虎鲸世界的教育传统很早以前就有了,一般由家族里的长者承担知识传承的责任,教的内容主要是家族的语言、传统、历史,虎鲸群体的大历史,关于神的故事,捕猎技巧等。博芬王国时代就有了学校的概念,最开始只开设历史、语文、外语、驯化等课程;随着博芬帝国建立,帝国文明地进步和发展,逐渐增加了数学、天文、贸易、地理和生物等新的科目。帝国时代结束后,虎鲸世界分裂开,学校没有了,全部回归家族内传承式的教育,但一些大的鲸群会开设课堂进行教学。卡西娜家族当时沿用的是家长传授制,没有系统地开设过教学课程。对于数学,艾玲也只是从她的外婆那里学习了基本的算数。
朵莉特家族里教数学的老师是朵莉特的姐父滕迪克,来自于游猎家族——没有固定栖居海域的虎鲸家族。滕迪克在阿拉斯加湾游猎的时候偶遇了朵莉特的姐姐,对她一见倾心,选择留了下来,加入她的家族。游猎家族的虎鲸一般都有学习天文和地理的传统,这是生存的需要。他们会根据天文和地理知识去选择合适的游猎方向、路线以及游动的速度,从而降低捕食的难度和与其他家族发生冲突的风险。这些都需要数学作为基础。
滕迪克教的数学包括了一些天文和地理的知识。他把家族内13岁以下的虎鲸分成三个年级:一年级3-6岁,二年级7-9岁,三年级10-12岁,不同的年级教授不同的内容。当艾玲过来听课的时候,他正在给二年级的虎鲸上课。
“我们昨天学习了圆的周长和半径的知识,知道了什么是圆周率。今天我们要学习圆的面积。有没有谁能猜一下圆的面积由什么来确定?”滕迪克问。
“圆的半径。”其中一头小虎鲸答道。
“对,就跟周长一样。我们能想象的出来,半径确定了,圆的大小就确定了。那圆的面积怎么计算呢?”
艾玲发现这里二年级的课程已经超出了她的数学知识范围。
“用一个正方形框住一个圆,正方形的面积能算出来,圆跟这个正方形的面积差不多。”一头小虎鲸说。
“很好。如果是正六边形呢?是不是比正方形更接近了?大家想一下。”
“正十二边形就更接近。”另一个小虎鲸答道。
“对,如果一直增加框住一个圆的正多边形的边数,这个正多边形就能与圆越来越接近。我们能计算出这个正多边形的面积,也就能得到圆的面积的近似值。另外一个角度,如果把一个正多边形放在圆的里面呢?随着边数的增加是不是也越来越接近于这个圆。
还记得我们学过的圆周率吗?我说过圆周率大概等于3,其实会比3大一点,但我们不能用一个分数精确的表示它。用上面的方法,也就是计算贴近圆的正多边形的面积的方法,可以更精确的求解圆周率。我们现在计算得到的圆周率约为3.1416。
那假定我们有圆周率的精确值,我们能不能精确地算出圆的面积呢?想象一下我们把一个圆均匀地切成8块,每一块都是一个小的扇形,把两个扇形合在一起,是不是像一个我们学过的长方形。如果切成16块呢?是不是更接近长方形了?
我们可以切成无数多块,那每两块合在一起就可以看成一个长方形。我们把所有这些小长方形合在一起就组成了一个大的长方形,这个大长方形的面积是不是就等于圆的面积。我们知道长方形的面积公式,是底乘以高。高是圆的半径,那这个大长方形的底应该是多少呢?”滕迪克问。
小虎鲸们面面相觑,有点没有跟上。
“圆的周长的一半。”艾玲说话了。
“对。圆的周长是2倍的圆周率乘以半径,所以圆的面积就是圆周率乘以圆的半径的平方。如果半径是1的话,圆的面积就等于圆周率。
假设海里面有一个圆型的岛,我们用固定的速度绕着岛游一圈,根据消耗的时间,我们就能算出这个岛的周长了。有了周长,就有了半径;知道了半径,我们就知道了岛的面积大小。
伯恩现在是联盟里的蓝海星,每个蓝海星都负责一个圆形的节点海域,根据这片海域的半径,就能算出他活动的面积是多大了。”
“老师,那球的面积如何计算呢?比如我们知道了地球和月球的半径,怎么算它们的面积大小呢?”艾玲问。
“哈哈,这个以后会学的,叫做球的表面积。其实你们蓝海星活动的区域已经不能算一个平面了,而是球上的曲面。除了球的面积之外,还有球的体积,也有计算方法。想学的话,就多来听课吧。对了,伯恩就是我最好的学生,也可以让他教你。”
从课堂离开后,艾玲把伯恩拉到了一个空旷的地方。
“你能教我吗?我想学。”
“当然可以啦。不过你得答应我,以后我们两个一起执行蓝海星的任务,这样我就有充足的时间教你啦。”伯恩道。
“好,除了教我,你能不能去给我家族里的小虎鲸也上上课?”艾玲问。
“没问题。不过我更愿意给我们自己的小虎鲸上课。”
“滚……”