數(shù)學，無處不在

林群

據(jù)說，寫下《幾何原本》的數(shù)學大師歐幾里得，曾經(jīng)粗暴地趕走了他的一名學生，僅僅因為后者曾經(jīng)問他：“學習幾何學究竟有什么用？”很顯然，對于這位古希臘時期活躍于亞歷山大城的著名學者來說，他精心構(gòu)建的那一套由公理、定理和嚴謹證明組成的體系，只是對人的邏輯思維和嚴謹性的試煉，而非攫取實利的工具。或者說，在歐幾里得看來，數(shù)學，至少其中最為純粹的部分，應(yīng)該是一種“無用之學”。

但數(shù)學果真是“無用”的嗎？顯然不是。因為，在純數(shù)學的“象牙塔”之外，還有應(yīng)用數(shù)學的廣闊天地。從石器時代最早一批人類計算獵物與果實的數(shù)目，到剛剛進入農(nóng)耕文明的古人丈量一塊塊土地，再到人們?yōu)槎ň有拗C棚、半地穴式建筑和最早一批簡陋的房屋，數(shù)學伴著人類社會一路走來。

在西班牙的巴塞羅那，提比達波（Tibidabo）山區(qū)的宇宙盒科技館，就用幾組有趣的展柜，講出了數(shù)學塑造人類社會的故事：盤好的磁帶、有螺旋紋路的黑膠唱片、盤成卷的衛(wèi)生紙與若干鸚鵡螺殼“比鄰而居”，旁邊一則生成螺線的公式提醒著人們這些事物間的微妙聯(lián)系。

許許多多全球聞名的建筑，也都能找到數(shù)學的影子，或者說，數(shù)學便是它們能夠成為名勝的密碼。古埃及人憑借極為簡陋的技術(shù)，建造出雄偉的金字塔，除了能工巧匠的杰出智慧，也離不開精密的數(shù)學計算；北京故宮的端門更接近天安門而相對遠離午門，讓進入皇宮的人們感到不斷增強的莊嚴和震撼，這是用數(shù)學影響人們心理的實例；從古希臘的巴特農(nóng)神廟，到中世紀法國的巴黎圣母院，對黃金分割嚴謹甚至苛求的應(yīng)用，塑造了歐洲的建筑文化；及至工業(yè)時代，倫敦水晶宮（第一屆世界博覽會主會場）、巴黎埃菲爾鐵塔這樣的“裝配式”建筑，能夠先在工業(yè)生產(chǎn)線上做好零件，再到現(xiàn)場迅速拼裝完成，同樣離不開數(shù)學精心的“謀篇布局”。

漫長的數(shù)學史，也留下了許許多多令人莞爾或者引人深思的故事。皮埃爾·德·費馬為了幫沉迷賭博的朋友算清楚意外中斷的賭局，創(chuàng)造出了計算概率的全新數(shù)學方法；勒內(nèi)·笛卡爾創(chuàng)造解析幾何的動因向來眾說紛紜，有種說法認為他不過是想要描述房間里一只蒼蠅的運動軌跡。而在法國巴黎，世界上第一座科學中心式科技館—發(fā)現(xiàn)宮里的π廳，則見證了一段數(shù)學史上的憾事：一位名叫威廉·香克斯的數(shù)學愛好者從1858年開始，用15年時間將圓周率計算到小數(shù)點后707位，創(chuàng)造了當時的世界紀錄；但遺憾的是，他在第528位把4錯算成了5，導致后面的數(shù)據(jù)全部無效，真可謂“失之毫厘，謬以千里”……

這一期《知識就是力量》雜志將為大家展示數(shù)學在游戲中的奧妙以及在前沿領(lǐng)域中的應(yīng)用圖景。通過這些文字，你或許會從一個全新的視角了解數(shù)學：它不止有對細致和智慧的苛求，也有茅塞頓開之后的美景，更在我們身邊發(fā)揮著神奇的“魔力”。endprint