湯濤
在古埃及,每年尼羅河洪水泛濫之后,有一個特殊工種就會上崗,他們叫“繩索調制員”,負責重新丈量河兩岸的土地邊界。地塊大小不一、形狀各異,加上地勢高低起伏,導致測量狀況復雜,而他們的工具只有一個:繩索。這繩索既是直尺,又是圓規(guī),還是三角尺,堪稱測量“神器”。兩點之間拉直繩索可得到直線,固定一端、用另一端畫圈可得到圓。但是,想得到一個直角顯然要大費周章了。他們的辦法是,在繩索上打出13個等距的結,使其長度等分為12份,然后分別用3份、4份、5份作為三邊,圍起來就是一個完美的直角三角形!
奇妙的是,在遙遠的東方文明中,中國古人也發(fā)現(xiàn)了這些數學規(guī)律,并經過幾個世紀的積累成就了偉大的算經——《九章算術》。書中同樣是講土地測量,并明確給出勾股定理:“今有句(即勾)三尺,股四尺,問為弦?guī)缀??答曰:五尺?!?/p>
從結繩計數、土地丈量之事起源,數學逐漸滲透進人類生活的方方方面,并在人類文明的進程中迸發(fā)出驚人的能量:1845—1846年,科學家通過大量繁復的數學計算,預測(而非有計劃地觀測)發(fā)現(xiàn)了海王星;100多年前,科學家將數學用于天氣預報,這被認為是近現(xiàn)代科學的巨大成就之一;美國科學家赫伯特·豪普特曼和杰羅姆·卡爾勒合作,利用古典數學(統(tǒng)計數學)解決了一個難倒現(xiàn)代化學家的謎題,由此在1985 年獲得諾貝爾化學獎……
如今,不管是物理研究、地質勘探、天文觀測,還是人工智能、航空航天,都離不開數學;我們購物時,總價與數量間的關系,是數學中最基本的一次函數……數學是“人類智慧皇冠上最燦爛的明珠”,是“人類最美及最有力的創(chuàng)造”。
數學是古老的,又是常新的;數學是抽象的,又是具體的。數學之美,妙不可言;數學之力,力至無限。今天,全世界的數學研究者足以千萬計,每一天都有新的論文、新的成果發(fā)表,據統(tǒng)計,每4 年會產生大約100萬條新的定理。
未來,數學會引領人類通向何方?數學領域的國際最高獎項之一、被譽為“數學界諾貝爾獎”的菲爾茲獎,其獎章上有這樣一句話:“超越人類的極限,做宇宙的主人?!?/p>
本期《知識就是力量》,將帶你走進奇妙、百變的數學世界!