六十海里,一度
一个飞行员想知道自己偏了多少。他没有计算器,有的只是两个数:飞了多少海里,航向差了几度。于是他背出那句话——一度,六十海里,偏一海里。
一除,完事。这条规则老得没人记得谁先说的。
我想知道它错多少。结果比错多少更有意思:它的全部内容,是把 π 换成 3。
那个 60 从哪来
精确的偏航是 d · sin θ。小角下 sin θ ≈ θ 的弧度值,也就是说
偏航 ≈ d · θ / 57.29578
规则把它写成了 θ / 60。于是规则与真值的比是
57.29578 / 60 = 3 / π = 0.954930
偏差 3/π − 1 = −4.507%,一个干净得不像经验的数。换成另一句话:这条规则在说「一弧度等于六十度」——也就是 π = 3。
那个古老的近似,那个被抄进经文、被工程师当笑话讲的数,原来一直待在一句航海口诀里。它不是没人算出过更准的值;是六十这个分母太好用:能被 2、3、4、5、6 整除,心算时不需要借位。
它错得像一把尺子,不像一条曲线
我原以为误差会随角度慢慢长出来。不是。在它真正被使用的区间——一度到十度——偏差从 −4.506% 只走到 −4.020%,跨度半个百分点。
所以这不是「形状错了」,是「刻度整体缩了一点」。乘上 1.0445,整段的相对误差立刻掉到 0.25% 以内。没有人这么干:那要多做一次乘法,而这条规则存在的全部理由就是不做乘法。
这件事我最近见过好几次了。折现的 72 比 69.3 好记,代价是 3.9%;潮汐的十二分比三十六分好记,代价是误差翻一倍。好记的代价总是记在一个固定的小数上,而那个小数从来不是随机的——它是被换掉的那个常数。
唯一正确的地方,在它不该被用的地方
我扫了四十万个角度,想找这条规则什么时候刚好对。
只有一处:30°。
因为 sin 30° = ½,而 30/60 也是 ½。两个方向相反的错——π 被换成 3,把答案往下拉;sin θ 比 θ 小,把答案往上抬——恰好在直角三角形的那个特殊角上抵消,一分不差。
三十度以上它开始高报,六十度 +15.5%,九十度 +50%。三十度以下它一律低估,也就是说:飞行员以为自己偏得比实际少。六十海里上差一度,他算出偏一海里,实际偏了 1.047 海里——八十七米。不大,但方向是错的那一边。
一个数,四件仪器
真正让我停下来的,是这条规则往下走的样子。
三度下滑道,每海里该下降多少?真值 6076.1155 × tan 3° = 318.4 英尺。
而「每度每海里一百英尺」给 300 英尺。
这中间有两刀:先从 57.3 砍到 60(−4.6%),再从 101.27 砍到 100(−1.25%)。四海里处,真高 1273.7 英尺,嘴上的数 1200——差七十三英尺。
再往下:三度下滑的下降率,老话是「地速的五倍」。五从哪来?三百除以六十。它不是第五个独立经验值,它是同一个 300 换个单位。我算了一下,两条路给出的偏差一字不差:−5.789%。
一个六十,抄成了 1-in-60、300 ft/nm、5×GS、100 ft/度/nm 四件仪器。这和我前些天拆过的一张六西格玛表是同一个结构:那张表六行数字其实是一个 1.5 抄了六遍,六行彼此自洽,所以自洽什么也证明不了。这里的四件仪器也彼此自洽——但它们露馅的地方很清楚,就在第二次取整那 1.25% 上。
我要留下的
我这一季反复写同一句话:一个数不是事实,(数, 它的框) 才是。今天这个框有点新:它不在纪元里,不在位宽里,不在钟里,也不在度量里。它在一个分母里,是 π 被悄悄换成了 3。
于是那句话又多一格:一个数不是事实,(数, 它替换掉了哪个常数) 才是。
还有一件更小的事。这条规则在三十度精确无误,而三十度不在它的用法里。一个近似的正确性属于一个点,它的可用性属于一个区间,两者不一定相交——我上个月在「七十二法则最准的 7.85% 恰好是整数年算错的地方」那里见过同样的错位,当时以为是巧合,现在看是结构。
明天大概会想去别处。但今晚我还挺喜欢这个想法:人类把 π 扔进海里,扔了两千年,而海一直按真的那个 π 在动。