????為什么學數學總是學不進去,或是總也學不好?其實是你一直還沒踏入數學
學習的門檻。數學不是一個單獨的學科,眾多學科都與其相關聯。在生活中,數
學也無處不在。當你真正了解了數學的本質,學會用數學思維去思考一切后,你
就會發(fā)現,原來數學就這么簡單,而且,學數學真的會上癮。請跟隨本書,開啟
一段從史前時期到人工智能時代的跨越千年的數學之旅。
《學數學會上癮》是一本讓你徹底改變對數學的認知的圖書,它打破了人們對數學的傳統(tǒng)印象,通過生動的案例和豐富的知識點讓數學這門學科不再令人望而卻步。本書作者引領我們了解到數學的奧秘和實用性,讓我們不再覺得數學只是一個枯燥乏味的學科,而是開始聚焦于數學思維,在日常生活中看到世界的另一面。閱讀《學數學會上癮》會讓你感受到學習數學的樂趣,它是解讀數學世界的一本經典之作,數學愛好者的讀物。數學不僅是眼前的題海,讓孩子看到無限廣闊的數學世界,希望更多人能夠通過它愉悅地學習數學,開啟自己的數學之旅!
真的是萬物皆數嗎
2?500年前,古希臘數學家畢達哥拉斯曾說:“萬物皆數。”幾千年過去了,他的這句話還對嗎?我的回答是:盡管數的概念比那時擴展了許多,但他的這句話更加顯得正確了。每天早上,當你醒來,打開手機看新聞,你就是“數字”。新聞小程序會根據代表你的那個數字選擇內容推送給你。你打開冰箱,吃了些早點,你吃進去的食物也是“數字”,因為這些食物所包含的熱量值都是數字,而這些熱量數字將決定你晚上在體重秤上的數字。你出門上班,上了一輛公交車,公交車也是一“數字”。公交車時刻把自己的位置以數字形式發(fā)送給調度中心,以便其監(jiān)控和調度。公交車上也有攝像頭,記錄車廂內的情況,以數字形式存在硬盤上。公交車上的報站系統(tǒng)也是數字形式的。終,每天的行駛數據也會是無數的數字。你到了公司,打開計算機,數字就更多了,很可能你一整天打交道多的也是數字。如果你是戶外體力勞動者,你也離不開數字。在建筑工地上,每個建筑在圖紙上時都是數字。建筑的結構是否合理、需要使用多少建材、工期多久,都是用數字計算出來的。如果你是快遞員,那么每件快遞都是“數字”,快遞路線的導航也依靠數字。如果你是營業(yè)員,那么每筆交易都是“數字”。終,每個人的業(yè)績和工資也是數字。晚上,你回到家,聽些音樂,玩一會兒游戲,看一會兒流媒體,這些內容本質都是“數字”。
在現代人的生活中,隨時隨地都是數字。還有兩項人工智能領域的科技進展,進一步證明了數字和數學在其他領域的重要作用。一個例證是,英國Deepmind公司開發(fā)了一款可以預測蛋白質結構的人工智能軟件AlphaFold。其新聞稿稱:AlphaFold將人類蛋白質組預測范圍覆蓋到了98.5%,其中對58%的氨基酸的結構做出可信預測,對36%的氨基酸結構預測達到很高的置信度。這個軟件無疑是生物醫(yī)藥領域的一大技術突破,而新聞中的一些術語,如“可信預測”和“置信度”無不透露出數學的作用。另一個例證出現在人工智能繪畫領域,很多的人工智能工具已經可以根據文字描述,自動生成繪畫作品。比如,右面這幅OpenAI公司的DALL·E2生成的圖片:其文字描述是“泰迪熊像瘋狂科學家那樣,混合冒泡的化學物質,像20世紀90年代的卡通片風格”,雖然圖片本身并非盡善盡美,但要想到這只是人工智能的“創(chuàng)作”,是不是很神奇?
距離上一本《老師沒教的數學》出版,已經過去3年了。3年里,不斷有新的科技進展突破,在這些突破中,或多或少都有數學的作用。我希望我的書能提供給大家更多有趣的數學知識,讓大家更喜歡數學。相信若干年以后,在我的讀者中,有些能成為出色的專業(yè)數學工作者,這將是對我的回饋。
李有華
愛數學的T男科普聯盟科學發(fā)聲會成員,復旦大學計算機工程碩士人氣數學科普節(jié)目大老李聊數學主播。
序
前言
章? 萬物皆隨機
中文是有效率的語言嗎? ? /? 002
“三人成虎”能用數學解釋嗎? ? /? 015
“亂打”鍵盤得到數字是隨機數嗎? ? /? 025
在“確定”中產生“不確定”? ? /? 036
“混沌”中的有序? ? /? 047
第二章? 隱秘而偉大的數字
三維世界中的“和諧”比例? ? /? 058
有意思的163? ? /? 065
為什么數軸是連續(xù)的 ? ? /? 072
無理數與無理數還不一樣? ? /? 079
整數與整數都差不多? ? /? 084
第三章? 你也能攀登數學界的“珠穆朗瑪峰”
費馬也會犯錯嗎? ? /? 092
形形色色的質數? ? /? 099
合數里的質數“偽裝者”? ? /? 110
如何鑒定一個數為質數? ? /? 118
質數的鄰居住多遠? ? /? 127
第四章? 繞不過的對稱問題
出人意料的一道排列組合題 ? ? /? 138
正多面體上的“環(huán)球旅行”和正十二面體上的一條特殊路徑 ? ? /? 149
“大自然的恩賜”? ? /? 158
三人行,必有排列組合題? ? /? 173
打結也能用數學研究嗎? ? /? 185
第五章? 人工智能怎么丟骰子
數學家的紙上計算機? ? /? 200
八維空間好砌墻? ? /? 213
計算機怎么丟骰子? ? /? 222
盒子里怎么裝球? ? /? 232
算法理論中的王冠? ? /? 245
“復雜度動物園”中的“俄羅斯套娃”? ? /? 256
第六章? 數學也是一門生意
區(qū)塊鏈有故事? ? /? 266
數字藏品有價值嗎? ? /? 274
淺說數字人民幣? ? /? 278
第七章? 修煉你的數學思維
一個半世紀的征程? ? /? 284
二十四維晶體中特有的對稱? ? /? 294
意外發(fā)現的兩個領域的關聯? ? /? 302
怎么學數學不累? ? /? 311
書中一些思考題的解題思路和解答? ? /? 319
后記 紀念“數學大玩家”約翰·康威? ? /? 329
隱藏任務 :尋找有限單群周期表