除了买菜，数学还有什么用？

上海科技

2024年04月22日 10:21

“圆周率是个非常神奇的数字，任意一串数字，理论上都应该能在圆周率的小数点后面找到，比如‘1314’在3902位就能找到，而‘5201314’要到200多万位了。看来‘一生一世’容易，要‘爱一个人一生一世’就比较难了。”在对圆周率的风趣解读里，袁亚湘院士带着墨子沙龙的观众们，开启了一场有趣的数学之旅。

数学就像雕塑——本来就很美

“几乎所有数学家都认为数学是美的，当然我也不例外。”对于数学的美，袁亚湘更赞同罗素的观点——数学就像雕塑，不需要华丽的东西来妆扮，它本身的素颜就很美，数学的极美、高冷，令它成为最伟大的艺术。

开普勒曾经说过，几何上有两大美女，一个是勾股定理，另外一个就是黄金分割。黄金分割带来的美感既常见又神奇。袁亚湘举例说，在建筑领域，雅典的帕特农神庙的立面高与宽的比例为19:31，接近希腊人喜爱的黄金分割比例；流芳百世的神秘的蒙娜丽莎，头宽和肩宽的比接近于黄金比例，她的五官、下巴、手等重要部位的位置也与黄金分割密切相关。这样的例子无数次得被经典的艺术作品证实。

除了对称、比例、简洁这种外在的可见的形式，袁亚湘还提到，数学的美还体现在“干净”。数学的证明必须坚实、干干净净，没有任何瑕疵，容不得半点含糊。“就像一颗纯净的钻石，也像我们心里应该对自己保有的道德要求”。

数学人玩魔术，不比手快比公式

魔术，是大人孩子都喜欢的艺术形式。大多数魔术师玩魔术靠的是眼疾手快和道具，而数学家玩魔术靠的是公式。在今年的央视春晚，刘谦的最新魔术节目《守岁共此时》，吸引了全民的参与和热议，背后使用的其实就是最简单的小学的加减乘除。

数学好玩和有趣的一面不胜枚举。

孩子们玩的莫比乌斯带带来了“形”的乐趣；如何把两个相扣的环解开，则暗含了拓扑学的智慧；我们每个人头发都有且只有一个旋，这就涉及了高深一点的向量场知识；还有我们经常觉得巧合的各种数论问题，例如哥德巴赫猜想、孪生素数猜想，都是伟大数学与有趣游戏的结合。如果说数学的科学的皇后，数论就是皇后头上的皇冠，袁亚湘鼓励大家，多探索数学好玩的一面，如陈省身所说“数学好玩，玩好数学”。

数学源于生活，也服务于实际

数学家是干什么的？有人说，“数学家就是，你问他一个问题，他回答一个问题，对是对，但是没什么用。”袁亚湘风趣地调侃道。

而事实上，袁亚湘认为，数学并不是老师用来出题折磨你的工具，也不应该是仅供我们考学的台阶，古今中外，数学都与实际生活密不可分，它是所有自然科学和工程技术的基础，是人类文明的一部分。“我们不应该问哪个地方能用到数学，而应该反过来问哪个地方不用到数学，我真的找不到哪个领域与数学无关。”

从人类文明早期，计数就是生活中必不可少的技巧，所谓的“鸡兔同笼”问题，就是脱胎于农贸市场的实际场景；最早的古代数学书籍《周髀算经》，记载了世界上最早的关于勾股定理的记录，书中提到的伏羲和女娲手中的圆规和矩，反映的是我国古代的测量工具和方法。

到了近现代，数学更是强有力的工具，服务于我们的生活。数学为其他学科的新发现提供指导和表达形式。

无论是流行病肆虐时，数学分析对公共安全的指导作用，还是CT机、通讯技术、图像处理背后的基本原理，无论是大数据、人工智能这样需要海量数据处理的新兴产业，还是具体到与每个人钱袋子相关的经济金融，都离不开数学的应用。至于建筑工程、地质勘探、航空航天这些工程建设，更是需要数学的保驾护航。

正如数学家切比雪夫所说：“To isolate mathematics from the practical demands of the sciences is to invite the sterility of a cow shut away from the bulls。”

报告的结尾，作为一名数学家，袁亚湘认为，即使是不从事数学的人，也应该尝试学习一点数学，体会它的乐趣，而社会上以不懂数学为荣的风气更是不可取。在这位数学家看来，普通人学习数学最大的意义，并不是做出多少题，或是考试多得十分，而在于，追求真实和真理，养成讲道理的习惯。

“华盛顿曾说，‘对数学的探索让头脑习惯于推理和求真’。将来你不一定当数学家，哪怕从事别的职业，你做事之前讲推理，懂得如何科学地做决策。通过数学培养这些品质，比做对题更有意义。” 袁亚湘说。

来源：墨子沙龙

编辑：蓝悦

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