什麼?生活中隨處可見的數學趣事讓你萌生了初戀般的美好感受

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什麼?生活中隨處可見的數學趣事讓你萌生了初戀般的美好感受

等腰三角形的兩個底角相等,這是眾所周知的數學定理。這樣一個定理就是發現者泰勒斯運用“陰影測量法”衍生出來的,並且這樣的幾何算法還和測量埃及金字塔的高度息息相關。

法國作家米卡埃爾·洛奈在他的著作《萬物皆數:從史前時期到人工智能,跨越千年的數學之旅》記載著這樣一個故事:相傳埃及法老想讓泰勒斯完成金字塔高度的測量,雖然之前所有接受挑戰的古埃及學者都以失敗告終,毫無畏懼的他毅然接受挑戰,而最終的結果可以說是他畢生最偉大的數學成就。

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具體怎麼測量的呢?他把一根棍子垂直插在地上,等到一天中棍子和陰影相同長度的時刻,他測量了金字塔陰影的長度,而這一長度就是金字塔的高度。原來如此。雖然這樣美好的故事並沒有得到史學家的完全論證,可誰也無法阻擋泰勒斯運用這樣的幾何方法延伸出的眾多數學定理,比如開頭提到的數學定理;任意兩條相交線,對頂角度數相等;一個圓的任意直徑將該圓分為等面積的兩部分等。

什麼?生活中隨處可見的數學趣事讓你萌生了初戀般的美好感受

從米卡埃爾·洛奈的《萬物皆數》讀到這個故事開始,對於數學成績一向不太好的我來說,突然對數學萌生了興趣。

作為概率學博士的米卡埃爾·洛奈,是法國“文化與數學遊戲沙龍”的成員之一。他一直致力於向公眾推廣大量的數學活動,值得一提的是由他策劃的數學網絡節目觀看量近2000萬。如果節目枯燥無味,觀看量會有這麼高嗎?更別提是很多人認為最難的科目——數學。

那麼,這本以各種有趣的數學發現和案例為主要內容的《萬物皆數》究竟給我帶來哪些衝擊力,我想和大家分享分享。

一、 數學的神秘起源

我們先來看看下面兩幅圖。

什麼?生活中隨處可見的數學趣事讓你萌生了初戀般的美好感受

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上圖中的這些形狀是早在2萬多年以前,人類燒製的陶器圖案。當米卡埃爾·洛奈看到的瞬間,眼前一亮。原來那時的人們已經開始在頭腦中“搞數學”,並且不自覺地把對稱、旋轉和平移數學知識運用在生活中。

隨著人與人之間交往密切程度的加深,出現了越來越多需要計數的物件,如養了幾隻羊、計量交換物品的籌碼等。只是那時還沒實現“書寫”,僅僅通過打結、畫十字標記來計量。到公元前3千紀初期,人類終於把數字從被計量的物體中解放了出來。不再使用符號表示有幾隻羊,而是用數字“幾”來表示。

不管是陶器圖案還是各種籌碼,其實都是人類已經在為數字誕生默默開始了排練。

二、 原來數學這門美的藝術和我們的生活有著千絲萬縷的關係

不知道大家有沒有注意到足球的幾何形狀?由20個正六邊形和12個正五邊形構成了大多數足球的造型。誰也想不到足球這樣的形狀被幾何學家們稱為被“截肢”的正二十面體。這樣的稱呼來由你也可以親自試試,加深理解:你把一堆粘土捏成一個正二十面體,為了使這20個頂點變得儘可能圓,只有選擇……切掉這些角。如何?體會到數學家的幽默了吧。

數學在生活中處處可見,就像米卡埃爾·洛奈在《萬物皆數》所說的那樣:“只要改變自己看世界的眼光,數學就會在你眼前出現。尋找數學是迷人的、永無止境的過程。”

三、 未來的數學會是什麼樣子

2016年3月10日,世界最優秀的圍棋選手李世石和電子計算機“阿爾法狗”在韓國首爾展開了一場萬眾矚目的人機大戰。全世界的目光都集中在了這場堪稱史無前例的比賽上。要知道,2016年以前從未出現過計算機“戰勝”人類的先例。而且,圍棋還被認為是最難被計算機理解的遊戲,也被稱作計算機和人類“對抗”的最後堡壘。

最後的結果出乎意料:計算機贏了。

很多人感到疑惑,難道計算機能自由發揮、自己創造思維嗎?其實這是源於一種新型的算法:學習型算法。這要歸功於程序員們教會了計算機玩圍棋。在獲勝結果塵埃落地前,“阿爾法狗”用了幾千個小時和自己下棋,並且掌握了能嬴的所有下法。我們想象一下,在未來,“阿爾法狗“們會自己創造數學思維嗎?

對於數學未來的樣子,米卡埃爾·洛奈有這麼一個想法:“如果有一天我們變得全知全能,那麼作為結果,我們一定會從快樂跌入失望的深淵,因為再也不能得到任何發現新事物的樂趣。“所以,或許現在的我們並不能推測出數學在未來的模樣,但不能否認,未來的數學一定會創造有價值的應用。

我們回憶一下生活裡的例子,你會發現數學原來就在我們身邊:為你解釋卡牌技巧的魔術師其實是在用算數學的屬性為你解答;雕塑的各種形狀靈感來自於柏拉圖立體;孩子們喜愛玩的摺紙原理也是幾何學的知識。原來,我們都在用自己的方式創造數學啊。

正如米卡埃爾·洛奈所說:“愛數學,永遠不晚。”看完米卡埃爾·洛奈這本《萬物皆數》之後,處處可見數學之美。而數學不再只是考試科目,更是一門實用性、趣味性兼備的學科。要想了解數學這門藝術更多有意思的故事,不妨翻看這本《萬物皆數》。

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