音樂家說
數(shù)學是世界上最和諧的音符。
植物學家說
世界上沒有比數(shù)學更美的花朵。
美學家說
哪里有數(shù)學,哪里才有真正的美。
哲學家說
你可以不相信上帝,
但是你必須相信數(shù)學,
世界什么都在變,
當我們談論數(shù)學時,你第一時間想到的也許是被數(shù)學老師的作業(yè)壓抑的喘不過氣來,被數(shù)學壓軸題選修課難的只想放棄。其實這是你并沒有真正的走進數(shù)學的殿堂。
今天,請你暫且放下心中對教育制度的憤恨,讓我們來一次偉大的數(shù)學公式巡禮。如果你在上學的時候老師告訴了你數(shù)學公式背后有這么多有趣的故事,你會愛上數(shù)學嗎?
NO.1 世上最簡單的公式
稍有數(shù)學閱歷的人都會發(fā)現(xiàn),越是'簡潔'的公式,越是充滿美感。而 1+1=2,這是所有公式中最簡單明了的一個了,數(shù)學愛好者將其發(fā)明歸功于上帝。
公式背后的故事
盡管從遠古起人們都心照不宣地知道 1+1=2,但直到1557年的某一天,這一等式才寫成類似于我們今天的形式。也就是說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。
NO.2 畢達哥拉斯定理
即勾股定理'勾三股四弦五',這一定理是如此地深入每一個地球人的心靈。它是人類早期發(fā)現(xiàn)并證明的重要數(shù)學定理之一,也是用代數(shù)思想解決幾何問題的最重要的工具之一。勾股定理(畢達哥拉斯定理)約有400種證明方法,是數(shù)學定理中證明方法最多的定理之一。
公式背后的故事
畢達哥拉斯是古希臘傳統(tǒng)數(shù)學和哲學的創(chuàng)始人。以他的名字命名的學派是一個個人崇拜的秘密組織,鼓吹節(jié)欲、尊長和一夫一妻制。
他認為,世界萬物都是由數(shù)字統(tǒng)治的,他用數(shù)字推斷人的命運,如奇數(shù)被認為與男性有關,而偶數(shù)與女性有關。他發(fā)現(xiàn)了稱之為'完全數(shù)'的數(shù)字,也就是那些等于自己全部真因子之和的數(shù)字。比如:6(6=1+2+3)和 28(28=1+2+4+7+14)。已知的完全數(shù)共有47個,隨著計算機發(fā)展速度的日益加快,每隔幾年就會發(fā)現(xiàn)新的完全數(shù)。
NO.3 圓周率的發(fā)現(xiàn)
圓周率已經(jīng)被人們算到10萬億位精度了。傳言說如果用某一種算數(shù)來說,每個人的生日包括其一生的故事都可以在圓周率中找到。雖是傳言,其實這也是事實,圓周率就是有這種神奇的魅力。
公式背后的故事——布豐投針實驗
在地板上畫一系列間距為2厘米的平行線,然后把一根長度為1厘米的針扔在地板上。那么,這根針與地板上的線條相交的概率是多少呢?1733年,法國博物學家布豐第一次提出了這個問題。1777年,布豐自己解決了這個問題——這個概率值是1/π。
看到這個事實,阿基米德會目瞪口呆、劉徽會無語凝眸。所以,如果上帝創(chuàng)造了整數(shù),而且他也創(chuàng)造了π,那或許上帝其實是一臺計算機。
NO.4 費馬最后的定理
1637年的某一天,法國律師兼業(yè)余數(shù)學家費馬,在一本書的空白處寫下了下面一段話:
任何立方數(shù)都不可能寫為兩個立方數(shù)之和的形式,也沒有任何四次方數(shù)可以寫成另外兩個四次方數(shù)的形式。普遍地說,任何二次以上的冪都不可能寫成另外兩個同次冪的形式。
即,當指數(shù)n大于2時,上述方程沒有整數(shù)解。
在寫下上面的猜想后,這個天生羞澀、沉默寡言的人卻跟世界玩了一個惡作劇,他又寫道:
對此我已經(jīng)找到了一個真正絕妙的證明,但這里空白處太小,寫不下。
然而,他怎料到,他隨意寫下的兩句手記,卻讓350年間的無數(shù)數(shù)學家耗盡一生,也沒能找到那個證明。直到1994年,英國人安德魯·懷爾斯才證明了費馬最后定理。
公式背后的故事
德國數(shù)學家沃爾夫斯凱爾因追求一位漂亮女性被拒絕,遂決定在午夜鐘聲響起時開槍自殺。他認真地安排好后事,寫下遺囑。他的高效率使得所有的事情略早于午夜的時限就辦完了。為了消磨最后的幾個小時,他到圖書室翻閱數(shù)學書籍:一篇關于費馬大定理證明的論文……他不知不覺拿起了筆,一行一行進行計算……
然后,天亮了。
沃爾夫斯凱爾為自己發(fā)現(xiàn)并改正了論文中的一個漏洞感到無比驕傲,原來的絕望和悲傷消失了,數(shù)學將他從死神身邊喚回。
1908年,得享天年的沃爾夫斯凱爾寫下了他新的遺囑:他財產(chǎn)中的一大部分作為一個獎,規(guī)定獎給任何能證明費馬大定理的人,獎金是10萬馬克,按現(xiàn)在的幣值超過100萬英鎊。
這是他對那個挽救過其生命的蓋世難題的報恩方式。
NO.5 微積分基本定理
微積分是微分和積分的總稱,'無限細分'就是微分,'無限求和'就是積分。
微積分的誕生是數(shù)學史上最有影響的創(chuàng)舉,從此數(shù)學家和科學家在討論連續(xù)變化的數(shù)量時便有了科學依據(jù)?;瘜W、生物學、地理學、現(xiàn)代信息技術等學科運用微積分的方法推導演繹出各種新的公式、定理,促成了后來一切科學和技術領域的革命。離開微積分,人類將停止前進的步伐。
恩格斯曾說:'在一切理論成就中,未必再有什么像17世紀下半葉微積分的發(fā)現(xiàn)那樣被看作人類精神的最高勝利了。'
公式背后的故事
牛頓和萊布尼茨幾乎是同時獨立地發(fā)明了微積分,萊布尼茨稍晚幾年。在1673到1675年之間的某個時刻,萊布尼茨曾與牛頓聯(lián)系,想知道牛頓到底已經(jīng)知道了些什么,并提出了某種交換信息的建議:你告訴我這個,我就告訴你那個。
牛頓在回信中透露了微積分基本定理,但把它隱藏在一個難以破解的字母易位字謎中。牛頓顯然并不想與萊布尼茨分享他的發(fā)現(xiàn)。他只是要留下伏筆,一旦萊布尼茨以后說這一定理是他自己的,牛頓就可以此證明他才是第一個發(fā)明人。敢情偉大的科學家也這么小心眼兒呢!
阿基米德、開普勒、高斯、牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦……他們用代表著人類的智慧,向宇宙提問、與宇宙對話,將關于宇宙的秘密翻譯成我們能懂的語言,這種語言就是如上這些光耀后世的'數(shù)學公式'。
每一個偉大公式都是人類文明的集中體現(xiàn),每一個偉大公式見證的,都是科學的美麗與人類的尊嚴,每一個偉大的公式背后,都有一段值得回味的故事。
更多好玩的數(shù)學故事,歡迎同學們持續(xù)關系洞穿高考,我們會不定期更新更多有趣的數(shù)學故事的。
部分內(nèi)容整理于網(wǎng)站,侵刪!
數(shù)學與藝術的碰撞
理性與美感的邂逅
聯(lián)系客服