數學之美

游斯彬

大家好，我畢業于英國的華威大學，學的是數學專業。

我相信很多人一聽到數學就會聯想到無窮無盡的公式、定理、概念，背背背、算算算，特別無聊、特別無趣，對吧？

但是我今天站在這里，就是想告訴大家，其實數學是一門無比美妙的學科，而且它蘊藏著偉大的力量。

我愛上了一個姑娘

它還可以跟愛情有關。

我上高中的時候，情竇初開。我們班上有個金發碧眼的女孩，特別好看，我十分喜歡她，但是我剛到英國的時候英語不好，而她性格又比較內向，我不知道怎么樣與她接觸。

直到有一天，她突然來找我問一道數學題。我特別高興，覺得自己終于找到了可以接觸她的方式。

于是，我開始苦學數學，用一年的時間把英國兩年的高中數學全學完了。我期待著她每一次問我數學題時，我都能侃侃而談。我要成為她數學上的依靠，這樣就有了日久生情的機會。

臨畢業時，我覺得表白的時機到了，不然就再也沒有機會了。我開始思考，我應該怎樣對她表白呢？說我愛你？太俗，配不上我高貴的愛情。于是，我就想能不能給她一次獨特的表白，讓她刻骨銘心。

我遍查典籍，發現當年大數學家笛卡兒在給瑞典公主表白的時候，寫了一封信，內容只有一個方程，而這封信現在還存放在博物館里，成為千古美談。

笛卡兒的信上寫的是“ra（1-sinθ）”。

各位，有誰知道它是什么意思嗎？

這位公主是個低調的數學迷，一眼就看破了其中真意。優雅地在紙上畫了一個直角坐標系，然后將曲線畫了出來，于是一幅心形圖案躍然紙上。

這是一種數學家獨特的浪漫，實在是酷！

所以我準備照貓畫虎。我找來一張紙，也給她寫了這個方程，然后滿心歡喜地送給她。

可我千算萬算沒想到，人家數學本來就不好，我再給她寫一個方程，人家以為我故意難為她，這件事就沒成。

雖然失戀，但我愛上了數學

雖然姑娘沒有愛上我，但我因此愛上了數學。

數學的美無法言說，它擁有揭露宇宙星辰奧秘的力量，是一切科學的基礎，以至被稱為“萬物之理”的物理學，也得管數學叫“爸爸”。

在21世紀之前，牛頓被認為是世界上最偉大的物理學家，在他去世之后的160多年里，大家一致認為，在廣袤的宇宙空間中，上至星辰大海，下到汽車輪船，沒有什么是牛頓的理論解釋不了的。

直到160多年后，科學家突然發現了一個震驚整個物理學界的現象。

按照牛頓的理論，如果我們在移動過程中向前方扔一個球，這個球的速度一定快于在原地投擲它。光也是如此，如果我們乘坐光速飛船，然后向運動的前方投射一束光，那這束光的速度應該快于在原地投射一束光。

可實驗結果顯示，光的速度是不變的，與光源的運動速度無關。

所有的物理學家全蒙了，這怎么可能呢？因為這意味著牛頓構建的“物理大廈”出現了問題。

大廈將傾，就像我們辛苦地蓋起摩天大樓，在封頂的前一刻，突然發現地基出現了問題，怎么辦呢？所有人都不知道答案。

直到一個叫愛因斯坦的年輕人出現，才發現了問題的根源所在。他清楚地知道，要解決這個問題首先需要一種數學工具。于是他花了10年的時間去重修數學，而這門數學就叫作黎曼幾何。之后才有了現代物理學里的廣義相對論。

在此刻，何為數學？

它是扶將傾之大廈的力量，它能力挽狂瀾。而后來，它又將人類帶到了一個全新的領域，向我們揭示原來這世間真的有時空穿梭的可能。

數學，勝過百萬雄兵

說到這里，可能會有人說，數學不就是一門工具嗎，有什么了不起的，孔子還說“君子不器”呢。那我告訴你，如果這門工具用好了，它能勝過百萬雄兵。

1943年是第二次世界大戰的關鍵節點，英美聯軍與德國納粹在北大西洋上進行著激烈的角逐。

英美艦隊的運輸船時常受到德國艦隊的襲擊，被擊沉率高達25%，數以百萬噸計的物資無法及時運送到前線的將士手中，而這是一場決定雙方生死存亡的戰役。

萬分危急之下，英美聯軍統帥急調一批數學家來到指揮部，看他們有沒有什么辦法。

一批精通統計的數學家來到前線，經過一番調研發現，其實德國軍隊壓根不知道英美艦隊的準確出航時間，他們只是以很高的頻次在海上巡游，以期有更高的概率遇上英美的艦隊，從而進行打擊。

那此刻最好的辦法是什么呢？一定不是分散出行，而應該集中出行。

舉個例子，如果有5個小孩犯了錯誤，如果他們分別回到自己家里，老師去哪家抓人都會有所收獲，一定一抓一個準。

但是如果5個人都躲在其中一人家里，那每個人被抓住的概率就只有20%了。

所以聯軍統帥緊急修正方案，改分散出行為集中出行，所有的艦隊共同駛出港口，一起通過危險區域，集中火力掩護運輸隊伍，然后各自駛離。

這一舉措成功地將被擊沉率從25%降至1%。

這門學問在英語里叫作Operational Research，中文叫作運籌學，取的是“運籌帷幄之中，決勝千里之外”的意思。

這時候，數學的力量成為國之興亡的關鍵因素。

數學是我們腳下這片土地的未來

在先秦時，有一部叫作《九章算術》的數學著作，其中的負數概念在西方直到16世紀才見諸文字。

公元480年，祖沖之率先用割圓法將圓周率推算至3.1415926與3.1415927之間，這一成就領先了西方1000多年。

而到了盛唐時期，我國已經掌握了高次方程的完整解法，而西方直到近代才得窺門徑。

那時，現代數學的大門已經向我們敞開。

可是，到了明朝，統治者決定以八股取士，將數學從科舉考試中剔除，于是萬千學子再也無人將目光投向數學，數學隨之衰微，我國的數學不進反退。

幸而在新中國成立以后，一批一批的數學巨匠歸國報效國家。

他們興辦學校，發展數學，為祖國的現代科學發展打下了基礎。

他們是誰？他們中有華羅庚，有陳省身，有蘇步青。

今天我們看到國家科技之強盛、技術之進步，正是這些大師所打下的根基。

當今我們最常聽到的三大技術是：云計算、大數據和人工智能，而它們都與數學有著密不可分的聯系。

信息革命的背后其實是以數學為根基的革命。

所以，何為數學？

數學是通往星辰大海的密鑰，是國防科技的護盾，是我們腳下這片土地的未來。

數學是一門偉大的學問

可是，數學這般偉大，若你身邊真的有一個人對你說，他熱愛數學，要投身于此，你們會以怎樣的目光去看他呢？

可能會有人問他：“你學數學，能賺錢嗎？能買房嗎？買得起車嗎？養得了家嗎？你想成為華羅庚，天下有幾個人做到，而你憑什么？”

你知道嗎，當這種話聽得多了，人就真的會懷疑，會覺得自己真的不行，會覺得這門學問真的沒有用，并因此而錯過。

我就是這樣的。我曾經立志成為一名數學家，可是后來離開了。聽到這樣的言論甚至指責，我屈服了，所以數學于我而言成為深深的遺憾，而且隨著年齡的增長，這種感覺愈發強烈。

而此時，我之所以站在這里跟大家談數學，是因為我不希望這種遺憾再次發生。

我想說：如果你身邊真的有一個人熱愛數學，請你不要打擊他心中那顆小小的種子，請你讓它去發芽、去生長。很多最終改變了這個世界的東西，最初看起來并不是那么有用、那么能掙錢。

同樣，如果你熱愛數學，請繼續在這條道路上拼搏。我想告訴你，請你堅持下去，若有人再次質疑你，請你理直氣壯地告訴他——數學有用，而且它是一門偉大的學問！