《改變世界的17個(gè)方程》讀懂方程背后的科學(xué)之美

王大鵬

如今我們生活在一個(gè)被科學(xué)技術(shù)包圍的世界里，而要讓生活更加美好，我們有必要了解一些科學(xué)技術(shù)，要獲得這些知識(shí)，除了正規(guī)教育之外，科普是一個(gè)重要的途徑。

很多從事科研的人會(huì)提到科學(xué)之美，或者說(shuō)數(shù)學(xué)之美，正如羅素在《西方哲學(xué)史》中寫(xiě)道：“恰當(dāng)?shù)卣f(shuō)，數(shù)學(xué)不僅涵括真理，亦表現(xiàn)最高等的美——這種美冷靜而簡(jiǎn)樸，宛若雕塑，不訴諸我們?nèi)魏稳崛醯谋拘裕瑳](méi)有繪畫(huà)中抑或音樂(lè)中的華麗絢爛，但是純粹得莊嚴(yán)，只有最偉大的藝術(shù)才能展示其嚴(yán)格的完美?！辈豢煞裾J(rèn)的是，科學(xué)之美禁錮在方程式之中，普通人需經(jīng)過(guò)巨大的努力，才有可能窺見(jiàn)她的一線(xiàn)光芒。欲把科研人員眼中的“科學(xué)之美”變成大眾能夠欣賞的美，實(shí)現(xiàn)“美美與共”，也許我們需要做的，就是用科普的方式，向公眾解釋清楚“科學(xué)是什么”以及“科學(xué)為什么”。

《改變世界的17個(gè)方程》一書(shū)，雖然書(shū)中列舉的絕大多數(shù)方程都讓人感到生澀，但應(yīng)該說(shuō)，這是一本非常不錯(cuò)的數(shù)學(xué)科普書(shū)。

書(shū)中列舉了作者認(rèn)為改變了世界進(jìn)程的17個(gè)方程，包括畢達(dá)哥拉斯定理、對(duì)數(shù)、微積分、牛頓萬(wàn)有引力定律、負(fù)一的平方根、歐拉多面體公式、正態(tài)分布、波動(dòng)方程、傅里葉變換、納維-斯托克斯方程、麥克斯韋方程組、熱力學(xué)第二定律、相對(duì)論、薛定諤方程、信息論、混沌理論，以及布萊克-斯科爾斯方程。如果不看內(nèi)容，只看標(biāo)題的話(huà)，相信這本書(shū)會(huì)嚇跑幾乎所有人，因?yàn)椤耙槐緯?shū)上每多一個(gè)公式，就會(huì)減少一半讀者”。更何況全書(shū)17章每一章都是公式呢！

但是，認(rèn)真閱讀起來(lái)，相信我們會(huì)透過(guò)方程看到事物的本質(zhì)。因?yàn)樽髡卟皇蔷头匠陶f(shuō)方程，而是在該書(shū)每一章的開(kāi)頭，先列出一個(gè)方程式，除了標(biāo)注每個(gè)符號(hào)的意思之外，更進(jìn)一步地闡釋了它為什么重要，以及它給我們帶來(lái)了什么。這既可以看作是對(duì)每一章內(nèi)容的簡(jiǎn)要概述，也可以看作是一種簡(jiǎn)練的“科普”。同時(shí)，如果只講方程本身，它可能只是一本專(zhuān)業(yè)的數(shù)學(xué)教材或者說(shuō)教學(xué)輔導(dǎo)書(shū)，但是，科普作品顯然不能止步于此，它需要“講述方程發(fā)現(xiàn)背后的來(lái)龍去脈，然后再穿過(guò)歷史的長(zhǎng)河，由此及彼，闡釋這些方程如何一步步啟發(fā)了其他發(fā)現(xiàn)，如何深刻地影響了數(shù)學(xué)、物理、工程、技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程，在當(dāng)下的生活又能看到怎樣的縮影”。而這就是對(duì)方程進(jìn)行科普要做的事情。

至于為什么要寫(xiě)這樣一本講述方程的書(shū)，作者在前言中給出了解釋。他說(shuō)：“方程是數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)的命脈。沒(méi)有方程，我們的世界就不會(huì)是今天這個(gè)樣子了?！弊髡呦Ｍㄟ^(guò)這本書(shū)，“讓你詳細(xì)了解，從繪制地圖到衛(wèi)星導(dǎo)航，從音樂(lè)到電視，從發(fā)現(xiàn)美洲到探索木星的衛(wèi)星，方程在創(chuàng)造今天的世界的過(guò)程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用”。對(duì)于某些東西來(lái)說(shuō)，“詞句無(wú)法提供最本質(zhì)的見(jiàn)解”，但是方程可以?！皵?shù)千年來(lái)，它們一直是人類(lèi)文明的重要推手?？v觀歷史，方程一直在暗中操縱著社會(huì)。它們當(dāng)然是隱藏在幕后，但它們的影響切實(shí)存在，無(wú)論你是否注意到它們?！币坏┪覀冏x懂了方程，“我們就可以發(fā)現(xiàn)周遭世界的關(guān)鍵特征”。

傳播學(xué)大師麥克盧漢說(shuō)：“先是我們創(chuàng)造了工具，然后是這些工具創(chuàng)造了我們?！狈匠淌侨祟?lèi)智慧的結(jié)晶，但是這些以工具形式體現(xiàn)出來(lái)的結(jié)晶也在不斷地創(chuàng)造新的未來(lái)，“人類(lèi)歷史的進(jìn)程一次又一次被一個(gè)方程扭轉(zhuǎn)”。

（源自“科普時(shí)報(bào)”）

責(zé)編：馬京京