數學不是人類的專利,它是全宇宙通用的語言

這是宇宙的語言,可能是全人類文明最偉大的成就,它的名字叫數學。

數學一直是其他解釋世界基本原理的學科的基礎。那麼數學到底從何而來?又為何如此重要?愛因斯坦也好奇過,為何用數學來解釋宇宙各種現象時,毫無違和感。

美國PBS NOVA系列2015年的《數學大迷思》(The Great Math Mystery)這部紀錄片(網易公開課、b站可播放),帶我們探索數學運算究竟如何在大腦中運作,並思索為何數學在解碼宇宙的探索中是如此適用。

數學不是人類的專利,它是全宇宙通用的語言

無處不在的神秘數列

為何鸚鵡螺科的螺旋,和銀河系的漩渦如此相似?

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與前兩者相似的,還有很多植物的螺旋紋路。

數學不是人類的專利,它是全宇宙通用的語言

經過深入的數學校驗,這些自然規律的深層原因展示出來——斐波拉契數列。

這是個神秘的數列,它起於自然,歸於藝術,引無數英雄競折腰。

斐波那契數列指這樣的數字:0·1·1·2·3·5·8·13·21·34·55·89·144……

它的第0項是0,第1項是第一個1。此數列從第2項開始,每一項都等於前兩項之和。

大自然中花朵的瓣數,常見數字有3片、5片不等,有些高達34片、55片,看似隨機的數字,恰好就是斐波那契數列中的數字。下次去公園、野外時可以留意一下。

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在叢林環顧四周,你可能以為枝葉、花朵隨意生長。事實上,每一枚枝、葉、莖、花蕾或花瓣的萌發或伸展,都是按照基因中所書寫的固定的規律精確執行的。

而斐波那契螺旋(又稱黃金螺旋),正是最常見的植物生長模式之一。

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植物會數學嗎?

顯然不會。他們只需要用很簡單的數學幾何方法,然後創造出斐波那契數列。

隨著斐波那契數列的項數趨向於無窮大時,後一項與前一項的比值,越來越逼近0.618,即黃金分割比例。黃金分割比被視為視覺效果最好的藝術比例,繪畫、建築都發現了它的存在。

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永不重複的π

圓周率π大家都不陌生。它是一個圓的周長和直徑的比率。它無窮無盡,永遠無規律不循環。

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在這串數字中,包含每種可能的組合。你的生日、儲物櫃密碼、社保號碼,都在其中某處。如果把這些數字轉換為字母,就能得到所有的單詞,無數種組合。你嬰兒時發出的第一個音節,你心上人的名字,你一輩子從始至終的故事,我們做過或說過的每件事,宇宙中所有無限的可能,都在這個簡單的圓中。

用這些信息做什麼?它有什麼用?取決於你們自己。

數學存在故我知

數學存在於它自己的世界中,塑造我們目之所及的世界。當今的數學家和科學家談到研究數學的感受時說,當他們在解決數學問題時,他們所揭示的,本身就是一套早已存在的客觀事實。

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畢達哥拉斯發現了個關於音樂的數學規律,諧音、和絃樂間是有一定比率的。既然數學存在於音樂中,若它存在於地球上所有的聲音中,那它也可以存在於宇宙各處。

數學,散佈在大自然的各個角落中,很多謎題甚至至今都無法解釋。數學就在那裡。數學家們只是盡力去發現它、理解它、觸碰它。

不要錯過這部紀錄片《數學大迷思》(網易公開課、b站均可播放),聽聽這些數理故事,從你從未發現的大自然細節切入,品鑑最有趣的數學!


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