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袁嵐峰:華羅庚如何從蘇聯導彈發射場形狀分析出軍事秘密
點擊:5270  作者:袁嵐峰    來源:今日解局 微信號  發布時間:2021-10-02 11:59:29

 

精彩再現:

 

以前我就聽說過,華羅庚先生(圖一)從蘇聯導彈發射場的形狀中分析出了軍事秘密,但不知道是怎么做的。最近,專門講了這件事。

 

 

 

原來這是華羅庚一次做數學普及報告時講的。文章說是1965年,不過我的前輩校友陳平老師@眉山劍客陳平 指出,1961-62年高考報名前他就聽過。當時華羅庚是到上海格致中學動員數學好的學生報考中國科學技術大學,開場他就問同學們誰能估算蘇聯導彈發射場的位置。大家都給震住了,想不到答案如此簡單。聽了華羅庚講科大要造原子彈、火箭,科學家任教,同學們立刻就踴躍報考,格致中學一屆科大錄取9人。格致中學上海數學競賽年年團體總分第一。

 

言歸正傳,下面我們來講華羅庚的報告。蘇聯要試射洲際導彈,為此向全世界發公告,在太平洋劃了一塊區域,警告所有船只繞道而行。這本身很正常,但有趣的是那個區域的形狀。為什么它不是一個長方形,而是一個曲邊四邊形呢(如圖三)?

 

 

 

精彩的分析來了。華羅庚指出,首先要注意,地球是圓的,這個圖是將球面圖投影到平面上得到的。如果恢復到球面上,就會發現它沒那么怪了:曲邊ABCD是大圓的弧,曲邊ADBC是同心圓弧。

 

注釋一下,球面上的大圓就是那些半徑最大的圓,即過球心的平面與球面的交線,例如地球的赤道。在球面上給定兩點,它們之間的最短曲線就是連接它們的大圓的劣弧,相當于平面上的線段。

 

設想大地是平面,那么華羅庚指出的這個區域就是如圖2的曲邊四邊形ABCD。其中ABCD是線段,BCAD是以O為圓心的圓弧。

 

這說明什么呢?說明圓心O就是導彈發射的位置(圖四)!

 

 

 

為什么導彈會落到這個區域呢?因為導彈的飛行距離有一個范圍,可以控制它不小于OA,不大于OB。同時導彈的飛行方向也有一個范圍,可以控制它在角BOC之內。

 

在球面上的情況與此類似,只需要將線段ABCD換成大圓弧就可以明白。

 

現在我們就可以來破解軍事秘密了。大圓弧ABCD的交點,就是導彈的發射點O。華羅庚的計算結果是,它位于烏拉爾山區。確定了發射點后,就可以算出導彈的飛行距離和飛行方向,以及它們的精度范圍(圖五,蘇聯導彈)。

 

 

 

在場的觀眾無不震撼。此文的作者尹裕老師的感想是:今后無論誰再試射導彈,在公告中恐怕再也不敢用這樣的圖了。

 

我回想起來確實如此。比如中國現在發的導彈試射公告總是只給出四個點的坐標(圖六),警告船只不要進入四點連線的區域,而不是給出曲邊四邊形。現在,你明白這是為什么了吧?

 

 

 

文章來源于風云之聲 ,作者袁嵐峰

責任編輯:向太陽
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