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21、根号1万1~12100 √1万1~ ...
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午后的阳光透过书房宽大的落地窗洒进来,在红木书桌上投下斑驳的光影。苏清乾手里转着一支钢笔,目光落在面前摊开的草稿纸上,那里写着一连串的数字:10001, 10002, 10003……一直延伸到12100。
“哥,你盯着这串数字看了快十分钟了,”苏十坤咬着棒棒糖,含糊不清地说道,“根号10001到根号12100,这有什么好看的?”
苏清乾抬起头,推了推眼镜:“十坤,你注意到没有,10000是100的平方,12100是110的平方。所以我们要讨论的,是介于100和110之间的这些数的平方根。”
“哦——”苏十坤拖长了声音,“就是从100点多到110嘛。”
“没那么简单。”苏风艮从书架旁走过来,手里拿着一本《数论导引》,“姐,你看,10001到12100之间,总共有2100个整数。但其中完全平方数只有101²到109²这九个——10201, 10404, 10609, 10816, 11025, 11236, 11449, 11664, 11881。这些数的平方根是整数,其余的2091个数,它们的平方根都是无理数。”
苏月巽端着四杯茶走过来,轻轻放在桌上:“风艮总是这么严谨,这些无理数里藏着一种奇妙的秩序。”
“像星空一样,”苏清乾若有所思,“每一颗星星的位置都是确定的,但你永远无法用有限的语言完全描述它。”
苏十坤忽然坐直了身子:“等等,我想到一个问题。根号10001和根号10002,它们相差多少?”
“那根号10001和根号12100呢?”
“这倒是反直觉,”苏十坤挠挠头,“数字越大,平方根反而长得越慢?”
“因为平方和开方是互逆运算。”苏月巽解释道,“100的平方是10000,101的平方是10201,差了201;但109的平方是11881,110的平方是12100,差了219。平方数的间隔在变大,所以反过来,平方根要‘追上’下一个整数,需要的x增量就越来越大。”
苏清乾忽然眼睛一亮:“你们有没有想过,这些平方根的小数部分,有没有什么规律?比如根号10001的小数部分是0.004999875……,根号10002是0.009999500……,看起来好像有某种模式。”
“连分数的展开会有周期性,”苏风艮说,“因为这些都是二次无理数。但小数部分本身,看起来是‘伪随机’的。不过——”他顿了顿,“如果我们把根号10001到根号12100的小数部分画成直方图,它们应该近似均匀分布在0到1之间。这是等分布定理的一个特例。”