農(nóng)民“付可一”挑戰(zhàn)高等數(shù)學(xué)懸鏈線公式
2002年，我在寫(xiě)《實(shí)腹式等截面懸鏈線拱圈放樣坐標(biāo)計(jì)算》的論文過(guò)程中，和陜西省岐山縣青化鎮(zhèn)童家村二組農(nóng)民數(shù)學(xué)家“付可一”曾經(jīng)有過(guò)一段關(guān)于“懸鏈線”問(wèn)題的書(shū)信探討經(jīng)歷，實(shí)被沒(méi)有受過(guò)一天高等教育、在家務(wù)農(nóng)的“付可一”同志的科學(xué)研究精神所感動(dòng)，至今，我還保留著他給我的書(shū)信來(lái)稿。
后來(lái)，我的這篇論文發(fā)表在《內(nèi)蒙古.公路與運(yùn)輸》2002年第3期上。
是的，即使我們現(xiàn)在打開(kāi)報(bào)紙，瀏覽網(wǎng)頁(yè)，我們?nèi)匀豢梢园l(fā)現(xiàn)：付可一確實(shí)是一個(gè)地地道道的中國(guó)農(nóng)民！但他致力于高等數(shù)學(xué)研究和力學(xué)研究40余年，在馬廄、土房、田間地頭寫(xiě)出了震驚世界學(xué)術(shù)界的重量級(jí)論文《商榷懸鏈線》、《懸鏈線新論》、《關(guān)于懸鏈線計(jì)算公式的討論》、《發(fā)電機(jī)》、《由換電機(jī)到發(fā)電機(jī)的革新與轉(zhuǎn)換》以及懸鏈線在軍事等方面應(yīng)用《流線體》……他曾是二十世紀(jì)末、二十一世紀(jì)初在中國(guó)各大媒體報(bào)道的傳奇式人物。
付可一自幼喜歡數(shù)學(xué)。1965年，付可一在幫人蓋農(nóng)房時(shí)，看到匠人把軟麻繩兩端固定懸在空中，呈自由彎曲狀態(tài)，他立即把發(fā)現(xiàn)了這條曲線和數(shù)學(xué)上的拋物線做了比較。發(fā)現(xiàn)這兩條線，是不重合的！于是他當(dāng)即給數(shù)學(xué)家蘇步青寫(xiě)信，蘇步青回信告訴他，這叫“懸鏈線”，并給付可一寫(xiě)出了兩個(gè)懸鏈線公式。付可一并沒(méi)有淺嘗輒止，就很快研究教材，希望學(xué)習(xí)這個(gè)新事物，便于將來(lái)有用！在研究《高等數(shù)學(xué)》時(shí)，付可一開(kāi)始對(duì)這兩個(gè)世界通用的“懸鏈線公式”進(jìn)行質(zhì)疑。尤其對(duì)這兩個(gè)假設(shè)曲線為“剛體”很表疑問(wèn)？于是他反復(fù)在農(nóng)家院子拉線，來(lái)做試驗(yàn)，晚上俯案演算數(shù)據(jù)。1969年受生活中懸掛著的許多小彩燈彎曲電線啟示，用割研法，推導(dǎo)出兩個(gè)新的懸鏈線。經(jīng)過(guò)又七年反復(fù)研究，他又認(rèn)定《高等數(shù)學(xué)》里的推導(dǎo)懸鏈線的兩個(gè)假設(shè)是錯(cuò)誤的，由此錯(cuò)誤的假設(shè)推導(dǎo)出的現(xiàn)行通用懸鏈線公式，只適用垂度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于跨度的拱橋設(shè)計(jì)。
《懸鏈線》力學(xué)原理除用于山間柔索、兩岸索橋和高空輸電線路設(shè)計(jì)計(jì)算以外，懸鏈線的拱橋其壓力線與拱軸線重合，受力最合理。說(shuō)俗一點(diǎn)：懸鏈線的拱橋最堅(jiān)固。
懸鏈線的拱橋最堅(jiān)固，這是懸鏈線的力學(xué)原理在拱橋設(shè)計(jì)方面的反向應(yīng)用，根據(jù)力的可逆性，這個(gè)應(yīng)用是合理的。它是近幾十年來(lái)我國(guó)拱橋事業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)科研成果?，F(xiàn)在，我國(guó)20米以上的大跨徑拱橋幾乎都是懸鏈線形的。
然而，現(xiàn)在編入大學(xué)教材和拱橋設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)的是懸鏈線的兩個(gè)近似計(jì)算公式。而且，這兩個(gè)近似計(jì)算公式的近似程度很小很小。它依然困擾著拱橋設(shè)計(jì)的計(jì)算，特別是部分曲線長(zhǎng)度的計(jì)算尤為困難。
對(duì)于h.這一近似形式的計(jì)算公式首先是由h.四泰依陽(yáng)曼教授提出來(lái)的，發(fā)表于奧德斯基工業(yè)學(xué)院雜志——《科學(xué)與技術(shù)》（1925年）。從此，世界對(duì)懸鏈線展開(kāi)了公開(kāi)討論，至今已有近百年的歷史。百年來(lái)，不知有多少數(shù)學(xué)專家和工程專家為懸鏈線爭(zhēng)分奪秒，揮灑秋毫；也不知有多少篇學(xué)術(shù)論文為懸鏈線爭(zhēng)鳴斗艷。然而，至今未見(jiàn)正果。現(xiàn)在高等教材上已有懸連線的微分方程、對(duì)數(shù)方程、倒數(shù)方程、參數(shù)方程……但它們都是同一家族的姐妹關(guān)系，均為近似方程。
1967年，付可一在勞動(dòng)中看到柔軟的麻繩兩端固定、中間自然下垂，悟出了“懸鏈線”。1969年發(fā)現(xiàn)了撬開(kāi)懸鏈線科學(xué)大門(mén)的鑰匙，從而，推導(dǎo)出了兩個(gè)懸鏈線計(jì)算公式，寫(xiě)出了《懸鏈線》一文。
1979年，付可一去寶雞師范大學(xué)，經(jīng)大學(xué)生趙昌鄉(xiāng)黨引薦，得到了教理論力學(xué)熊?chē)?guó)力教授的賞識(shí)，并對(duì)付可一的兩個(gè)懸鏈線計(jì)算公式持肯定認(rèn)可意見(jiàn)。
1981年經(jīng)楊榮卿老師（西北大學(xué)政治系教授，跟付可一為鄉(xiāng)黨關(guān)系）引見(jiàn)與西北大學(xué)數(shù)學(xué)系秘書(shū)——柴乃序教授相識(shí)。柴教授雖對(duì)付可一的兩個(gè)懸鏈線計(jì)算公式的準(zhǔn)確性持肯定意見(jiàn)，但對(duì)付可一的《懸鏈線》一文的研究持否認(rèn)意見(jiàn)。因?yàn)楦叩冉滩纳弦呀?jīng)有了懸鏈線計(jì)算公式，付可一的懸鏈線計(jì)算公式雖為正確，但不是世界上的第一個(gè)，認(rèn)為研究意義不大。
經(jīng)柴教授這么一說(shuō)，付可一決定想找一本高等教材看個(gè)究竟，一比高低。1986年，陜汽子校數(shù)學(xué)教研組雷虎成老師寄來(lái)了一本材料力學(xué)，經(jīng)過(guò)反復(fù)學(xué)習(xí)和研究，付可一認(rèn)為：高等教材上的的懸鏈線計(jì)算公式是錯(cuò)誤的。于是，文章的題目由《懸鏈線》改為《商榷“懸鏈線”》，文章的題材由論文改為挑戰(zhàn)性的駁論文。
1990年投稿于《湛江科技》，回信說(shuō)：《湛江科技》因經(jīng)費(fèi)不足而?？?，建議：請(qǐng)投《潛科學(xué)》雜志……
回信人是中國(guó)管理科學(xué)院思維科學(xué)研究所海南分所所長(zhǎng)——陳有恒教授?；匦胚€說(shuō)海南分所愿意接納付可一為該所研究員，同年付可一就成為海南分所的正式研究員。
《潛科學(xué)》雜志社首發(fā)了《商榷“懸鏈線”》一文（1990年第4期）。 1990年12月，陳有恒所長(zhǎng)來(lái)信說(shuō)12月29日在北京理工大學(xué)遠(yuǎn)志樓召開(kāi)思維科學(xué)成果展覽會(huì)，邀請(qǐng)付可一參加。在會(huì)上付可一問(wèn)北京理工大學(xué)的數(shù)學(xué)系教授、《潛科學(xué)》雜志的編輯、自己論文的審稿人——陳文燈教授對(duì)自己研究成果的觀點(diǎn)，陳教授連說(shuō)：“正確呢，正確呢……”為了進(jìn)一步讓付可一放心他還說(shuō)：“我從高等領(lǐng)域論證你的兩個(gè)懸鏈線的計(jì)算公式是絕對(duì)正確的……”
在會(huì)上，錢(qián)學(xué)森的高級(jí)助手、國(guó)防科工委信息研究中心教授后擔(dān)任科學(xué)研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)人民科技大學(xué)兼職教授、英國(guó)劍橋大學(xué)名譽(yù)教授——郭俊義教授的高度贊譽(yù)。
2001年西安交大鄭亞林教授對(duì)“懸鏈線”論文內(nèi)容表示肯定；西工大付增祥教授也隨后做了積極地肯定，并將積極致力于推廣。
《商榷“懸鏈線”》一文后又重發(fā)于西安《創(chuàng)新》雜志2004年第2期；2004年長(zhǎng)安大學(xué)郭臨義教授對(duì)付可一的《商榷“懸鏈線”》一文出書(shū)面肯定意見(jiàn)，并大力推崇。2006年付可一在網(wǎng)上將《商榷“懸鏈線”》一文發(fā)給石家莊鐵道學(xué)院土木工程系張志國(guó)教授，當(dāng)天張教授就發(fā)短信說(shuō)：“此稿很好！發(fā)得好。我修改一下再推薦發(fā)表……”
張教授把此稿的題目改為《關(guān)于懸鏈線計(jì)算公式的討論》，把文章的論點(diǎn)從“錯(cuò)誤”改為“近似”兩字。此稿在《財(cái)富周刊》發(fā)表。
