数学还能有趣到让人睡不着?是真的!
1852年,毕业于伦敦大学的弗南西斯·格思里在对地图进行着色工作时,发现了一种有趣的现象:在平面的地图上,只用四种颜色就能让相邻的国家区分开来,不至于混淆。
乍一看,这是个平平无奇的日常发现,甚至是不少熟练制图工人的常识。然而当格思里和他弟弟试着用数学的方式来证明这种现象时,有趣的事情发生了——两个高材生折腾了好一阵子,这个看似“简单明朗”的问题却毫无进展。
于是这个问题一层层往上,先是弟弟的老师,著名数学家德·摩尔根败下阵来,再转交他的好友,亦是大数学家的哈密顿爵士,还是不敌。最终,这个问题一路败尽天下数学大师,成为了世界近代三大数学难题之一,直到1976年才被人用高速计算机证明,进化成了“四色定理”。
而和它并列的另外两大难题,一个叫费马大定理,一个叫哥德巴赫猜想。
几乎每个孩子小时候,都玩过类似的给不同区域上色的手工小游戏。但谁也想不到,这样简单的小游戏里,却藏着如此艰深的数学问题,这正是数学的魅力所在。
不同于教科书里那些令人望之生畏的公式和定理,今天介绍的这套《有趣得让人睡不着的数学》(2册)+《超有趣的让人睡不着的数学》(2册)就从四色定理开始,力图把数学有趣的一面展现给读者:
藏在樱花中的√ ̄;藏在信用卡里的因式分解;藏在圆中的无限······
全系列均为32开软壳平装,内文页用的是70g轻型纸,小开本,轻体量,整套装进小书包也不会压肩膀,很适合孩子课余时间手持翻阅。适读年龄9岁+。
生活中的数学
比你想象得更有趣
提问,假如在电梯里有人放了个屁,现在用空气清醒剂把一半的臭味消除了,我们会好受一点嘛?
答案是不会,我们会觉得基本没什么变化。
正如这本《有趣得让人睡不着的数学》所言:“实际上如果想要感觉到‘啊,气味变了一半了’,必须要将气味的90%都消除掉才可以。”
这可不是什么脑筋急转弯,别看这个问题如此无厘头,背后藏着的可是标准的数学问题!实际上早在一百多年前,就有人发现,人不是根据加法,而是根据乘法来感受事物的。
这就是大名鼎鼎的韦伯—费希纳定律!
根据这个定律,我们还能举一反三,比如想要声音在我们的感受上放大一倍,那就得调大十倍才行。
从一个随处可见的生活现象入手,像是解谜一样介绍背后的数学故事和原理,先浅后深,自然而然,有趣又不失数学的美感,这就是樱井进的这套数学科普书受孩子们喜欢的原因。
而且他尤其擅长发掘传统数学中不同寻常的“阴面”,但凡了解过一次,就会在孩子的记忆中深深扎根。
比如“√ ̄”,数学书会告诉你,“根号是用来表示对一个数或一个代数式进行开方运算的符号。若aⁿ=b,那么a是b开n次方的n次方根或a是b的1/n次方(n≠0)”。
这是“√ ̄”的“阳面”,是数学教育中最寻常最普遍的解释。
但樱井进会告诉你,“√ ̄”是英文root(中文意思“根”)的首个字母r变形而成的符号。他把根号想象成植物的根,一下子让这个冰冷的数学符号变得诗意,也让孩子真正理解“根号”的意义。
这种“浪漫化“数学的做法并不会让数学的理性折损,反而让它更加亲切实际,贴合我们真正的生活。
就好像你再怎么努力描述黄金分割点的精巧美丽,也不如像书中展现一朵樱花那样直接了当——正因为暗合黄金比例,樱花才会如此惹人喜爱啊。
在教科书里的公式之外
另一个数学的世界
当我们聊起数学,下意识想到的大概是课本里的数学——一个由公式和定理,以及围绕这些公式定理们展开的证明习题所组成的世界。
但樱井进向孩子们展示了另一个数学世界的可能性,它没有很功利地按着孩子的脑袋来系统性学习数学知识,而是很真诚地在分享他心中那些数学魅力爆炸的瞬间。
至于那些公式定理,只是数学故事里一个顺带的元素,但这恰恰是《有趣得让人睡不着的数学》(2册)和《超有趣的让人睡不着的数学》(2册)这两套数学科普书的意义所在:
数学绝不仅仅是对计算好的证明步骤的背诵,它值得被孩子们重新认识,值得被喜欢甚至是热爱。
所以他才会在书中多次提到拉马努金的故事:
当这个不世出的数学天才卧病在床时,他的老师前来探望,抱怨说乘坐前来的出租车车牌太过普通,是1729。
然而拉马努金马上反驳,表示1729是个相当有趣的数字——这是个能用方法来表示两个整数的立方和的最小整数。
这个故事体现了拉马努金异于常人的数字敏感性,在他眼中的数学世界或与和绝大多数人不同,那肯定是个瑰奇美丽的世界,只可惜普通人难得窥见。
而樱井进则在努力拉进孩子们和这个世界的距离,他在告诉孩子们45°的美人角可以让人更受欢迎、无限尽头还有无限、狭义相对论背后闪烁着星星的光辉······
更重要的是,这套数学科普书中的故事总有一种向上的基调。
比如在《超有趣的让人睡不着的数学》里,樱井进从相遇问题衍生到幸运真正的概率——人生并非好坏参半,按照欧拉的公式,某种意义上,男女的相遇,购物的选择,我们遇见“对”的那个人或那件东西的概率大概是63%。
“不管是谁,上天都赋予了他‘半数以上’的美妙邂逅。这大概就是所谓的上天赐予的恩惠吧。”
而数学的奇妙在于,一旦概率确定,就算是神也无法改变,这就是数学的力量。
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