数学对于很多人来说都是枯燥乏味的代名词。然而当你真正走近它,你会发现数学其实很有趣,魅力无穷。数学究竟好玩在哪?为什么它被称作自然科学的基石?它在我们日常生活中究竟有多重要?本期《开讲啦》邀请到了中国科学院院士、中国科学院数学与系统科学研究院研究员袁亚湘,他将为我们分享数学有趣的一面,以及科普我们生活中隐藏的数学智慧!
数学家现场秒变魔术师,圆周率背后的故事竟这般有趣
一副扑克牌在数学家的手里会出现怎样神奇的魔术?袁院士仅靠听力就能分辨出随机抽走的扑克牌是哪一张,让现场所有人叹为观止。主持人撒贝宁连忙想向袁院士拜师学艺,不料却遭到袁院士的“暴击”,“这个因为用到的知识是要大学以上了,我教你个简单的”……而袁院士所说的简单的、仅用到小学三年级数学知识的魔术更加神奇,让大家大饱眼福的同时,依然令人摸不着头脑。究竟是怎样的两个魔术呢?节目中见分晓啦!
袁院士还跟大家分享了为什么把3月14日定为国际数学日,正是因为圆周率π精确到小数点后两位是3.14,所以国际数学日也被叫作“πDay”。说到圆周率,我国古代著名数学家祖冲之当时把圆周率的精确度算到了小数点后7位,这一成就让中国的圆周率计算保持世界纪录近千年之久。而后来随着计算机的飞速发展,圆周率的计算纪录也被不断刷新。2019年,当时为了庆祝“πDay”,圆周率被计算到了小数点后31万亿位。同时,圆周率也是非常神奇的,袁院士跟大家介绍,任意一个数串不论多长,理论上都应该能在圆周率里找到。比如1314在3902位就能找到,而5201314要查到200多万位了。袁院士开玩笑地说:“看来一生一世容易,要爱一个人一生一世就比较难了。”
数学在生活中有多重要?优化法究竟是什么?
数学是自然科学的基础,在科学技术发展中也发挥了基础性作用。航空航天、人工智能、地球勘探、医疗核磁共振、通信等等领域,处处都有数学的身影。袁院士所研究的方向是“最优化”。什么是最优化?就是指在某些约束条件下,决定某些可选择的变量应该取何值,从而使所选定的目标函数达到最优的方法。袁院士说:“生活中任何存在决策的问题,都是优化问题。”通过优化法,人们能控制红绿灯让交通尽可能顺畅;能提高天气预报的准确性……在新冠疫情期间,优化法的应用大大提高了核酸检测的效率。
袁院士说,实际上我们每个人之所以成为我们自己,也是因为我们在不同的阶段做了不同的决策,从而导致我们不同。所以我们每个人,要用优化来武装我们的头脑,干什么事情,都要尽我们最大努力,做到最好。
学习数学要从兴趣出发,神秘网友邀请袁院士爬山
面对很多网友觉得数学太难的问题,袁院士认为,一方面中学的数学跟大学的数学差别太大太大。“上大学之前学到的数学就是个小拇指头这么一点点”,他告诫现在的学生,不管中学数学有多好,上了大学一定要高度警惕,因为学的东西完全不一样。另一方面,学习数学要从兴趣出发。不管是老师还是家长,对于孩子的数学教育,最重要的是要教会他们数学背后的奥秘与道理,要让孩子觉得好玩。“千万别把数学当作语文来教”!袁院士也分享了自己的学习故事,他的学习兴趣和爱思考的习惯得益于母亲的培养,也正是基于学习兴趣,他才通过努力在升学过程中不断取得优异成绩,才能在多年的数学研究中克服重重困难。
节目中,有一位网友留言想和袁院士一起去爬山,这让大家瞬间“吓了一跳”。这位神秘网友是谁?他又会在现场爆料出哪些让人意想不到的故事?更多精彩,敬请关注本期《开讲啦》。
播出时间:2021年3月20日 22:30档