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        數(shù)學,無處不在

        2017-10-13 18:13:15林群
        知識就是力量 2017年10期
        關(guān)鍵詞:數(shù)學史建筑數(shù)學

        林群

        據(jù)說,寫下《幾何原本》的數(shù)學大師歐幾里得,曾經(jīng)粗暴地趕走了他的一名學生,僅僅因為后者曾經(jīng)問他:“學習幾何學究竟有什么用?”很顯然,對于這位古希臘時期活躍于亞歷山大城的著名學者來說,他精心構(gòu)建的那一套由公理、定理和嚴謹證明組成的體系,只是對人的邏輯思維和嚴謹性的試煉,而非攫取實利的工具。或者說,在歐幾里得看來,數(shù)學,至少其中最為純粹的部分,應該是一種“無用之學”。

        但數(shù)學果真是“無用”的嗎?顯然不是。因為,在純數(shù)學的“象牙塔”之外,還有應用數(shù)學的廣闊天地。從石器時代最早一批人類計算獵物與果實的數(shù)目,到剛剛進入農(nóng)耕文明的古人丈量一塊塊土地,再到人們?yōu)槎ň有拗C棚、半地穴式建筑和最早一批簡陋的房屋,數(shù)學伴著人類社會一路走來。

        在西班牙的巴塞羅那,提比達波(Tibidabo)山區(qū)的宇宙盒科技館,就用幾組有趣的展柜,講出了數(shù)學塑造人類社會的故事:盤好的磁帶、有螺旋紋路的黑膠唱片、盤成卷的衛(wèi)生紙與若干鸚鵡螺殼“比鄰而居”,旁邊一則生成螺線的公式提醒著人們這些事物間的微妙聯(lián)系。

        許許多多全球聞名的建筑,也都能找到數(shù)學的影子,或者說,數(shù)學便是它們能夠成為名勝的密碼。古埃及人憑借極為簡陋的技術(shù),建造出雄偉的金字塔,除了能工巧匠的杰出智慧,也離不開精密的數(shù)學計算;北京故宮的端門更接近天安門而相對遠離午門,讓進入皇宮的人們感到不斷增強的莊嚴和震撼,這是用數(shù)學影響人們心理的實例;從古希臘的巴特農(nóng)神廟,到中世紀法國的巴黎圣母院,對黃金分割嚴謹甚至苛求的應用,塑造了歐洲的建筑文化;及至工業(yè)時代,倫敦水晶宮(第一屆世界博覽會主會場)、巴黎埃菲爾鐵塔這樣的“裝配式”建筑,能夠先在工業(yè)生產(chǎn)線上做好零件,再到現(xiàn)場迅速拼裝完成,同樣離不開數(shù)學精心的“謀篇布局”。

        漫長的數(shù)學史,也留下了許許多多令人莞爾或者引人深思的故事。皮埃爾·德·費馬為了幫沉迷賭博的朋友算清楚意外中斷的賭局,創(chuàng)造出了計算概率的全新數(shù)學方法;勒內(nèi)·笛卡爾創(chuàng)造解析幾何的動因向來眾說紛紜,有種說法認為他不過是想要描述房間里一只蒼蠅的運動軌跡。而在法國巴黎,世界上第一座科學中心式科技館—發(fā)現(xiàn)宮里的π廳,則見證了一段數(shù)學史上的憾事:一位名叫威廉·香克斯的數(shù)學愛好者從1858年開始,用15年時間將圓周率計算到小數(shù)點后707位,創(chuàng)造了當時的世界紀錄;但遺憾的是,他在第528位把4錯算成了5,導致后面的數(shù)據(jù)全部無效,真可謂“失之毫厘,謬以千里”……

        這一期《知識就是力量》雜志將為大家展示數(shù)學在游戲中的奧妙以及在前沿領(lǐng)域中的應用圖景。通過這些文字,你或許會從一個全新的視角了解數(shù)學:它不止有對細致和智慧的苛求,也有茅塞頓開之后的美景,更在我們身邊發(fā)揮著神奇的“魔力”。endprint

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