数学的故事1
写周记的格式-欢迎词
蒈
BBC的系列片《数学的故事》,谈古论今,沿着历史的脉络讲了数学的发展史。
第1集 宇宙语言 E01 The Language of The Universe
袃
从古埃及开始,数学就是解决生活中实际问题,怎么分九个饼给十个人?咱不用算
怎么把
饼切十份,然后一人那九个十分之一。而是五个对半切,另外四个三等分,然后再三等分的
饼中拿出两个做五等分。这样每人拿二分之一加三分之一加五分之一就行了。省了好多刀哦。
葿
用绳子打结来画直角的方法很cute。
芅
十进制是十个手指
数来数去就搞得定的。人家古巴比伦人更绝,咱把指关节算上吧,这样
就出来六十进制了。
芆
一只手上的十二个关节,另一只手五根手指,乘起来刚好六十。绝了,原来人体构造这么精妙啊。最绝的是人家有零的概念了。
膀
再到古希腊毕达哥拉斯,一直纠结直角的家伙。Pythagoreans triangl
e,说白了,就是勾股
定理,勾三股四弦五。而这个充满艺术气息的古希腊,比之数字更注重艺术,所以
几何图形
啊,和弦啊,应运而生了哦。
腿
看人家柏拉图多强悍,直接在Academy门口挂个标语:“Let no-one
ignorant of geometry enter
here.”。认为宇宙是由platonic solids组成的。咋跟咱五行学说碰上了呢?正四
面体tetrahedron
代表火,立方体hexahedron(Cube)代表土,正八面体oc
tahedron代表气,正二十面体
icosahedron代表水,正十二面体dodecahed
ron代表以太aether(他那著名的学生亚里士多德
给出的,柏拉图当年只有个模糊概念,只说是
整个宇宙),个人觉得比之以太这玄乎又玄的
hypothesis,说它代表光的话也许更好。any
way,看来由对三的执着发展到对五的追求上了。
好在这两数我都喜欢。几百年的沉淀,就是数学从生
活需求上升到艺术追求了。不得不承认
重视教育的亚历山大大帝Alexandria的远见,至今咱还
是图书馆迷呢。
莇
紧接着欧几里德Euclid的《几何原本》The Elem
nts证明了有且只有这五种形体。而阿基米
德Archimede计算球形体积的方法怎么看怎么就是
微积分的原型呢。不过这家伙最著名的似
乎还是他那戏剧性的死亡吧。
莄
随这罗马人的到来,数学之美的追求又发展到实际应用上了。嗯,野蛮人的生存压力都不
小啊,亚历山大
图书馆也就此没落了。
袄
第2集 东方奇才 E02 The Genius
of the East
羀
西方的计算都是从人体自身发展的数手指头啊,研究形
体艺术啊,咱就是法自然啊。农业
大国嘛,算数都是用小竹签子的。这样计算是很高效的,可惜书写的麻
烦耽误了咱数学前进
的脚步啊。对比一下阿拉伯数字和咱那老外眼中的鬼画符,那可不是一般的繁琐。
蒈
而中国人对数字的看法总是神秘兮兮的,各种忌讳,祥瑞的。像不喜欢四,偏爱六
,八,
螁
九.
蒂
片子里面挑的是皇帝选陪寝的计算,that's absolutely full of
fun。据说皇帝要在十五天内和
一百二十一个老婆同房,嗯,用几何级数计算的哦,以达到阴阳相济。
芃
玩笑过后,实用点儿的就是咱著名的《九章算术》The Nine Chapt
ers。解方程都是用李子
桃子加秤砣来计算的。还有数鸡蛋的剩余定理(这个小学时候爷爷还教过我呢
),如今的数
字加密啥的用的还不是这个东东嘛,很是佩服前人,怎么就这么深入浅出的讲二元一次方程
组了呢。比现在课本有趣多了。满眼的x,y,z,哪有李子栗子荔枝梨来的水灵啊。把数学
都
给学死了,本来挺美的东西,成枯燥的演算了,悲哀啊。
蚀
对比西方的数学发展可
是领先了几个世纪呢。还有一个特点是西方多的是独立的数学家,
而咱们都是老百姓的智慧,九章算术就
只是个数学问题集。
芅
而有名的数学家像秦九韶都是legend has it
。各种传说构成的,发现很多时候咱们就是爱把
n多事安到一个人身上,像包公那堆案子多半都不是他办
的。秦九韶解三次方程的方法怎么
看怎么像程序里的迭代算法。
袅
顶多有
个算圆周率的祖冲之,结果片子里还没提到他,无语中。这就是西方个人英雄主义
和东方讲群体智慧的鲜
明对比。嗯,群策群力还是很有预见性的。
螂
四大古国,剩印度了,看看人家的成就吧。
莀
最著名的成就是
发明了阿拉伯数字,一看这个名字就纠结啊,人家印度人发明的东东,却
顶了阿拉伯的名号,就跟丹顶鹤
被叫做Japanese Crane一样的拧巴。并且印度人最终发明了
零。
芇
印度数学家婆罗摩笈多Brahmagupta给出了零的一堆性质,1+0=1,1-0=1,1x0
=0;然后
10=?这家伙冥思苦想未果,突破的还是以印度数学家婆什迦罗第二Bhaskara
II,引入了无
穷的概念infinity。竟然是用分桔子来解释的。
羃
由零的纠结发展到负数,就是印度数学在抽象思维上的发展。进而引入三角函数的概念。
继续craz
y idea,
膂
另一位印度数学家马德哈Madhava开始研究无穷级数了,
这可是极限和积分的雏形啊。而
马德哈使用的这种无穷分割方式计算圆周率的公式比莱布尼兹要早2个世
纪,可惜课本上只
记录了那德国大数学家啊。
膁
而东方对西方的数学发展
的影响离不开另一个古文明:波斯。也就是这个伊斯兰信仰的国
家的伟大的学者穆罕默德·阿尔·花刺子
模MuhammadAl-Khwarizmi发明了代数algebra这
词儿(我说怎么读着这么别
扭呢,敢情是他的著作《Al-jabr W'al-muqabala》化简来的),印
度发明的数字
也打入了西方记做阿拉伯数字了。另一个浪漫主义的数学家奥马·海亚姆Omar
Khayyam致力
于解3次方程未果,不过作为一个诗人还是很成功的。至少有本《鲁拜集》
(Rubaiyat)传世了
。
兜兜转转回到西方,意大利的数学家Leonardo of Pisa
继续解决这个方程法问题,叫莱昂纳
多的不都是达芬奇哦,这个比萨来的大名叫斐波那契,写《算经》的
。我承认我是从《达芬
奇密码》里斐波那契序列知道这家伙的。而他这序列来自于他对兔子繁殖的研究也
真是难为
他想出来这自然规律的。
莆
最终提出一元三次方程解法的是意大利的塔塔里亚Nicolo Tartaglia,更传
奇的一个人物,
都说大难不死必有后福,他就是个典型,脸上挨一刀还能坚强的活下来就不是个凡人。而
最
新的一元三次方程解法是盛金公式解法。兜兜转转还得是咱中国人给出便捷算法啊。
薁
ps:这集的配乐选的很有特色,尤其是个讲皇帝那段。
袁
第3集 空间边界 E03 The Frontiers of Space
膅
看完代数,看几何,转完亚洲回欧洲。从意大利出发一路向西探索数学之美。
蒄
当年高数老师就说数学很美,这集讲到空间,数学和艺术的结合,那叫一个美啊。
羁
怎么表现三维立体呢?
莈
皮耶罗Piero就利用数学手段表现透视法哦。
膇
17世纪
开始欧洲接过亚洲的接力棒,开始领跑世界数学了。不得不说,语言啊,是个大
barrier。
薂
欧洲人的纪念方式各不相同。剑桥有牛顿家乡那的苹果树,而法国就有个笛卡尔村Loire
Valley。啥时候咱也有陈省身大道也好啊。
蒀
而数学家都多少有些
与众不同吧,还是当年的数学老师讲的,数学学久了,基因都会变异
的。不知道生物上
膈
有没有证据,不过像笛卡尔Descartes这样日上三竿才起床,美其名曰冥想的,也的确是
成
了一代大师啊。
芈
只有疯狂的研究还不够,把自己的思想传达出去才是
正经事。梅森Mersenne作为一个数学
交流精神的沿袭者,在鼓励公众学习笛卡尔的几何成就的同
时还介绍了皮埃尔·德·费马关
于数字性质的发现。所以说,搞数学,你也不是一个人在奋斗的。
羅
继续向西,英国的大神牛顿Newton浮出水面了,可惜采访的路人基本只知道
他在物理方
面的成就,例如发现万有引力定律,可见苹果是个好东东,人见人爱的。在数学上,牛顿最<
br>大的贡献在微积分calculus,而这个兴趣广泛的人还是在莱布尼兹Leibniz的刺激下才又把
重心放在研究数学上的,有个vital reval也不错哦。而且莱布尼兹也是个在床上思考才有灵
感的人。看来枕边多放个本子随时记录是很有必要的了。
莈
单打独斗的数学家瞻仰完,看看有名的巴塞尔Basel的伯努利the
Bernoullis家族吧,有6
个打数学家哦,也是变分法calculus of variat
ion开创者。咱知道伯努利还是学动力学的时候,
各种公式啊。而伯努利大名鼎鼎的学生就是高数书里
无处不在的欧拉Euler。这家伙不仅完
善了变分法还有费马定律,在俄罗斯工作时,还开创了拓扑学
topology和解析analysis。作
为一种语言如果想popular的话,必须要有一种简
单实用的符号载体,而欧拉
袈
在数学中引入了很多实用符号。例如e:
肆
都说数学是一门艺术,嗯所以大神都多少能给你来点儿在艺术方面的惊喜,欧拉还研究出来一套新的音乐理论。
肃
转完俄罗斯再回欧洲腹地,看看德国的傅里叶Fou
rier出什么妖蛾子了。要知道现在MP3
技术科就是基于傅里叶分析的,也算是波动理论鼻祖了。
薃
接下来是数学王子卡尔·弗里德里希·高斯Carl Friedrich Ga
uss。为什么称为王子不知道,
高数是个神童倒是如假包换的。解决一堆问题,质疑一堆理论,年轻时
候在数学上应该挺愤
青的吧。不过他对虚数的完备解释是数学上的一大亮点。而他对青年的人不鼓励跟牛
顿是有
一拼的,各种耍大牌啊,直接造成研究双曲几何的雅诺斯·鲍耶Jano
Bolyai的疯癫,可怜
这个几何学上的小天才最后郁郁而终了。
蕿
发个他的经典几何图做纪念吧。
肇
不过高斯也帮过一个青年,就是伯恩哈德·黎曼Bernhard
Riemann。可见大神还是很有眼
力的。可惜黎曼39岁就去世了,不过多维空间的概念是留下了。
蒅
第4集 超越无限 E04 To Infinity and Beyond
羂
开篇第一句说的相当有哲理。
荿
Mathematics is about solving problems,
and it’s the great unsolved problems that make
maths
really
alive.(数学是一门解决问题的学科,正是数学中那些未解之谜让数学焕发了勃勃生机。)
膈
所以说你的敌人是你进步的动力啊。
薄
进入20世纪,1900年的数学大会,大卫·希尔伯特David
Hilbert数学新星哦,整理了一
些著名问题,标志现代数学的诞生,所以说要善于总结。
莁
数啊,空间啊都研究过了,接下来数学去向何处?-> infinite 无穷
聿
格奥尔格·康托Georg Cantor第一个给出了对于无穷的精确数学描述
。都说天才和疯子一
线之隔,可惜康托就是想太多,结果一直受狂躁症的折磨,难不成是有得必有失?
羆
亨利·庞加莱Henri Poincare发现的他研究的行星轨道问题的一个
结论错误,引入了Chaos,
混沌理论。这个曾经大热的数学研究方向。而且这家伙还华丽的开创了拓
扑学 这么学科。
膃
人们在意的不是距离,而是如何连接。从一维的数字到二维
面,三维空间到更高级的四维,
多维空间。数学就是在不断拓展中开劈了天地。
羆
接下来又回到德国哥廷根大学,这个充满数学大师气息的地方,大卫·希尔伯特David
Hilbert热衷于解方程和泡酒店,算是数学家中的另类分子吧,给后来者提出了23
problems
list,就怕数学家们闲着了哈。似乎数学家都有点儿个人的小怪僻。之前Phi
lip就跟我说过
他读PhD的时候,数学系的打一下午台球,摸出一张纸,写
几个公式,就是在做研究了,
了不起吧。
袁
而一个维也纳的小卒克尔特·哥德尔Kurt
Godel一样的古怪,孤僻,提出了不完备理论
袀
用数学语言描述就是这一条式子了。
肇
后期精神分裂,发现这些大师们,脑力用多了,精神上或多或少都得有点儿问题。
肅
一场二战毁了欧洲数学中心的地位,大量数学家逃亡新大陆了——美国。
芀
而普林斯顿也就此崛起了,这个老顽童登场了,Albert Einstein。
薀
这大牛,从小学就开始听他名字了,不说耳熟能详吧,也是家喻户晓的大毛头了,
咱就不
多说了。
肈
所以还是说说少数的几个女性数学家吧,第一位为女性
数学教授,索菲亚·科瓦列夫斯卡
娅Sofia Kovalevskaya一看名字就知道是哪人了吧
。还有美国数学学会第一位女性主席朱莉
娅·罗宾逊Julia Robinson。
膃
女生想在数学圈里混是很不容易的,直到她到加州伯克利遇到她丈夫,才找到知音吧。话
说这著名女性科学家怎么都是夫妻档啊,居里夫人,罗宾逊都是这样的人生轨迹呢。嗯,看
来有个志同道
合者组成家庭对于做研究很重要啊。
羄
OK,空间拓展差不多了,然后呢?埃瓦里斯特·伽罗华Evariste
Galois提出了数学的另一
个研究方向,结构
莁
结果这个才20岁的家伙在决斗中去世了,够普希金的吧。天才都这么死于意外了。
袆
如今这23个问题只剩一个问题还没解决就是黎曼猜想Riemann Hypo
thesis。猜想的内容简
而言之:就是证明“关于素数的方程的所有意义的解都在一条直线上”看看
令人想破头的问
题基本上都是看上去简单本质的吧。
结语,Mathematics is
a fabulous language of the universe
仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
For personal
use only in study and research; not for commercial
use.
Nur für den persönlichen für Studien,
Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet
werden.
Pour l 'étude et la recherche
uniquement à des fins personnelles; pas à des fins
commerciales.
только для людей, которые
используются для обучения, исследований и не
должны
использоваться в коммерческих целях.
以下无正文