从简单的加减乘除到平面知识,从立体几何到线性代数,从微积分到概率,从对数到复数,从基础数学到数学的种种应用。我们的学习、生活和工作,处处都是数学的痕迹。
量子物理学家、科普作家迈克·布鲁克斯认为,数学是艺术创作的法则,是多重宇宙的入口,是机器思考的起点,是无限奥秘的终点。
在他的新作《美妙的数学》之中,他介绍了数学的重要理论以及在各行各业中的应用和发展过程,帮助我们从数学中找到快乐和意义。
全书分为八章,分别为算术、几何、代数、微积分、对数、虚数、统计学、信息论。数学的发展经历了漫长的过程,科学家和学者对于数学的探索从未停止。
如果说数字是计算事物的数量,那么当数字应用到形状、点、线的世界,就发展出了几何学。比如我们上学曾经学过的勾股定理、欧几里得定理、中线定理、余弦定理都属于几何学。
将数字当作某种符号,加以复杂的数学关系和变量,就成为了代数。在我国古代《九章算术》一书中,就有方程问题。
代数的出现,帮助我们人类解决了无数问题。比如联邦快递和优比速利用线性代数计算最佳的的送货路线,谷歌网页排序算法其实是线性代数的应用之一,销售商可以利用二元方程计算所得利润等。
相比代数,微积分专门针对变化的事物,用于预测我们周围正在发生的变化将导致何种结果的计算,是不可或缺的工具之一。
微积分的第二个意义,就在于寻找最大值和最小值。比如,工程师们利用微积分方程来描述桥梁材料的质量、刚度和运输阻力之间的相互作用,找到最佳悬索布局。
迈克·布鲁克斯却认为,“无穷的分割就是微积分的意义所在,无穷的概念是微积分的核心”。
无穷分为无穷大和无穷小。第一个尝试无穷小的人是德国天文学家约翰内斯·开普勒,而他研究的目的居然是为了在婚礼上省钱。没错,就是这么“朴素”的研究目的。
此外,书中还描述了对数的发展过程,尤其是对数尺滑尺这一发明的重要性,介绍了虚数这一存在的特殊意义,总结了数学在统计学和信息论中的重要作用,让我们真正认识到的数学妙处。读罢,不由发出“美妙的数学”的感慨!
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