游斯彬
大家好,我畢業(yè)于英國的華威大學,學的是數學專業(yè)。
我相信很多人一聽到數學就會聯想到無窮無盡的公式、定理、概念,背背背、算算算,特別無聊、特別無趣,對吧?
但是我今天站在這里,就是想告訴大家,其實數學是一門無比美妙的學科,而且它蘊藏著偉大的力量。
我愛上了一個姑娘
它還可以跟愛情有關。
我上高中的時候,情竇初開。我們班上有個金發(fā)碧眼的女孩,特別好看,我十分喜歡她,但是我剛到英國的時候英語不好,而她性格又比較內向,我不知道怎么樣與她接觸。
直到有一天,她突然來找我問一道數學題。我特別高興,覺得自己終于找到了可以接觸她的方式。
于是,我開始苦學數學,用一年的時間把英國兩年的高中數學全學完了。我期待著她每一次問我數學題時,我都能侃侃而談。我要成為她數學上的依靠,這樣就有了日久生情的機會。
臨畢業(yè)時,我覺得表白的時機到了,不然就再也沒有機會了。我開始思考,我應該怎樣對她表白呢?說我愛你?太俗,配不上我高貴的愛情。于是,我就想能不能給她一次獨特的表白,讓她刻骨銘心。
我遍查典籍,發(fā)現當年大數學家笛卡兒在給瑞典公主表白的時候,寫了一封信,內容只有一個方程,而這封信現在還存放在博物館里,成為千古美談。
笛卡兒的信上寫的是“ra(1-sinθ)”。
各位,有誰知道它是什么意思嗎?
這位公主是個低調的數學迷,一眼就看破了其中真意。優(yōu)雅地在紙上畫了一個直角坐標系,然后將曲線畫了出來,于是一幅心形圖案躍然紙上。
這是一種數學家獨特的浪漫,實在是酷!
所以我準備照貓畫虎。我找來一張紙,也給她寫了這個方程,然后滿心歡喜地送給她。
可我千算萬算沒想到,人家數學本來就不好,我再給她寫一個方程,人家以為我故意難為她,這件事就沒成。
雖然失戀,但我愛上了數學
雖然姑娘沒有愛上我,但我因此愛上了數學。
數學的美無法言說,它擁有揭露宇宙星辰奧秘的力量,是一切科學的基礎,以至被稱為“萬物之理”的物理學,也得管數學叫“爸爸”。
在21世紀之前,牛頓被認為是世界上最偉大的物理學家,在他去世之后的160多年里,大家一致認為,在廣袤的宇宙空間中,上至星辰大海,下到汽車輪船,沒有什么是牛頓的理論解釋不了的。
直到160多年后,科學家突然發(fā)現了一個震驚整個物理學界的現象。
按照牛頓的理論,如果我們在移動過程中向前方扔一個球,這個球的速度一定快于在原地投擲它。光也是如此,如果我們乘坐光速飛船,然后向運動的前方投射一束光,那這束光的速度應該快于在原地投射一束光。
可實驗結果顯示,光的速度是不變的,與光源的運動速度無關。
所有的物理學家全蒙了,這怎么可能呢?因為這意味著牛頓構建的“物理大廈”出現了問題。
大廈將傾,就像我們辛苦地蓋起摩天大樓,在封頂的前一刻,突然發(fā)現地基出現了問題,怎么辦呢?所有人都不知道答案。
直到一個叫愛因斯坦的年輕人出現,才發(fā)現了問題的根源所在。他清楚地知道,要解決這個問題首先需要一種數學工具。于是他花了10年的時間去重修數學,而這門數學就叫作黎曼幾何。之后才有了現代物理學里的廣義相對論。
在此刻,何為數學?
它是扶將傾之大廈的力量,它能力挽狂瀾。而后來,它又將人類帶到了一個全新的領域,向我們揭示原來這世間真的有時空穿梭的可能。
數學,勝過百萬雄兵
說到這里,可能會有人說,數學不就是一門工具嗎,有什么了不起的,孔子還說“君子不器”呢。那我告訴你,如果這門工具用好了,它能勝過百萬雄兵。
1943年是第二次世界大戰(zhàn)的關鍵節(jié)點,英美聯軍與德國納粹在北大西洋上進行著激烈的角逐。
英美艦隊的運輸船時常受到德國艦隊的襲擊,被擊沉率高達25%,數以百萬噸計的物資無法及時運送到前線的將士手中,而這是一場決定雙方生死存亡的戰(zhàn)役。
萬分危急之下,英美聯軍統(tǒng)帥急調一批數學家來到指揮部,看他們有沒有什么辦法。
一批精通統(tǒng)計的數學家來到前線,經過一番調研發(fā)現,其實德國軍隊壓根不知道英美艦隊的準確出航時間,他們只是以很高的頻次在海上巡游,以期有更高的概率遇上英美的艦隊,從而進行打擊。
那此刻最好的辦法是什么呢?一定不是分散出行,而應該集中出行。
舉個例子,如果有5個小孩犯了錯誤,如果他們分別回到自己家里,老師去哪家抓人都會有所收獲,一定一抓一個準。
但是如果5個人都躲在其中一人家里,那每個人被抓住的概率就只有20%了。
所以聯軍統(tǒng)帥緊急修正方案,改分散出行為集中出行,所有的艦隊共同駛出港口,一起通過危險區(qū)域,集中火力掩護運輸隊伍,然后各自駛離。
這一舉措成功地將被擊沉率從25%降至1%。
這門學問在英語里叫作Operational Research,中文叫作運籌學,取的是“運籌帷幄之中,決勝千里之外”的意思。
這時候,數學的力量成為國之興亡的關鍵因素。
數學是我們腳下這片土地的未來
在先秦時,有一部叫作《九章算術》的數學著作,其中的負數概念在西方直到16世紀才見諸文字。
公元480年,祖沖之率先用割圓法將圓周率推算至3.1415926與3.1415927之間,這一成就領先了西方1000多年。
而到了盛唐時期,我國已經掌握了高次方程的完整解法,而西方直到近代才得窺門徑。
那時,現代數學的大門已經向我們敞開。
可是,到了明朝,統(tǒng)治者決定以八股取士,將數學從科舉考試中剔除,于是萬千學子再也無人將目光投向數學,數學隨之衰微,我國的數學不進反退。
幸而在新中國成立以后,一批一批的數學巨匠歸國報效國家。
他們興辦學校,發(fā)展數學,為祖國的現代科學發(fā)展打下了基礎。
他們是誰?他們中有華羅庚,有陳省身,有蘇步青。
今天我們看到國家科技之強盛、技術之進步,正是這些大師所打下的根基。
當今我們最常聽到的三大技術是:云計算、大數據和人工智能,而它們都與數學有著密不可分的聯系。
信息革命的背后其實是以數學為根基的革命。
所以,何為數學?
數學是通往星辰大海的密鑰,是國防科技的護盾,是我們腳下這片土地的未來。
數學是一門偉大的學問
可是,數學這般偉大,若你身邊真的有一個人對你說,他熱愛數學,要投身于此,你們會以怎樣的目光去看他呢?
可能會有人問他:“你學數學,能賺錢嗎?能買房嗎?買得起車嗎?養(yǎng)得了家嗎?你想成為華羅庚,天下有幾個人做到,而你憑什么?”
你知道嗎,當這種話聽得多了,人就真的會懷疑,會覺得自己真的不行,會覺得這門學問真的沒有用,并因此而錯過。
我就是這樣的。我曾經立志成為一名數學家,可是后來離開了。聽到這樣的言論甚至指責,我屈服了,所以數學于我而言成為深深的遺憾,而且隨著年齡的增長,這種感覺愈發(fā)強烈。
而此時,我之所以站在這里跟大家談數學,是因為我不希望這種遺憾再次發(fā)生。
我想說:如果你身邊真的有一個人熱愛數學,請你不要打擊他心中那顆小小的種子,請你讓它去發(fā)芽、去生長。很多最終改變了這個世界的東西,最初看起來并不是那么有用、那么能掙錢。
同樣,如果你熱愛數學,請繼續(xù)在這條道路上拼搏。我想告訴你,請你堅持下去,若有人再次質疑你,請你理直氣壯地告訴他——數學有用,而且它是一門偉大的學問!