陳亦飛

電腦運(yùn)行中的數(shù)學(xué)邏輯

電腦已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)的生活必需品了，而電腦的發(fā)明人就是一位數(shù)學(xué)家——約翰·馮·諾依曼。他用0和1的二進(jìn)制賦予計(jì)算機(jī)生命，因此被稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)之父”。

在物理上，二進(jìn)制最容易實(shí)現(xiàn)，可以用電脈沖的正負(fù)極表示，也可以用電平（一種反映能量變化的物理量）高低表示（如下圖所示）。

二進(jìn)制區(qū)別于我們熟知的十進(jìn)制，它的使用能讓運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單易行，畢竟區(qū)分0和1，要比分區(qū)0，2／3，1簡(jiǎn)單得多。

我們可以把數(shù)學(xué)看成一種語(yǔ)言，例如，二進(jìn)制與“是”或“否”、“對(duì)”與“錯(cuò)”、“真”與“假”這樣的邏輯命題相符合，把“真”定義為1、把“假”定義為0，就可以讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、做出邏輯判斷。

所以說(shuō)，電腦能為大家提供便利，應(yīng)該感謝數(shù)學(xué)。

數(shù)學(xué)讓建筑更美

自古以來(lái)，數(shù)學(xué)與建筑就有著密切的“合作”。

埃及金字塔是古埃及的帝王（法老）陵墓，世界七大奇跡之一。其中較為著名的是胡夫金字塔，其高度是146.6米，底部的周長(zhǎng)是920米，如果以底部周長(zhǎng)除以高度的兩倍，得到的商幾乎就是圓周率。

2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)的主體育場(chǎng)——“鳥(niǎo)巢”，在建造中未用一根立柱，而是采用了最穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，互相支撐，造就一座完美的建筑。

繪畫(huà)中的幾何學(xué)

在歐洲文藝復(fù)興時(shí)期，繪畫(huà)中的“透視法”盛行，而這個(gè)畫(huà)法就是由幾何學(xué)演變而來(lái)的。意大利文藝復(fù)興時(shí)期畫(huà)家達(dá)·芬奇將透視法運(yùn)用得爐火純青，他甚至說(shuō)過(guò)：“能欣賞我的作品的人，沒(méi)有一個(gè)不是數(shù)學(xué)家?！崩缙渲?huà)作《最后的晚餐》，借助近大遠(yuǎn)小的透視現(xiàn)象來(lái)表現(xiàn)物體的立體感。透視法是科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合的技法。

動(dòng)物身體上的“數(shù)學(xué)題”

蛇永遠(yuǎn)是身體彎曲著爬行的，這是誰(shuí)都知道的常識(shí)，但很多人恐怕不知道，蛇是按照弦函數(shù)（三角函數(shù)的一種）曲線爬行的。蛇靠著肋骨向前移動(dòng)，使得腹部鱗片翹起與地面摩擦，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力，但肋骨移動(dòng)產(chǎn)生的是側(cè)向摩擦的力，并不能直接讓蛇向前“走”，而蛇擺出弦函數(shù)曲線，就能讓側(cè)向摩擦和側(cè)向速度相逆，這樣一來(lái)身體的每一個(gè)受力點(diǎn)都產(chǎn)生向前的力，蛇就能自由地向前行進(jìn)了。

蛇是按照弦函數(shù)（三角函數(shù)的一種）曲線爬行的

數(shù)學(xué)是一門(mén)重要學(xué)科，不只是教會(huì)我們?nèi)粘Ｉ钏玫挠?jì)算，更重要的是還能讓我們擴(kuò)大視野，看到更廣闊的世界，通向無(wú)限宇宙的盡頭。

時(shí)至今日，數(shù)學(xué)界依然有很多猜想和未解難題，數(shù)學(xué)家們耗費(fèi)畢生精力去證明某個(gè)猜想的意義在哪里呢？歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這些猜想是有生命力的，且與其他學(xué)科關(guān)系緊密。那些未解的難題，不斷激發(fā)著數(shù)學(xué)家的好奇心和創(chuàng)造力，他們通過(guò)求證某個(gè)猜想，能推動(dòng)數(shù)學(xué)、進(jìn)而推動(dòng)其他學(xué)科，甚至整個(gè)科技界的進(jìn)步。

讓我們一起發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)之美，銘記先賢的成就，勇攀數(shù)學(xué)高峰！

（責(zé)任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）