体验数学之美 (体验数学文化感悟数学之美)

你知道“阿基里斯追乌龟”悖论吗?这个被称为世界四大著名悖论之一的悖论是这样的:假设有一只乌龟位于阿基里斯(古希腊神话中跑得最快的一位英雄)前方一百米处,如果他们同时开跑,那么,最终结果将是阿基里斯永远也追不上乌龟。

理由如下:因为阿基里斯在追上乌龟之前必须首先达到乌龟的出发点,可是,就在这段时间里乌龟又向前爬行了一段距离了。于是阿基里斯又必须要花时间赶上这段距离,可是这时乌龟又向前爬行了……

总之,每次阿基里斯跑到之前乌龟所在的地方的时候,乌龟都又前进了一段距离,这个“追赶”的过程可以一直持续下去,阿基里斯看上去总是越来越接近乌龟,可是永远也无法超过它。所以,这位跑的最快的英雄,实际上却是永远也追不上一只爬行速度极慢的乌龟的。

体验数学文化感悟数学之美,体验数学之美的感受

很荒谬吧?只要亲自下场验证一下就能知道,阿基里斯真的分分钟就能赶超乌龟。然而,这个悖论在逻辑上非常严谨,似乎很难寻找到什么逻辑上的错误。那么,悖论产生的原因是什么呢?

这是法国数学家米卡埃尔·洛奈的畅销书《万物皆数》中的一个小故事,书中还有很多类似的有趣的数学故事,比如:

古希腊的皇家测量员们如何用脚步测量出地球的周长?

为什么足球都是由20个正六边形和12个正五边形构成?

松果、向日葵、菠萝等植物中为什么会存在完美排列的斐波那契数列?

围绕三次方程解法发生了哪些荒诞、离奇的闹剧?

天文学家如何利用数学发现海王星?

阿尔法狗为什么能战胜最优秀的围棋选手?

……

这些问题,《万物皆数》这本书中都有答案。书的作者是一位“80”后,作为法国“文化与数学游戏沙龙”的成员,参与了大量的、针对公众的数学推广活动。

这本书可以看作是一本数学史读物,也可以看作是一本数学科普读物。

作者运用历史学的方法,巧妙地构建了无数历史与今天的场景,讲述了数学这门学科曲折而迷人的发展历程,让数学从厅台楼阁之上进入生活,将数学之美化为优美的文字娓娓道来。

书中那些历代数学家们的传奇故事,以及人类对数学之美的不懈追寻,让我们重新认识了数学,让我们感受日常生活中数学的奇妙与优雅。

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一提起数学,可能很多人首先想到的就是各种枯燥的公理、定律、公式等等。作者告诉我们,数学是很有用、很有趣、很美的。

数学是很有用的。 古希腊哲学家、数学家毕达哥拉斯说:“数学是上帝用来书写宇宙的文字”。所有伟大的科学发现,都需要数学的帮助。数学已经展现出它不可思议的强大力量,在今天,没有任何一条严谨的物理学理论敢用除了数学语言之外的其他语言进行描述。

数学是很有趣的。 迷人的常数π,完美的斐波那契数列,神秘的黄金分割率,神奇的虚数……每个数学知识背后都有许多有趣的数学典故,以及那些有趣的猜想、悖论。

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数学是很美的。 数学有简洁之美、抽象之美、无限之美、对称之美……就像书中所说, 数学美之核心,就是在复杂的研究对象与简洁的表达式之间建立令人目眩神迷的联系。 美的定理是朴素的,没有冗余的边角料,没有随意的例外,也没有毫无用处的差别,美的定理是大音希声,是用几个字概括的真理精髓,是无懈可击的完美。

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大至星球运行,小至松果纹理,它们早已依照数学规律运行万亿年。当星空的壮美震撼我们的心灵,当自然的优美吸引我们膜拜的时候,数学早已悄然立于背后,支配着天地大美的运转,一直在那里等待着人类的发现。

作者由此感慨,数学到底是独立于人而存在,只是被人类发现的?还是人类自己发明的?比起科学家,数学家是不是更接近艺术家?数学家在研究数学问题的时候,并不知道这些问题的意义,为什么还要孜孜不倦地去研究?这些问题恐怕都是难以回答的。

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就像作者说的,我们无需成为一名数学天才,也能感受到探索和发现的快感和乐趣。推荐大家都读一读《万物皆数》,体验一下数学之美。