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耶魯3D打印3800年前巴比倫泥板用于課堂教學(xué)

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      在大約3800年前,在如今的伊拉克南部炎熱的平原地區(qū),有一位巴比倫學(xué)生做了一點(diǎn)功課,正是這個(gè)功課在3000多年后改變了我們對(duì)于古代數(shù)學(xué)的認(rèn)知。這位學(xué)生用濕泥做成了有一塊漢堡包大小的泥板,并把它放在陽(yáng)光下曬干。此外,他還在潮濕的泥土表面畫(huà)了一張圖,證明了早在古巴比倫時(shí)期(公元前1900-1700年)人們就已經(jīng)完全了解了“勾股定理”(比提出這一定理的希臘科學(xué)家畢達(dá)哥拉斯早1300年),而且也能夠計(jì)算2到6位小數(shù)的平方根。

      今天,得益于互聯(lián)網(wǎng)和在耶魯使用的數(shù)字化掃描技術(shù),這一塊古老的幾何泥板得以繼續(xù)在世界各地的現(xiàn)代化教室里使用。

      “這塊幾何板是耶魯大學(xué)擁有的被復(fù)制最多的文物之一——它出現(xiàn)在了世界各地的數(shù)學(xué)教材上。”Benjamin Foster教授稱(chēng),他是巴比倫文物藏品(Babylonian Collection)的管理者,這些文物中就有這塊幾何泥板,它也是耶魯課堂上流行的教學(xué)工具。“耶魯?shù)陌捅葌愇奈锊仄酚幸粋€(gè)非常活躍的教學(xué)功能,我們把教育作為我們使命的核心部分之一。”Foster說(shuō)。“每周都會(huì)有成群的研究生和本科生在的藏品教室里。”

      這塊泥板正式名稱(chēng)為YBC 7289,它是古巴比倫時(shí)期的數(shù)學(xué)文獻(xiàn),于1909年由J.P.摩根捐贈(zèng)給耶魯大學(xué)。該大學(xué)收藏了來(lái)自古美索不達(dá)米亞古王國(guó)的45000件文物,摩根數(shù)量龐大的捐贈(zèng)是其中的精華部分。

      這塊幾何泥板的重要性最早是由科學(xué)史專(zhuān)家Otto Neugebauer和Abraham Sachs在他們1945年的著作《數(shù)學(xué)楔形文字(Mathematical Cuneiform Texts)》提出來(lái)的。

      然而,到了今天,像這種珍貴而脆弱的文物已經(jīng)不適合用于教室里的日常教學(xué)了,為了讓更多的人領(lǐng)略到古巴比倫人智慧的精華,,該藏品的管理者與耶魯?shù)奈幕z產(chǎn)保護(hù)研究所(IPCH)合作,將這些文物帶進(jìn)了數(shù)字世界。

      IPCH的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室首先對(duì)14件來(lái)自巴比倫藏品的每一個(gè)對(duì)象進(jìn)行反射轉(zhuǎn)化成像(RTI)。RTI是一種攝影技術(shù),可以使學(xué)生或研究人員通過(guò)許多不同的照明角度來(lái)觀察對(duì)象。這對(duì)于像楔形泥板這樣其表面陰刻有復(fù)雜的3D標(biāo)志的文物尤為重要。通過(guò)RTI您可以自由操控?zé)艄猓吹狡浔砻娴募?xì)微變化,這是普通的拍攝技術(shù)做不到的。

      IPCH數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的Chelsea Graham和耶魯計(jì)算機(jī)圖形集團(tuán)的Yang Ying Yang隨后對(duì)這些泥板進(jìn)行了激光掃描,創(chuàng)建了一個(gè)可以在屏幕上自由旋轉(zhuǎn)的3D幾何模型。這種3D模型可以結(jié)合其它類(lèi)型的數(shù)字成像技術(shù)為研究人員和學(xué)生在屏幕上呈現(xiàn)一個(gè)虛擬的泥板,同樣的數(shù)據(jù)也可以用于創(chuàng)建3D打印的復(fù)制品,使學(xué)生可以在課堂上自由地使用它,而不用擔(dān)心損壞珍貴的文物。而且這種可以拿在手上的實(shí)實(shí)在在的對(duì)象帶給研究人員的感受,也是虛擬的數(shù)字模型無(wú)法比擬的。目前耶魯大學(xué)的工程創(chuàng)新與設(shè)計(jì)中心已經(jīng)與IPCH就3D打印一系列文物展開(kāi)了合作。

      “無(wú)論是一個(gè)雕像,還是罕見(jiàn)的頭骨,或者是高度放大的微觀神經(jīng)細(xì)胞或分子,你都可以將它的3D打印模型拿在手上,這是一個(gè)非常特別而重要的理解數(shù)據(jù)的途徑。將研究對(duì)象拿在手上是一個(gè)獨(dú)特的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。”工程創(chuàng)新與設(shè)計(jì)中心副主任Joseph Zinter說(shuō)。

      除此之外,為了幫助學(xué)生和研究人員分享這些數(shù)字化的文物信息。IPCH的博士后Goze Akoglu和Eleni Kotoula還在與該校計(jì)算機(jī)專(zhuān)家Holly Rushmeier合作,開(kāi)發(fā)一個(gè)集成的協(xié)同軟件平臺(tái),以支持對(duì)于像巴比倫泥板這樣的文物的研究與分享。

    (審核編輯: 滄海一土)

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