《萬物皆數》:別想逃出數學的手掌心

提到數學恐怕是很多學生的噩夢,勾股定理、餘弦定理、向量、導數……這些名詞是不是讓你想起了學生時代被數學支配的恐懼。不知道多少人和我一樣,一畢業就希望再也不用跟數學打交道。

《萬物皆數》:別想逃出數學的手掌心

數學恐懼症(網絡圖)

可是看完《萬物皆數》這本書,你會發現美夢破滅了,數學無處不在。不過你也會發現,你墜入了一個新的美妙夢境——美麗的數學王國之夢。一本數學書為什麼會有這樣的魅力,讓我們一起看看,無處不在的數學到底有多迷人。

《萬物皆數》:別想逃出數學的手掌心

《萬物皆數》封面( 圖片來源:豆瓣)

數的誕生,偉大開始

生活中對一件事物太習以為常,人們就會忘記它的存在。生活中數字的隨處可見讓我們忽略了它是一項多麼偉大的發明。

公元前4千紀末期,美索不達米亞地區的烏魯克人陷入了數羊的煩惱。每年城邦裡往來運輸的羊數以萬計,在數字還沒有發明的當時,記住羊的數量成了一個不可能完成的任務。烏克魯人最早用封裝在容器中的石塊來代替羊群數量,後來為了方便核驗,他們在容器上的小石板標記石塊的數量。一天,靈感好像石塊一樣擊中了某個烏克魯人的腦袋,既然我們有了石板上的圖,為什麼還需要石塊呢?於是數字的概念在電光火石的一念之間橫空出世了!

從此我們找到了自由出入“抽象”與“具體”世界的入口,我們可以在腦海裡猜想勾三股四弦五這類現實中不存在的定理,也可以把世界精準地在腦海中還原,我們知道24度是一個舒適的溫度,2.26米是一個巨人的高度,52度是烈酒,1光年的距離遙不可及……正因為數字的作用如此偉大,數學家畢達哥拉斯說出了這句名言“萬物皆數”。

《萬物皆數》:別想逃出數學的手掌心

人生有幾何,戀愛怕三角

你說不就是數字嘛,生活中除了加減乘除的算數,我就再不碰數學。這時數學可能要在你生活的角落中發出一聲竊笑。數學早在公元前8000年前就滲透到人們的生活裡,美索不達米亞的史前人類在陶罐上的腰線不知不覺中用上了平面幾何中能構成重複花紋僅有的變幻組合,不多不少,正好是定理證明的7種組合。

到了公元前4世紀,人們已經懂得用幾何學改造世界了。最早幾何學被用來測量土地大小,“今有圓田,週三十步,徑十步。問田為幾何?”,你家該分幾畝田種地,幾畝田蓋房,土地測量員都用數學知識幫你安排得明明白白。有地有房了,該裝修裝修享受一下生活了吧。地磚的17種密鋪類型數學家們都幫你算得一清二楚,選你中意的花紋鋪滿地板,就能住得像巴格達宮殿裡的君王。

《萬物皆數》:別想逃出數學的手掌心

密鋪圖案 (圖片來源:Olena Shmahalo/Quanta Magazine)

繽紛世界,無所不包

你可能會說打打遊戲看看劇,腦袋放空,總沒有數學什麼事了吧。還真不是這樣,你可能看不出來遊戲、動畫裡生動逼真的人物原本只是一些簡單的幾何圖形,它們要靠著三角學公式才能變成你眼前旋轉跳躍、活潑可愛的角色。就連你用來玩遊戲的電腦,最早也是數學家為了做算數題而發明出來的。

《萬物皆數》:別想逃出數學的手掌心

猶他茶壺是在計算機圖形學界廣泛採用的標準參照物體 (圖片來源:Computer History M

在家宅膩了,不然去戶外走走。嘿,可巧了,自然界中的斐波那契數列正躲在戶外的植物裡等著你呢。松果的螺旋數始終是斐波那契數列中緊挨的兩個數:1,1,2,3,5,8……神奇的大自然,神奇的數學。

又或者在茵茵草地上和小夥伴們來場足球賽。仔細看看你的足球是不是不多不少由20個正六邊形、12個正五邊形組成。恭喜你發現啦!這正是一個切割過後的正二十面體。感謝公元前4世紀的數學家泰阿泰德為足球這種遊戲送上一記“助攻”。

上知天文,下知地理

小說《三國演義》裡孔明因為“上知天文,下知地理”被稱為“多智而近妖”。要像孔明一樣博學,對一個數學家來說也不是什麼難事,早在1757年天文學家傑羅姆·拉朗德和數學家妮可·雷訥·勒波特就根據數學模型預測出了哈雷彗星靠近太陽系的時間。18世紀末勒維耶通過演算,發現了距離地球超40億千米的海王星。最近大熱的黑洞第一張照片,其實它也不是真的被看見,而是數學計算的產物。數學家們不僅知天文,而且試圖把整個宇宙都裝進人類智慧的腦袋裡。

《萬物皆數》:別想逃出數學的手掌心

數學算太陽系邊緣的星球很準,指導我們出門買個菜也是分分鐘的事情。現在大家手機裡的導航軟件也還得靠數學,衛星定位後通過三角形正弦或者餘弦計算,得出你出門下一個路口該向左轉還是右轉。不僅僅如此,數學影響著我們當下的生活,它還將決定著我們的未來,人工智能、雲計算、大數據這些先進的科學技術都要依靠數學帶領我們實現。

《萬物皆數》是一本簡明的數學史書,作者從博物館裡的文物入手,將幾千年來人類在數學方面探索的故事徐徐道來。數學不僅僅是一個計算的工具,它也是幫助我們理解、認識這個世界的方法。作者說,學習數學永遠都不算晚,你需要的不過是一個大膽的猜測、好奇心和想象力。

看了這本書,你是不是更有信心學好數學了呢。

http://rightknights.com/pub/pub_author?greatAuthor=CIHHF&type=0獲得合法授權。


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