数理人文
近日,浙江大學的周青龍教師獲得第十三屆鐘家慶數(shù)學獎,從小學數(shù)學38分到研究三體取得重大突破,數(shù)學帶給他的不是考試的“折磨”,而是思維的碰撞。
宇宙之大,粒子之微,地球之變,日用之繁,數(shù)學無處不在。線與形的交匯,符號與數(shù)字的協(xié)調(diào),蘊藏著真理與至高的美。
回望歷史,他們曾帶著無盡的思考和探索,耗盡一生,寫下一個等號。
“世界上最簡單的公式”
盡管從遠古起人們都心照不宣地知道 1+1=2,但直到1557年這一等式才寫成類似于我們今天的形式。等號這個每個等式中都有的成分,直到16世紀才第一次出場亮相。
勾股定理
中國古代稱直角三角形為勾股形,直角邊中較小者為勾,另一長直角邊為股,斜邊為弦。商朝時期的商高提出了“勾三股四弦五”的勾股定理的特例。
?歐拉公式
歐拉是多產(chǎn)的數(shù)學家,數(shù)學史上稱十八世紀為“歐拉時代”。出生于瑞士,31歲的他喪失右眼的視力,59歲雙眼失明,但他性格樂觀,有驚人的記憶力及集中力。他用自己的名字命名了一個最重要的一個常數(shù)——e。
牛頓第二運動定律
該定律是由艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學的數(shù)學原理》一書中提出。牛頓第二運動定律和第一、第三定律共同組成了牛頓運動定律,闡述了經(jīng)典力學中基本的運動規(guī)律。
質(zhì)能方程
在物理學“奇跡年”1905年,由一個叫做愛因斯坦的年輕人提出,同年他還發(fā)表了《論動體的電動力學》——俗稱狹義相對論。
數(shù)理與人文的共鳴
演講者/丘成桐
我遇見過很多大科學家,尤其是有原創(chuàng)性的科學家,對文藝都有涉獵。他們并沒有刻意為文,然而文既載道,自然可觀。數(shù)理之與人文,實有錯綜交流的共通點。
數(shù)理與人文,實有錯綜交流的共通點。
數(shù)學的文采,表現(xiàn)于簡潔,寥寥數(shù)語,便能道出不同現(xiàn)象的法則,甚至在自然界中發(fā)揮作用。我的老師陳省身先生創(chuàng)作的陳氏類,就文采斐然,令人贊嘆。它在扭曲的空間中找到簡潔的不變量,在現(xiàn)象界中成為物理學界求量子化的主要工具,可說是描述大自然美麗的詩篇,直如陶淵明“采菊東蘺下,悠然見南山”的意境。?
從歐氏幾何的公理化,到笛卡兒創(chuàng)立的解析幾何,到牛頓、來布尼茲的微積分,到高斯、黎曼創(chuàng)立的內(nèi)蘊幾何,一直到與物理學水乳相融的近代幾何,都以簡潔而富于變化為宗,其文采絕不遜色于任何一件文學創(chuàng)作。?
文學家為了達到最佳意境的描述,需要追究“僧推月下門”與“僧敲月下門”的區(qū)別。數(shù)學家為了創(chuàng)造美好的理論,也不必依隨大自然的規(guī)律,只要邏輯推導沒有問題,就可以盡情地發(fā)揮想像力。?
數(shù)理研究中,用“比興”去尋找真理。
文章終究有高下之分,大致來說,好的文章“比興”的手法總會比較豐富。?
中國古詩十九首,作者年代不詳,但大家都認為是漢代的作品。劉勰說:“比采而推,兩漢之作乎。”這是從詩的結(jié)構(gòu)和風格進行推敲而得出的結(jié)論。在數(shù)學的研究過程中,我們亦利用比的方法去尋找真理。我們創(chuàng)造新的方向時,不必憑實驗,而是憑數(shù)學的文化涵養(yǎng)去猜測去求證。?
30年前我提出一個猜測,斷言三維球面里的光滑極小曲面,其第一特征值等于二。當時這些曲面例子不多,只是憑直覺,利用相關情況模擬而得出的猜測。最近有數(shù)學家寫了一篇文章證明這個猜想。其實我的看法與文學上的比興很相似。?
看《洛神賦》:“翩若驚鴻,婉若游龍。榮曜秋菊,華茂春松。髣髴兮若輕云之蔽月,飄飄兮若流風之回雪。”由比喻來刻劃女神的體態(tài)。?我一方面想像三維球的極小曲面應當是如何的勻稱,一方面想像第一譜函數(shù)能夠同空間的線性函數(shù)比較該有多妙,通過原點的平面將曲面最多切成兩塊,于是猜想這兩個函數(shù)應當相等,同時第一特征值等于二。?
當時我與卡拉比教授討論這個問題,他也相信這個猜測是對的。旁邊我的一位研究生問為什么會做這樣的猜測,不待我回答,卡教授便微笑說這就是洞察力了。?
原創(chuàng)力從何而來?
在建構(gòu)一門新的學問,或是引導某一門學問走向新的方向時,為什么有些人看得特別遠,找得到前人沒有發(fā)現(xiàn)的觀點?這是一種本能的理性選擇,還是讀書破萬卷的結(jié)果?諸多因素當然都極其重要,但在這其中,我認為最重要的是創(chuàng)造力和腳踏實地基礎上的豐富情感。
在中國文學史上,我們看到李白、杜甫、白居易、蘇軾,一直到清朝的納蘭性德、曹雪芹,他們的詩詞文章,激情澎湃,蕩氣回腸,感情從筆尖下源源不斷傾瀉而出,成為瑰麗的作品。這些作者并未刻意為之,卻是情不自禁。孟子說:“我善養(yǎng)吾浩然之氣也。”能夠影響古今傳世文章的氣必然至柔至遠,至大至剛!
回顧歷史,我們會發(fā)現(xiàn),將無數(shù)有意義的現(xiàn)象抽象和總結(jié)而成為定律時,中間的過程總是富有情感!在解決大問題的關鍵時刻,科學家的主觀感情起著極為重要的作用,這種感情是科學發(fā)現(xiàn)的原動力!
當科學家發(fā)現(xiàn)的定律或定理是如此的簡潔,既不失普遍性,又無比有力地解釋各種現(xiàn)象時,我們不能不贊嘆自然結(jié)構(gòu)的美妙,這個過程值得一個科學家投入畢生的精力!茍真理之可知,雖九死其猶未悔。
當數(shù)學動起來......
正切值曲線
一個正切線被θ牢牢控制
一輩子都逃不出去的故事
?cos和sin的你追我趕
謝爾賓斯基三角形
當?shù)冗吶切卫锿诘舻冗吶切?/span>
再挖掉等邊三角形再挖掉等邊三角形
……
周長和直徑的π點小事
圓的面積=2πr?
你知道的還太少......
1+2+3……+100=?
即使不記得運算過程
依舊還記得黑板上的5050
文/央視新聞綜合、光明網(wǎng)、環(huán)球科學等
圖/視覺中國、網(wǎng)絡
版權(quán)歸原作者所有
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總結(jié)
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