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爸爸,学数学有什么用?

量子学派  · 公众号  · 科学  · 2024-10-31 23:20

正文


—我的策展心路:平衡之美—


策划一个 面向少年的数学展 比想象中复杂。

数学的抽象和严谨 往往让人望而却步。

如何让整个展成为一个可操控的游戏?

如何让800平方数学内容前后逻辑完整?

如何让普通孩子对数学产生兴趣?

如何将枯燥的数学转化成趣味体验?

如何让数学公式转变为飞扬的想象力?

……

这是一场关于数学与人的“平衡之美”。


1. 严谨与通俗的平衡

既要确保数学知识的科学性,

也要考虑它的易懂性。

比如展示微积分基本定理时,

要用直观的累加小矩形方式展示公式背后的逻辑。


2. 游戏与学习的平衡

它应该是一个游戏,

但又不能是一个游乐场。

不应该去讨好孩子,而应该去引领孩子。


3. 宏大与微小的平衡

既要展示数学全息场景,

一眼看到数学全貌,

但孩子毕竟知识有限, 要从他们的小角度出发。


4. 成人与孩子的平衡

不仅面向孩子,同时也考虑了成人需求。

这是一个家庭数学派对,是一场父与子的旅行,

它是国内第一个“全年龄”数学启蒙展。


5. 抽象与具体的平衡

数学往往比较抽象,

我们通过具体的实物展示呈现复杂的概念。

比如分形几何的展示,科赫雪花的图像

展现了无限复杂的自相似结构。


6. 知识与体验的平衡

数学不仅仅是纸上的知识,

还要从 36个 互动展具中去理解。

例如,理解概率时可以通过“正态分布”道具来思考。


7. 接地气与审美的平衡

对称性、比例等设计元素被用来构建视觉美感,

让展览兼具趣味性和艺术性。


8. 传统与创新的平衡

需要学习古老的算法,也要用到编程的电脑软件。

还要用到AI音乐、以及人工智能的各类玩法。


9. 深与浅的平衡

展览内容的深度和广度因人而异。

初学者 展示斐波那契数列在自然界中的应用;

数学爱好者 ,可以去思考数学大统一定理。


10. 想象力与严肃性的平衡

数学既是逻辑的学科,

也是启发想象的领域。

通过克莱因原理构建了一个四维飞船,

寻找数学的底层逻辑。


这十个平衡不仅是对数学的诠释, 也是对人性的理解。

策划一个数学展,对于任何人来说,

应该都是生命中最值得骄傲的事情。

对于我来说尤为如此,

因为曾经被孩子问过《爸爸,学数学有什么用?》


这个数学展,可能是对这个问题的回答。



《爸爸,学数学有什么用?》


看你一写作业就整天不安分,想着尿尿,拉屎,喝水,肚子各种不舒服,腿又让蚊子咬了,指甲长了又忍不住抠,我就气不打一处来,忍不住多吼两下。好不容易平息心情,有点时间,可以拿个板凳,坐在你旁边给你辅导下作业,讲解下数学题,看到你那神游的眼神,多动症的身躯,我总不断在心里安抚着自己,忍着,忍着。但看到你闭着眼,晃动着脑袋,手抠着鼻子,像个道士那样点头时,我真是一刻也不能忍,直接冲着你妈喊:“他妈,找个衣架给我!”


你一听衣架,脑袋即刻清醒:“爸爸,我知道怎么做了?”不到两分钟,又开始玩橡皮, 嘴里嗫嚅着: “我为什么要数学,学数学有什么用?!”


这战火也不知是怎么消停的,夜已深,你睡了,我却不能寐。 孩子,爸爸实在不是有心要打你,你也的确问了个好问题,气得有理,学数学,有什么用呢? 这个问题,2500年前就有学生问过毕达哥拉斯,当时把毕氏气得不行,这学生被直接赶出校门。






1


人生,并不是拿来用的。


首先我想让你明白,人生并不是拿来用的。这个道理,我用了半辈子才弄明白。


或许,你一碰作业,看到乱七八糟的数字,就烦,会想:“这有什么用呢?”


背了个公式C=2πr,想:“这有什么用?”


解了组一元二次方程, 想:“这有什么用?”


证明了个等腰直角三角形, 想:“这有什么用?”


在这里,我想告诉你,世上,并不是所有的东西都一定是要有用的。 这个社会,不管是孩子的教育,还是大人的生存,都给我们注入了一种固若金汤的、功利的实用主义思想, 让你不由自主地会去发问“有什么用?”这样的问题, 而这不单单是你的问题,也是我的问题。虽然爸爸很难摆脱这种功利主义思维, 但使用“金钱至上”的唯一标准来衡量一切的社会价值是有问题的,我想你应该不会像爸爸这样中毒太深,你可以改变这种思维。


每天,走在街上,我们可以看到很多攫取利益的足印,疲惫的眼,焦灼的脸,在这个功用思想甚嚣尘上的世界,追逐着富有物质催生的感官刺激,内心深处却麻木空虚,缺乏幸福感,直到最后死去,终生不知道生存到底是为了什么。


人生最重要的东西,其实大都没有什么用:爱情,正义,自由,尊严,知识,文明,但这些才是与你一身相守的东西,是你生命最重要的存在,会在最灰黯时刻拯救自己。 很多人认为这些东西“没有用”,但其实它们才是人生的珍宝,才经得起反复的追求。人生,并不完全是拿来用的。






2


无用之用,方为大用


面对牛顿被苹果砸中后,费劲脑子地思考“苹果成熟了为什么会落到地上,而不是向天上飞?”的情况,一般人都会嗤笑,这个人是个傻子,这只是一种自然现象,想它有什么用?


而真的没用吗?


万有引力直接就撬开了19世纪经典力学的大门,普罗大众却只有在这一定理载入史册时,才瞠目结舌,对此赞不绝口,传为佳话。


同样,现在,在你的眼里,很多看起来没有用的东西,被你拿着铅笔在作业本上使劲画圈圈诅咒、臭骂的数学题,在未来的某个时刻,都会大有用处。《伤心者》一文就为那些数学史上超越时代的伟大嗟叹着, 那些被你烦死了的数学字符一次次像魔法般在历史长河里点石成金。


有古希腊几何学家阿波洛尼乌斯总结了圆锥曲线理论,一千八百年后,由德国天文学家开普勒将其应用于行星轨道。


有公元1831年,伽罗瓦创立群论,一百余年后获得物理应用。


有高斯一生,致力于非欧几何,让这无用之学,在一百七十年后,与由之发展来的张量分析理论共同成为了爱因斯坦广义相对论的核心基础。


世界沉默着,但它总用时间提点世人,许多“大用”,都是从那些看似无用的智慧之学中衍生出来的,“无用”之中常常隐藏着有用的潜质。


无用之用,方为大用。


所以,孩子, 这智慧之数并非真的无用,它的用处只是在短时间内看不到,或者说只是那些功利的人看不出来而已。


你经常吐槽的那些不起眼的质数,其实是无法计量的独角兽,直接占据着银行的最高机密,成为现代通信加密术的关键一环。当年,也有很多人说爱因斯坦的广义相对论没有用,但引力波的发现就是人类通往太空的关键指数。还有当年的量子力学,很多人认为这是“怪力乱神”,后来却引导了近100年人类顶尖科技的发展, 只要是智慧的结晶,一定是有价值的。






3


数学是一种思维训练


80后大多喜欢韩寒,他桀骜不驯,年纪轻轻就辍学,大骂中国教育,很有个性,也有点思想,说实话,我觉得社会也需要这样的牛虻。 但他说的这话:“我们生活中用到的数学估计小学三年级就已经够用了。”我可就不太同意啦。三年级的数学就够你用一辈子,那你对生活是得有多知足常乐?


听到这,估计你那满腹牢骚的小嘴又开始不满了, 那些明星数学什么都不懂,还不是活得特愉快,天天到处游山玩水,你懂数学还不是一天到晚忙,根本没时间和我玩?


孩子,是的,冰冰姐现在有钱有名,但你可看到冰冰姐参加《挑战者联盟》,做算术题时,17-8=5?让现场所有人蜜汁尴尬。


孩子,明星也是有烦恼的,他们看到关晓彤能算出数学题,围在身边的鹿晗满眼的羡慕佩服, 拥有数学思维在任何时候都是让人高看的。


你别看完成这一道一道计算题,如此乏味枯燥,推理证明那一道一道逻辑题,如此艰难痛苦,这每一步,其实都是对你大脑的一种强有力的思维训练。 人类区别于其它动物的思维方式之一,就在于人类懂得运用理性思维去克制自己“非理性”的一面,懂得运用数学去处理生活中各种纷繁复杂的事物。







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