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三里灣的場□

--(原載1956年3月《中學生》)
 

  《三里灣》是趙樹理同志寫的一部小說,講三里灣村辦農業生產合作社的故事。我不打算介紹這部小說,要講的只是這部小說中說到的一個幾何題,就是


場□的改造


  三里灣辦起農業生產合作社,3個場□隨它們的主人也人了社。

  什麼叫場□呢?

  場□就是個大約1.5米長,不到70厘米粗的石頭□子,一頭大,一頭小,用牲口拖著,就能在場上兜圈子。

  兜圈子於什麼呢?

  小麥呀,高粱呀,這些糧食收了下來,有的連著穗兒,有的帶著稈兒,鋪在場上曬乾之後,讓牲口拖著場□在上面兜圈子。曬乾的糧食給場□一碾,粒兒就從稈兒穗兒上落下來了。

  過去單干的時候,各戶農民都自家管自家碾場,一則糧食不多,二則場院不大,牲口拖著場□,用不著兜多大的圈子。現在合作了,合作社的糧食可多啦,小場院鋪不開,得擴大場院。場院擴大了,總不能還讓牲口拖著場□盡兜小圈子呀!

  那有什麼難的——有的人也許這樣想——牲口的韁繩不是攥在你手裡嗎?你讓牲口把圈子兜大一點兒,不就得啦?

  事情可不像想的那麼簡單,牲口肯聽話,場□可是死的,它不聽話。原來場□能兜多大的圈子,早讓石匠給鑿死了。場□不是一頭大一頭小嗎?兩頭的大小相差越大,它兜的圈子就越小。農民用慣了場□,都明白這個道理。他們立刻想到,要讓場□兜大圈子,就得把它給改造一下,把大的一頭稍稍鑿小一點兒。然而問題又來了:鑿去多少正合適呢?

  三里灣有個青年農民叫王玉生,他自告奮勇,擔任了改造場□的工作。

  說到這裡,有必要把玉生向大家介紹一下。

  玉生沒念過書,自小聰明能幹,能做些別人沒法下手的巧活。1949年,還在互助組的時候,他發明了「活柳籬笆擋沙法」,在黃沙溝邊上栽了一排柳樹。那年黃沙溝漲水,他們組的兩塊地就沒進沙。第二年大家學了他的辦法,把常年進沙的地全保護住了,縣裡因此發給他一張特等勞模的獎狀。

  玉生對著場□想了又想:得把大的一頭鑿小一點兒,這是肯定的。是不是鑿去一點兒試一遍,試到合適為止呢?這可不成:一則太麻煩;二則要是鑿過了頭,鑿下來的石屑子再也粘不上去,那就更麻煩。怎麼辦好?王玉生想了半天,決定先用木頭做樣子來試試。三個場□有大有小,他決定先試大的一個。

  玉生鋸了一根跟場□一樣長的木棍兒,兩頭各安一塊圓木板,看樣子像一對車輪;這兩個輪子不一般大小,一頭是比著場□的小頭做的,另一頭卻比場□的大頭稍稍小一圈。他把這個木頭樣子扛到場院裡試了試,兜的圈子還嫌小,得把大的一頭銼去一圈。可是木板太厚,銼起來實在費工夫,他索性重新鋸了一塊。

  第二個樣子才做得,天早已黑了。玉生扛著木頭樣子,打著電筒來到場院裡,正好碰上范靈芝、馬有冀兩個。他們是村裡的掃盲教員,聽說玉生又在試驗什麼新鮮玩意兒,特地跑來見識見識。

  玉生跟他們說明了自己的想法。范靈芝靈機一動,她說:「這不用試,可以算出來。」她跟有冀兩個一邊商量,一邊用草棒子在地上畫。沒隔多大會兒,她對王玉生說:「沒問題,能算出來。不過先得知道你打算讓場□兜多大的圈子,知道這場□的長短和它兩頭的大小。」

  玉生把這些數全告訴了靈芝。這個姑娘不花什麼力氣,一下子就把問題給解決了。

  那麼,范靈芝是怎麼算出來的?

  范靈芝才念完初中,暑假畢了業就留在村子裡做掃盲工作;是個團員,村裡的積極分子。至於她是怎麼算出來的,趙樹理同志一定知道,卻沒寫下來。寫小說不是講數學,作家有權利也有理由,把他知道的問題一筆帶過。

  可是我要講的正是這個問題,這是一個幾何題。咱們先猜一下:靈芝和有冀兩個用草棒子在地上畫了些什麼?

  一定是這樣,他們先畫了一個等腰梯形,用這個等腰梯形來代替場□。

  等腰梯形為什麼能代替場□呢?因為把場□對剖開,它的剖面是一個等腰梯形。這個等腰梯形的腰(AB和A′B′),就是場□的長;上底(BB′)是場□小頭的直徑;下底(AA′)是場□大頭的直徑。

  他們把梯形的腰向上底的方向延長,就畫成一個等腰三角形。等腰三角形的頂,就是場□兜的圈子的中心。

  為什麼場□要繞著這個等腰三角形的頂兜圈子呢?

  如果場□是個細長的圓錐,把它對剖開,剖面就是這個等腰三角形。把圓錐放倒在地上滾,就會滾成一個大圓盤:圓錐的傾高(OA),就是大圓盤的半徑;而圓錐的頂,正好落在大圓盤的圓心(O)上。

  把圓錐的頭上截去一段,就跟普通的場□一個模樣了。它在地上壓成一個圓圈,圓圈的外沿跟原來的圓盤一般大,圓心(O)仍舊是圓錐的頂。內沿當然小一點兒,因為場□的小頭繞成的圓,半徑比大頭繞成的圓短一點兒。短多少呢?就短一段場□的長,也就是梯形的腰(AB和A′B′)。

  因此在圖上,有兩個相似的等腰三角形,它們大小不同,重疊在一起。大的一個,底邊是場□的大頭的直徑(AA′);小的一個,底邊是場□的小頭的直徑(BB′);它們的共同的頂就是圓心(O)。

  根據這兩個等腰三角形的相似關係,靈芝寫出了一個比例式:

  OB:BB′=OA:AA′

  OA是圓圈的外沿的半徑,就是改造場□的目的,王玉生當然心中有數。OA-AB-OB=AB是場□的長,王玉生早就知道。BB′是場□小頭的直徑,王玉生也早就知道。在一個只有四項的比例式中,三項已經知道,還不好算嗎?只要把比例式變換成算式就成了:

           BB′×OA 
       AA′=───── 
           OA-AB




  靈芝把王玉生報的數—一代進這個公式,場□的大頭的直徑該多長,該鑿去多少,立刻算出來了。無怪乎玉生的哥哥要說了;「可見人還是多上一上學好!」玉生也點頭說:「對呀!咱們要是會算的話,還用得著花這麼大的工夫拿木頭來做樣子!」

  問題解決了,三個場□全鑿好了。農業生產合作社碾場的時候,三頭騾子抱著三個場□,圈子兜得可輕快了。糧食多,鋪在新擴大的場院子,騾子拖著場□,自然而然地探著中心兜大圈子。大家都說,碾這麼大的場,真叫人痛快!

  三里灣的場□改造好了,可是我還要說幾句


題外的話


  我知道,許多同學下決心念完了初中回鄉去參加農業生產合作社。這是一條光明大道,我祝賀你們。農業生產合作化了,正需要你們這樣有文化的年輕人。可是我聽得有的同學說:「我們反正要回鄉務農,還學這些化學、物理、幾何、代數幹什麼?」他們學習不太安心,有的甚至要求中途退學,這就不對了。靈芝在初中畢業的時候,何曾想到回鄉務農要用上幾何呢?可是她運用幾何,不費什麼力氣就把改造場□的問題給解決了。至於化學,土壤、肥料、農藥,哪一樁離得開化學呢?物理的用途更廣,目前改良農具,將來使用農業機器,都得用物理。玉生的哥哥說:「可見人還是多上一上學好!」沒上過學的農民在羨慕你們哩。下決心參加農業生產是好的,可是現在,你們還在學校裡。你們不要自暴自棄,白白放過了學習的機會。你們應該把每一門功課都學好。現在學好功課,正是為將來參加社會主義的農業生產作好準備,打下基礎。

  
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