大家好,我毕业于英国的华威大学,学的是数学专业。
我相信很多人一听到数学就会联想到无穷无尽的公式、定理、概念,背背背、算算算,特别无聊、特别无趣,对吧?
但是我今天站在这里,就是想告诉大家,其实数学是一门无比美妙的学科,而且它蕴藏着伟大的力量。
我爱上了一个姑娘
它还可以跟爱情有关。
我上高中的时候,情窦初开。我们班上有个金发碧眼的女孩,特别好看,我十分喜欢她,但是我刚到英国的时候英语不好,而她性格又比较内向,我不知道怎么样与她接触。
直到有一天,她突然来找我问一道数学题。我特别高兴,觉得自己终于找到了可以接触她的方式。
于是,我开始苦学数学,用一年的时间把英国两年的高中数学全学完了。我期待着她每一次问我数学题时,我都能侃侃而谈。我要成为她数学上的依靠,这样就有了日久生情的机会。
临毕业时,我觉得表白的时机到了,不然就再也没有机会了。我开始思考,我应该怎样对她表白呢?说我爱你?太俗,配不上我高贵的爱情。于是,我就想能不能给她一次独特的表白,让她刻骨铭心。
我遍查典籍,发现当年大数学家笛卡儿在给瑞典公主表白的时候,写了一封信,内容只有一个方程,而这封信现在还存放在博物馆里,成为千古美谈。
笛卡兒的信上写的是“ra(1-sinθ)”。
各位,有谁知道它是什么意思吗?
这位公主是个低调的数学迷,一眼就看破了其中真意。优雅地在纸上画了一个直角坐标系,然后将曲线画了出来,于是一幅心形图案跃然纸上。
这是一种数学家独特的浪漫,实在是酷!
所以我准备照猫画虎。我找来一张纸,也给她写了这个方程,然后满心欢喜地送给她。
可我千算万算没想到,人家数学本来就不好,我再给她写一个方程,人家以为我故意难为她,这件事就没成。
虽然失恋,但我爱上了数学
虽然姑娘没有爱上我,但我因此爱上了数学。
数学的美无法言说,它拥有揭露宇宙星辰奥秘的力量,是一切科学的基础,以至被称为“万物之理”的物理学,也得管数学叫“爸爸”。
在21世纪之前,牛顿被认为是世界上最伟大的物理学家,在他去世之后的160多年里,大家一致认为,在广袤的宇宙空间中,上至星辰大海,下到汽车轮船,没有什么是牛顿的理论解释不了的。
直到160多年后,科学家突然发现了一个震惊整个物理学界的现象。
按照牛顿的理论,如果我们在移动过程中向前方扔一个球,这个球的速度一定快于在原地投掷它。光也是如此,如果我们乘坐光速飞船,然后向运动的前方投射一束光,那这束光的速度应该快于在原地投射一束光。
可实验结果显示,光的速度是不变的,与光源的运动速度无关。
所有的物理学家全蒙了,这怎么可能呢?因为这意味着牛顿构建的“物理大厦”出现了问题。
大厦将倾,就像我们辛苦地盖起摩天大楼,在封顶的前一刻,突然发现地基出现了问题,怎么办呢?所有人都不知道答案。
直到一个叫爱因斯坦的年轻人出现,才发现了问题的根源所在。他清楚地知道,要解决这个问题首先需要一种数学工具。于是他花了10年的时间去重修数学,而这门数学就叫作黎曼几何。之后才有了现代物理学里的广义相对论。
在此刻,何为数学?
它是扶将倾之大厦的力量,它能力挽狂澜。而后来,它又将人类带到了一个全新的领域,向我们揭示原来这世间真的有时空穿梭的可能。
数学,胜过百万雄兵
说到这里,可能会有人说,数学不就是一门工具吗,有什么了不起的,孔子还说“君子不器”呢。那我告诉你,如果这门工具用好了,它能胜过百万雄兵。
1943年是第二次世界大战的关键节点,英美联军与德国纳粹在北大西洋上进行着激烈的角逐。
英美舰队的运输船时常受到德国舰队的袭击,被击沉率高达25%,数以百万吨计的物资无法及时运送到前线的将士手中,而这是一场决定双方生死存亡的战役。
万分危急之下,英美联军统帅急调一批数学家来到指挥部,看他们有没有什么办法。
一批精通统计的数学家来到前线,经过一番调研发现,其实德国军队压根不知道英美舰队的准确出航时间,他们只是以很高的频次在海上巡游,以期有更高的概率遇上英美的舰队,从而进行打击。
那此刻最好的办法是什么呢?一定不是分散出行,而应该集中出行。
举个例子,如果有5个小孩犯了错误,如果他们分别回到自己家里,老师去哪家抓人都会有所收获,一定一抓一个准。
但是如果5个人都躲在其中一人家里,那每个人被抓住的概率就只有20%了。
所以联军统帅紧急修正方案,改分散出行为集中出行,所有的舰队共同驶出港口,一起通过危险区域,集中火力掩护运输队伍,然后各自驶离。
这一举措成功地将被击沉率从25%降至1%。
这门学问在英语里叫作Operational Research,中文叫作运筹学,取的是“运筹帷幄之中,决胜千里之外”的意思。
这时候,数学的力量成为国之兴亡的关键因素。
数学是我们脚下这片土地的未来
在先秦时,有一部叫作《九章算术》的数学著作,其中的负数概念在西方直到16世纪才见诸文字。
公元480年,祖冲之率先用割圆法将圆周率推算至3.1415926与3.1415927之间,这一成就领先了西方1000多年。
而到了盛唐时期,我国已经掌握了高次方程的完整解法,而西方直到近代才得窥门径。
那时,现代数学的大门已经向我们敞开。
可是,到了明朝,统治者决定以八股取士,将数学从科举考试中剔除,于是万千学子再也无人将目光投向数学,数学随之衰微,我国的数学不进反退。
幸而在新中国成立以后,一批一批的数学巨匠归国报效国家。
他们兴办学校,发展数学,为祖国的现代科学发展打下了基础。
他们是谁?他们中有华罗庚,有陈省身,有苏步青。
今天我们看到国家科技之强盛、技术之进步,正是这些大师所打下的根基。
当今我们最常听到的三大技术是:云计算、大数据和人工智能,而它们都与数学有着密不可分的联系。
信息革命的背后其实是以数学为根基的革命。
所以,何为数学?
数学是通往星辰大海的密钥,是国防科技的护盾,是我们脚下这片土地的未来。
数学是一门伟大的学问
可是,数学这般伟大,若你身边真的有一个人对你说,他热爱数学,要投身于此,你们会以怎样的目光去看他呢?
可能会有人问他:“你学数学,能赚钱吗?能买房吗?买得起车吗?养得了家吗?你想成为华罗庚,天下有几个人做到,而你凭什么?”
你知道吗,当这种话听得多了,人就真的会怀疑,会觉得自己真的不行,会觉得这门学问真的没有用,并因此而错过。
我就是这样的。我曾经立志成为一名数学家,可是后来离开了。听到这样的言论甚至指责,我屈服了,所以数学于我而言成为深深的遗憾,而且随着年龄的增长,这种感觉愈发强烈。
而此时,我之所以站在这里跟大家谈数学,是因为我不希望这种遗憾再次发生。
我想说:如果你身边真的有一个人热爱数学,请你不要打击他心中那颗小小的种子,请你让它去发芽、去生长。很多最终改变了这个世界的东西,最初看起来并不是那么有用、那么能挣钱。
同样,如果你热爱数学,请继续在这条道路上拼搏。我想告诉你,请你坚持下去,若有人再次质疑你,请你理直气壮地告诉他——数学有用,而且它是一门伟大的学问!
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