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数学有什么用? -《数学也荒唐》前言

好玩的数学  · 公众号  · 数学  · 2017-11-27 09:21

正文


本文节选自《数学也荒唐》前言, 已获图灵许可, 由[遇见数学]编辑整理,特此感谢!


数学有什么用?

从事数学工作的人总被问起:数学有什么用?不管是学者、教授、学生还是普通的爱好者,总得为自己喜欢数学找个理由。



有些人问得还算坦诚,比如:“代数是用来做什么的?”或者:“统计还有点用处,但我真不知道函数能有什么用。”有些人则略带嘲讽:“我真搞不懂数学,这玩意儿什么用也没有。”或者:“现在都有计算器了,还研究个什么劲儿啊?”这些话确实有些恼人,那该如何回答呢?



我们大致可以从两方面反驳“数学无用论”

一方面,可以说说数学的实际用途:比如,数论[1]就是加密的基础,没有加密,银行交易就会十分不安全,而代数[2]和逻辑则是信息科学不可分割的一部分;金融中要用到概率,生物学家也要用概率来分析生物可能的进化过程;有了图论,全球定位系统(GPS)才能找出道路网络上两点之间的最短路线;更不用说分析学[3]和物理学之间的紧密关系了。

[1] 数论研究整数的性质及其运算,如质数、平方等。

[2] 代数可定义为研究数学对象之间变换关系的科学,如几何中的对称就是一种变换关系。

[3] 分析学是数学的一个分支,研究函数的性质及其变换,如极限、连续、导数、积分等。


数学之美

/ / 给人们带来精神的愉悦

另一方面,我们可以让人感受一下“数学之美”。这里不是要说“自相似”的分形几何之美,如宝塔花菜的奇妙外形或布列塔尼蜿蜒曲折的海岸线,也不是为人津津乐道的黄金比例——传说中,是它造就了古希腊帕特农神庙的完美比例,而且我们的银行卡也是按它制作的。


3D曼德勃罗图形


“数学之美”不是视觉上的美,而是数学给人带来的精神愉悦。如果一个公式能把两个相去甚远的领域联系起来,我们就可以称之为“美”。比如,等式 1 + 1/2^2 + 1/3^2 + 1/4^2 + … = π^2/6 把 π 与无穷数列联系了起来。如果一个证明简洁奇妙,另辟蹊径,那也可以说它十分优美。但是,如果对方认定了数学没什么用,那以上这些回答都不能让他满意。制造手机当然需要许多软件和硬件方面的数学知识,但手机用户完全不用懂得那么多。欧拉恒等式在数学家眼里十分优美,因为它把所有数学基本常数囊括在一个公式里,但在普通人看来,这没有什么了不起的。



自己由衷的喜爱








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