《C專家程式設計》:如何用氣壓計測量建築物的高度(附3)

     《C專家程式設計》，看完該書，這本書詳細地介紹了C語言中的難點和易錯點。本來後面的不打算寫了，但是仔細想想，覺得應該善始善終，所以不論好壞，只要對自己有幫助就夠了，就堅持寫完！發現附錄還有一個非常有趣的故事。在此也就以它結束吧，開拓一下我們眼界，更新我們的三觀。
　   輕鬆一下——如何用氣壓計測量建築物的高度
　　有一個很早的故事，講的是一位物理系學生尋找新奇的方法用氣壓計測量一幢建築物的高度。Alexander Calandrain The Teaching of Elementary Science and Mathematics中引述了這個故事：
　　一位學生考試被判不及格，因為他拒絕使用老師所教的方法回答問題。當這名學生提出抗議時，學校指定我擔任仲裁人。我來到教授的辦公室，閱讀了考題：“怎麼在氣壓計的幫助下測量一幢高樓的高度。”
        這位學生是這樣回答的：“把氣壓計帶到樓頂，用一個長繩繫住。把氣壓計放低，直到觸及地面，然後再提起來，測量繩子的長度。繩子的長度就是建築物的高度。”
　　很明顯，高分的回答應該是充分運用物理學的原理，但這個回答顯然沒有說明這一點。我提議給這個學生另一個機會回答這個問題，六分鐘內讓他用物理學的知識重新回答問題。結果他只用了一分鐘就交上了答案：“把氣壓計帶到樓頂，倚在屋頂的邊緣上，然後放開氣壓計，並用秒錶進行計時。然後，運用物體下墜公式：S=1/2at^2計算建築物的高度。”此時，我毫不遲疑地給了這位學生滿分。
　　這位學生繼續說出了3種運用氣壓計測量建築物高度的方法：
　　在陽光燦爛的日子裡，測量氣壓計的高度，氣壓計影子的高度以及建築物影子的高度，然後運用簡單的比例原理，計算出建築物的高度。
　　帶上氣壓計走上建築物的樓梯，當你爬樓梯時，用氣壓計的高度在牆上做標記。到達樓頂後，數一下標記的數量，你就可以得到以氣壓計高度為單位的建築物高度。
　　最後一種方法（也許最不可行）是把氣壓計送給建築物的管理員，讓他告訴你建築物的高度。
　　當這個老掉牙的故事作為一個“科學難題”出現在Sun時，人們又重新激起了對它的熱情，總共提出了16種新的用氣壓計測量建築物高度的好方法。這些方法如下：
　　氣壓法：分別測量樓頂和樓底的氣壓，然後根據氣壓差計算大樓的高度。這個方法是這個問題最初設計時的標準答案，也是測量大樓高度最不精確的方法之一。
　　鐘擺法：來到建築物的頂部，用繩子繫住氣壓計，把它放低到地面。然後晃動氣壓計，測量鐘擺的擺動時間，根據擺動時間可以計算出鐘擺的長度，也就是建築物的高度。
　　貪婪法：把氣壓計當掉，換取一點種子基金。然後用連鎖信方法（或者稱之為神祕鏈方法）積累上一大筆錢。把這筆錢堆的跟大樓一樣高，然後根據每張紙幣的厚度和紙幣的張數計算大樓的高度。這個方法並沒有提及如何在警察聞訊趕來之前完成對大樓的測量。
　　黑手黨法：用氣壓計作為武器，威逼大樓的管理員說出大樓的高度。
　　彈道法：在地面用一架迫擊炮把氣壓計送入半空，讓它正好達到樓頂的高度。你可能需要進行幾次距離修正發射以獲得剛好能夠把氣壓計送到大樓高度的發射方法。運用標準彈道計算表，你可以計算出這次彈道發射的高度，也就是大樓的高度。
　　鎮紙法：把氣壓計作為鎮紙壓在建築物的設計圖紙上，然後從圖紙上找出建築物的高度。
　　音速法：從大樓的頂部把氣壓計扔下來，讓其做自由落體，測量氣壓計撞擊地面和你聽到撞擊聲的時間差。在實際可行的距離內，視覺傳遞的時間可忽略不計，而聲音的傳遞速度（在標準溫度和氣壓條件下是340m/s）是已知的，根據上面這些資料可以計算出大樓的高度。
　　反射法：把氣壓計的玻璃面作為鏡子，測量鏡面反射亮光從樓頂到地面的來回時間，由於光速是一個已知量，所以大樓的高度也可以據此測出。
　　商業法：賣掉氣壓計用這筆錢買一些適當的儀器測量大樓的高度。
　　類比法：用一根繩子繫住氣壓計，把繩子繞在一個小型的發電機的軸上。然後把氣壓計從大樓頂上扔下來，繩子就會使發電機轉動。測量氣壓計從樓頂掉到地面期間發電機所發的電。發電機產生的電能是和軸旋轉的圈數是成正比的，根據這些資料可以算出樓頂到地面的高度。
　　三角法：在地面上選一點，它和大樓的距離是已知的。帶上氣壓計和一個量角器來到大樓的頂部，等待太陽達到水平線。然後把氣壓計當作鏡子，把一束日光引到先前所設定的地點，用量角器測量氣壓計的角度，然後用三角學原理計算大樓高度。
　　比例法：測量氣壓計高度。叫一個朋友，並帶上一把卷尺。趴在大樓外已知距離的一點，氣壓計放在你和大樓之間。調整氣壓計的位置，從你看上去氣壓計的上端正好和樓頂相平。然後叫你的朋友測量你的眼睛距離氣壓計的距離，最後根據比例原理計算出大樓高度。
　　照相法：從大樓外已知距離的地點支起三腳架，架上照相機。然後把氣壓計放在與照相機距離已知的地方，拍下照片。根據照片中間氣壓計和大樓的相對高度，你可以計算出大樓的實際高度。
　　重力法I：用長繩繫住氣壓計，從大樓上掛下來直到地面。測量鐘擺的擺動週期，根據重力加速度的差別計算大樓高度。
　　重力法II：在大樓的頂部和底部分別用彈簧秤測量氣壓計重量（不能用天平秤），兩個重量應該有所差別，這是由於重力加速度的差異引起的（一位讀者告訴我Lacoste Romberg重力計能夠提供準確結果所需要的精度）你可以根據這兩個讀數之差計算出大樓高度。
　　卡路里法：把氣壓計從樓頂扔下來，掉到地面一個裝有水的容器。容器的開口應當儘量小，儘可能防止水濺出。水溫的升高是氣壓計的機械能轉化為熱能的結果，根據水溫的升高的度數可以計算出氣壓計到達地面的勢能，進一步可以計算大樓高度。

　　你是不是認為這樣的問題只會在代數學裡出現。

好了，多多少少我相信對你還是有些觸動的，開心學習，學習開心，願身體健康！