樣式雷的屋頂與懸鏈線 ① 從康熙到光緒二百余間，江西人雷發(fā)達一家七代人因長期掌管樣式房（清代承辦內廷工程建筑的機構）而得名 樣式雷 。這個皇家建筑設計世家。為后世留下 樣式雷的屋頂與懸鏈線
①
從康熙到光緒二百余間，江西人雷發(fā)達一家七代人因長期掌管樣式房（清代承辦內廷工程建筑的機構）而得名“
樣式雷”
。這個皇家建筑設計世家。為后世留下了許多輝煌的建筑,
也留下了許多珍貴的建筑史料，因此得以入選《世界記憶遺產名錄》。其中有關皇宮屋頂規(guī)制的資料，不但詳細說明了這類屋頂?shù)慕ㄖ�工藝，還特別指出，之所以必須做成規(guī)定的形狀，是為了達到一種功能：在下雨時使雨水流得最快，并在離開屋檐之后能射得最遠。這種屋頂?shù)男螤罹褪窃跀?shù)學上稱為“
懸鏈線”
的曲線。
②
早在“
樣式雷”
之前上百，“
懸鏈線”
就已經在我國的橋梁建筑中出現(xiàn)過。據(jù)明朝萬歷《新昌縣志》所載，位于浙江省惆悵溪之上的迎仙橋就是具有近似于“
懸鏈線”
拱的古石拱橋。“
樣式雷”
實際上解決的是一個動力學問題，就是要尋找一種曲線，如果讓一個小球沿著這條曲線滾落，滾下來的小球將得到最大的速度，亦即所需的時間最短。迎仙橋則是一個靜力學問題。兩者均需要運用微積分方程來解決，而結果則殊途同歸，都是“
懸鏈線”
。當然，不管是“
樣式雷”
還是迎仙橋的設計者，他們都不知道“
懸鏈線”
這種數(shù)學曲線，更不會微積分。他們的結果完全是從實踐中反復摸索、總結出來的。
③
在西方，“
懸鏈線”
的出現(xiàn)卻與中國不同。它是作為一個抽象的問題，由達•
芬奇首先提出來的：一條兩端固定、自然下垂的鏈子，其形狀是什么?“
懸鏈線”
這個名稱也是由此而來。這是個類似于迎仙橋拱的靜力學問題。巧合的是，達•
芬奇生活的代也是明朝。達•
芬奇提出了問題，□
沒得出結論；曾經有人向集哲學家、物理學家和數(shù)學家于一身的笛卡爾請教這個問題，□
沒能解決；直到牛頓和萊布尼茲發(fā)明了微積分，才使最終解決“
懸鏈線”
的問題成為可能。在西方，大概直到20
世紀60
代，“
懸鏈線”
才在工程中得到應用——“
懸鏈線”
吊橋誕生了。
④
比較“
懸鏈線”
在中國和在西方的出現(xiàn)與發(fā)展的過程，是很有意思的。在中國這是一個純粹的從實踐中來，到實踐中去的過程，所用的方法是歸納法。從來沒有人問過為什么，當然也就不可能上升到理論的高度。在西方，在達•
芬奇提出這個問題后的最初幾百里。這基本上是一個抽象的純數(shù)學問題，完全沒有實際應用。所用的方法是演繹法，也沒人關心解決了這個問題到底有什么用。當然，問題的提出還是來源于實際觀察，也算是從實踐中來。不同的是，他們對問題進行了深入的理論研究，得出了全面的科學結論，并且在這個基礎上又應用到實際中去。
⑤
為什么西方人會對這樣一個在當時看似并無實際應用價值的問題如此感興趣，并且鍥而不舍地研究了幾百?
為什么同時代的中國人盡管在實際中令人不可思議地應用了這種曲線，卻對其“
所以然”
從未深究?
這恐怕只能從文化傳統(tǒng)中找原因了。正如人類學家萊斯利·
懷特所說，“
如果讓牛頓一直呆在霍屯圖特（一個在南非的原始部落）文化中，他會像霍屯圖特人一樣進行原始的計算”
。西方文化根植于古希臘哲學，古希臘哲學家們對幾何學一貫極為重視。而在我國古代，幾何學乃至整個數(shù)學從來沒有取得過能與哲學并駕齊驅的地位。盡管我們的祖先也曾取得過不少輝煌的數(shù)學成果。像圓周率的計算，開平方、開立方的方法等等都比西方領先很多。然而這些成果大都是以實際應用為目的，缺少更高層次的抽象內容。比如解二元一次方程組。我國數(shù)學家講的常常是形象的“
雞兔同籠”
，西方則是抽象的x
和y
。尤其像素數(shù)、黃金分割率公理體系這類純抽象的概念，從未出現(xiàn)在我國古代數(shù)學之中。古希臘幾何學則是從公理出發(fā)，以嚴格的邏輯推導為根本，從而奠定了西方數(shù)學重視演繹法的傳統(tǒng)。而演繹法正是通向近代數(shù)學乃至近代科學的不可或缺的思維方法。
⑥
長久以來，很多人都問過這樣一個問題：具有幾千歷史的中國文化為什么沒能孕育出近代科學?“
懸鏈線”
的故事倒是為此提供了一介頗具說服力的例子。
1
．“
樣式雷”
屋頂做成“
懸鏈線”
形狀，主要是出于對□□
的考慮。(2
分)
2
．第③
段的兩個口里，應填入哪一項(
甲、卻/
也
乙、而／竟)
？請選出正確項并說明理由。（2
分)
選項：

理由：

3
．下列對“
懸鏈線”
的介紹最符合文意的一項是( )(3
分)
A
．“
懸鏈線”
其實就是一條兩端固定自然下垂的鏈子。
B
．“
懸鏈線”
在工程中得到應用，需要運用微積分方程。
C
．“
懸鏈線”
問題在西方一直是一個抽象的純數(shù)學問題。
D
．“
懸鏈線”
理論問題的解決是以微積分發(fā)明為前提的。
4
．第⑤
段中畫線句的含義是
。(2
分)
5
．文章談“
懸鏈線”
問題，既然以“
樣式雷”
為例，為什么還舉“
迎仙橋”
的例子?
請聯(lián)系全文分析作者的意圖。(4
分)
(1)
(2)
6
．本文揭示了中國文化“
沒能孕育出近代科學”
的原因，請概述原因并加以評析。(4
分)


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1
．實用(
或功能)(2
分)
2
．A(1
分)
；說明懸鏈線理論問題的解決經歷了一個漫長過程，笛卡爾和達芬奇一樣都沒能解決，所以用表并列的“
也”(
因為第二個分句并非強調對懸鏈線的問題，笛卡爾該解決而未能解決，所以不用“
竟”)
。(1
分)
3
．D(3
分)
4
．文化傳統(tǒng)對人的行為和思維方式會產生深刻的影響。(2
分)
5
．(1)
從另一角度(
靜力學)
說明懸鏈線在中國的應用，是從實踐中反復摸索、總結出來的(
殊途同歸)
。(2)
表明注重實踐而不深究其“
所以然”
，有其文化傳統(tǒng)上的原因。(3)
與達•
芬奇的事例相照應，表明中西方幾乎同時關注“
懸鏈線”
問題(
但解決方式不同)
。(
答對1
點給2
分，答對2
點給4
分)
6
．要點：重實際應用，輕抽象理論(
或重歸納，輕演繹)(2
分)
；聯(lián)系文章內容分析(2
分)
。

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