【301】為什么是圓形的——探索圓的奧秘

家教故事二則

梁作印

一、盒子為什么會變成圓的？

兒子上小學(xué)四年級，總愛纏著我問這問那，這不，他不知從哪兒弄來了一個長方體的盒子，去掉一個底面后鼓在嘴上，另一只手托著下底讓我看：“你看，你看，一個有趣的現(xiàn)象，我一吹，這盒子就會鼓起來，你知道是為什么嗎？他做得有滋有味，非常投入，問得也非常誠懇，我實在是不忍心打消他的積極性。就說：

“這還不簡單嗎？”

誰知他一聽簡單笑啦，說：“我知道，我一吹，是空氣讓它鼓起來的，對吧！”

“對！”，想不到他把我想好的答案給搶走了，按理說，一個現(xiàn)象不止一種原因可以解釋，兒子僅僅是站在空氣的角度來回答，沒有考慮到盒子的感受。

于是，我又說：“你還吹，我們共同看盒子是怎樣變化的，好不？”

“好！”，兒子吹得腮幫鼓鼓的，臉紅脖子粗，長方體盒也隨著膨脹，四個側(cè)面彎成弧狀。

我說：“兒子，長方體變成什么形狀了？”

“變成圓形了！”兒子上氣不接下氣地說。

“那構(gòu)成圓形的材料與長方體相比增加了嗎？”

“沒有，還是這個長方體.”兒子滿不在乎地給我揚(yáng)了一下盒子。

“聽好，問題來了！”我一字一句，神情嚴(yán)肅地說：“你一吹，里面的空氣是多了還是少了？”

“當(dāng)然是多了”。

“問題就在這里，長方體為了多裝一點空氣，它就變成一個圓柱了”，我接著說：“換句話說，在原材料一樣多的情況下，做成長方體與做成圓柱體，哪一個裝的空氣多呢？”

“圓柱，”兒子對自己的實驗是深有感觸。

“那好，你是否可以理解，為什么輸水管要做成圓形的嗎？”

“因為做成圓形的可以是用的料少而送的水多。”

“很好！”，我說著找來一個自行車車胎，然后拿起氣筒就給它打氣，兒子一邊看的是莫名其妙。打著打著，一處起了個“圓包”，我慌忙停下雙手按住，一邊抬頭問兒子，“如果有一個吹不爛的長方體，一直吹下去的結(jié)果會是什么樣呢？它先變成什么，后變成什么？”

經(jīng)過一番演示，兒子得出結(jié)論：“先變成圓柱，后變成圓球。”

“很好，”我拍一下他的肩膀，說，“我告訴你自行車起包的原因：自行車胎內(nèi)的空氣太多了，壓得它難受，為了獲取更大的容量，就有一些地方自保奮勇地變成了球狀。”

我說：“你想一想，在原料不變的情況下，做成什么形狀，其容量最大？”

他很快就想出了答案。

“那么你能解釋為什么宇宙中的太陽、月亮、地球、甚至果實和人頭都是圓形的了嗎？”

“那是為了裝更多的物質(zhì)。”經(jīng)過一番啟迪，兒子得出這一結(jié)論。

“那腦袋呢？”我又加一問。

“是為了裝更多的知識”我們倆幾乎是異口同聲。

這下我們兩個都笑了。

二、樹為什么長成圓形的？

兒子問：“樹為什么長成圓形的？”我一時語塞。我突然想起來我們以前曾經(jīng)討論過的一個問題：用一個10米長的繩子圍一個什么形狀的圖形，其面積最大？當(dāng)然是圓形?？磥磉@問題與圓有關(guān)。

正當(dāng)我沉思之際，兒子說：“書上寫著，樹長成圓的是為了不碰傷森林里的小動物，對嗎？”

“奧！”，多感人的答案呀。這對于兒童的心理是多么地溫柔和體貼。至少兒童玩耍時不會刮傷他們。兒子對這個答案肯定有疑惑才問我的。我一邊肯定一邊拖延時間，搜素答案，“那只是一個方面，而真正的原因恐怕是這樣的------”

“你說呀？”兒子已是迫不及待。要知道，小孩子時常會“把大人問倒”視為一種成就。

“你想，用一個長方形紙卷成一個立體圖形，卷成長方體與卷成圓柱體，哪一個的容積大呢？”

“當(dāng)然是圓柱形的容積大了，”兒子果然“中計”，而且還拿家里的糧食茓子為例證說：“你看糧食茓子都伸展成圓柱形的，而不是方形的”。

記得物理上有一個重量定理，那就是物體的重量是由它周圍的物體來決定的，在生活中，一個人的價值作用也是由他周圍的人來決定的，同樣在問題的研究中，一個問題的解決也要借助于對相似問題的解決來達(dá)到目的，于是我順?biāo)浦郏?/font>