数学之美

游斯彬

大家好，我毕业于英国的华威大学，学的是数学专业。

我相信很多人一听到数学就会联想到无穷无尽的公式、定理、概念，背背背、算算算，特别无聊、特别无趣，对吧？

但是我今天站在这里，就是想告诉大家，其实数学是一门无比美妙的学科，而且它蕴藏着伟大的力量。

我爱上了一个姑娘

它还可以跟爱情有关。

我上高中的时候，情窦初开。我们班上有个金发碧眼的女孩，特别好看，我十分喜欢她，但是我刚到英国的时候英语不好，而她性格又比较内向，我不知道怎么样与她接触。

直到有一天，她突然来找我问一道数学题。我特别高兴，觉得自己终于找到了可以接触她的方式。

于是，我开始苦学数学，用一年的时间把英国两年的高中数学全学完了。我期待着她每一次问我数学题时，我都能侃侃而谈。我要成为她数学上的依靠，这样就有了日久生情的机会。

临毕业时，我觉得表白的时机到了，不然就再也没有机会了。我开始思考，我应该怎样对她表白呢？说我爱你？太俗，配不上我高贵的爱情。于是，我就想能不能给她一次独特的表白，让她刻骨铭心。

我遍查典籍，发现当年大数学家笛卡儿在给瑞典公主表白的时候，写了一封信，内容只有一个方程，而这封信现在还存放在博物馆里，成为千古美谈。

笛卡兒的信上写的是“ra（1-sinθ）”。

各位，有谁知道它是什么意思吗？

这位公主是个低调的数学迷，一眼就看破了其中真意。优雅地在纸上画了一个直角坐标系，然后将曲线画了出来，于是一幅心形图案跃然纸上。

这是一种数学家独特的浪漫，实在是酷！

所以我准备照猫画虎。我找来一张纸，也给她写了这个方程，然后满心欢喜地送给她。

可我千算万算没想到，人家数学本来就不好，我再给她写一个方程，人家以为我故意难为她，这件事就没成。

虽然失恋，但我爱上了数学

虽然姑娘没有爱上我，但我因此爱上了数学。

数学的美无法言说，它拥有揭露宇宙星辰奥秘的力量，是一切科学的基础，以至被称为“万物之理”的物理学，也得管数学叫“爸爸”。

在21世纪之前，牛顿被认为是世界上最伟大的物理学家，在他去世之后的160多年里，大家一致认为，在广袤的宇宙空间中，上至星辰大海，下到汽车轮船，没有什么是牛顿的理论解释不了的。

直到160多年后，科学家突然发现了一个震惊整个物理学界的现象。

按照牛顿的理论，如果我们在移动过程中向前方扔一个球，这个球的速度一定快于在原地投掷它。光也是如此，如果我们乘坐光速飞船，然后向运动的前方投射一束光，那这束光的速度应该快于在原地投射一束光。

可实验结果显示，光的速度是不变的，与光源的运动速度无关。

所有的物理学家全蒙了，这怎么可能呢？因为这意味着牛顿构建的“物理大厦”出现了问题。

大厦将倾，就像我们辛苦地盖起摩天大楼，在封顶的前一刻，突然发现地基出现了问题，怎么办呢？所有人都不知道答案。

直到一个叫爱因斯坦的年轻人出现，才发现了问题的根源所在。他清楚地知道，要解决这个问题首先需要一种数学工具。于是他花了10年的时间去重修数学，而这门数学就叫作黎曼几何。之后才有了现代物理学里的广义相对论。

在此刻，何为数学？

它是扶将倾之大厦的力量，它能力挽狂澜。而后来，它又将人类带到了一个全新的领域，向我们揭示原来这世间真的有时空穿梭的可能。

数学，胜过百万雄兵

说到这里，可能会有人说，数学不就是一门工具吗，有什么了不起的，孔子还说“君子不器”呢。那我告诉你，如果这门工具用好了，它能胜过百万雄兵。

1943年是第二次世界大战的关键节点，英美联军与德国纳粹在北大西洋上进行着激烈的角逐。

英美舰队的运输船时常受到德国舰队的袭击，被击沉率高达25%，数以百万吨计的物资无法及时运送到前线的将士手中，而这是一场决定双方生死存亡的战役。

万分危急之下，英美联军统帅急调一批数学家来到指挥部，看他们有没有什么办法。

一批精通统计的数学家来到前线，经过一番调研发现，其实德国军队压根不知道英美舰队的准确出航时间，他们只是以很高的频次在海上巡游，以期有更高的概率遇上英美的舰队，从而进行打击。

那此刻最好的办法是什么呢？一定不是分散出行，而应该集中出行。

举个例子，如果有5个小孩犯了错误，如果他们分别回到自己家里，老师去哪家抓人都会有所收获，一定一抓一个准。

但是如果5个人都躲在其中一人家里，那每个人被抓住的概率就只有20%了。

所以联军统帅紧急修正方案，改分散出行为集中出行，所有的舰队共同驶出港口，一起通过危险区域，集中火力掩护运输队伍，然后各自驶离。

这一举措成功地将被击沉率从25%降至1%。

这门学问在英语里叫作Operational Research，中文叫作运筹学，取的是“运筹帷幄之中，决胜千里之外”的意思。

这时候，数学的力量成为国之兴亡的关键因素。

数学是我们脚下这片土地的未来

在先秦时，有一部叫作《九章算术》的数学著作，其中的负数概念在西方直到16世纪才见诸文字。

公元480年，祖冲之率先用割圆法将圆周率推算至3.1415926与3.1415927之间，这一成就领先了西方1000多年。

而到了盛唐时期，我国已经掌握了高次方程的完整解法，而西方直到近代才得窥门径。

那时，现代数学的大门已经向我们敞开。

可是，到了明朝，统治者决定以八股取士，将数学从科举考试中剔除，于是万千学子再也无人将目光投向数学，数学随之衰微，我国的数学不进反退。

幸而在新中国成立以后，一批一批的数学巨匠归国报效国家。

他们兴办学校，发展数学，为祖国的现代科学发展打下了基础。

他们是谁？他们中有华罗庚，有陈省身，有苏步青。

今天我们看到国家科技之强盛、技术之进步，正是这些大师所打下的根基。

当今我们最常听到的三大技术是：云计算、大数据和人工智能，而它们都与数学有着密不可分的联系。

信息革命的背后其实是以数学为根基的革命。

所以，何为数学？

数学是通往星辰大海的密钥，是国防科技的护盾，是我们脚下这片土地的未来。

数学是一门伟大的学问

可是，数学这般伟大，若你身边真的有一个人对你说，他热爱数学，要投身于此，你们会以怎样的目光去看他呢？

可能会有人问他：“你学数学，能赚钱吗？能买房吗？买得起车吗？养得了家吗？你想成为华罗庚，天下有几个人做到，而你凭什么？”

你知道吗，当这种话听得多了，人就真的会怀疑，会觉得自己真的不行，会觉得这门学问真的没有用，并因此而错过。

我就是这样的。我曾经立志成为一名数学家，可是后来离开了。听到这样的言论甚至指责，我屈服了，所以数学于我而言成为深深的遗憾，而且随着年龄的增长，这种感觉愈发强烈。

而此时，我之所以站在这里跟大家谈数学，是因为我不希望这种遗憾再次发生。

我想说：如果你身边真的有一个人热爱数学，请你不要打击他心中那颗小小的种子，请你让它去发芽、去生长。很多最终改变了这个世界的东西，最初看起来并不是那么有用、那么能挣钱。

同样，如果你热爱数学，请继续在这条道路上拼搏。我想告诉你，请你坚持下去，若有人再次质疑你，请你理直气壮地告诉他——数学有用，而且它是一门伟大的学问！