图1

说起来容易做起来难。小华绞尽脑汁想了一天,还是没有得到答案。晚饭后,他漫步到比家有趣得多的树林里。他环顾四周,一只眼睛落在一张巨大的蜘蛛网上。这张蜘蛛网很像那张交通地图。突然,一只虫子撞上了网,蜘蛛像触电一样,迅速出击,抓住了虫子。蜘蛛的敏捷似乎在嘲笑小华。顺便说一句,蜘蛛一定是凭本能沿着最短的路线抓到了虫子,但是蜘蛛是如何选择最短的路线的呢?碰巧又有一只虫子撞上了网。

小华睁大了眼睛,他清楚地看到当虫子被网住的时候,它挣扎得很厉害,所以他不停地收紧蜘蛛连接到网中心的最短的线,把捕捉到的信息传递给蜘蛛。蜘蛛立刻沿着不断收紧的线扑向虫子。小华不停地敲打着他的头,喊道:“是的!在那里!”他想根据交通网络的形状和每条道路的长度比例,用一条没有多少弹性的细线编织出一个真正的“交通网络”,并要求从甲到乙的最短路线。从甲到乙的最短路线必须是绷紧的线,只需将网上分别对应甲和乙的结向外拉。

小华高兴地打开了工具箱。太棒了。他和他父亲完全一样地解决了这个问题。爸爸的解决方案后面是几行字:

“这个解决方案叫做模拟方法。这是学习科学的一个重要方法。自然界简单的现象往往孕育深刻的真理。睁开你的眼睛,打破学科的界限。尝试探索!”