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为何没有诺贝尔数学奖,因为爱情?

2021-06-15升龙

奥秘 2021年4期
关键词:瓦尔德弹孔诺贝尔

升龙

每年的诺贝尔奖都会揭晓,而数学家们也许会感到自己被这个世界上最知名的科学奖项“抛弃了”,他们的工作明明也能“给人类带来巨大的利益”!为什么当年没有设立诺贝尔数学奖呢?原因众说纷纭,尚无定论。

当然“小道消息”却有不少,最具传播度和争议性的莫过于以下版本:

诺贝尔曾有过一位小他13岁的女友,年龄的差距并不妨碍两人感情的升温与发展。然而某天,诺贝尔深爱的这位小女友竟然移情别恋,抛弃他与一位数学家私奔了。伤心欲绝的诺贝尔对此事耿耿于怀,一直未设置诺贝尔数学奖……

不过,传闻仅仅是传闻。诺贝尔之所以未设置数学奖是因为在当时那个年代,数学并不是社会主流学科,也没有取得重大发展,但并不代表数学无用。

数学不仅可以养家糊口,还可以救命

在这里先给大家分享另一个更有趣的故事:

这个故事的主人公叫伊戈尔·塔姆,莫斯科大学毕业,著名的苏联物理学家。塔姆最为出名的成就是对切伦科夫辐射所作的理论解释,他是1958年诺贝尔物理奖获得者。

塔姆年轻的时候曾经在乌克兰敖德萨大学任物理教授,那时候还是红军和白匪打仗的年代。在红军占领敖德萨期间,有一天塔姆的食欲被勾起来了,想吃鸡肉。他顺手在家里带了六把银匙来到一个村庄,想用银匙换几只小鸡打打牙祭。

没想到这个村庄有一股土匪——马赫诺匪帮经常出没骚扰红军。正当塔姆和村民为了六把银匙能换几只小鸡而讨价还价时,土匪出现了。土匪甲看到塔姆的装束和气质压根不像村里人,怀疑他是红军的侦探,就把他抓起来直接带到土匪头子面前进行讯问。

土匪头子满脸络腮胡子,腰里别着手榴弹,胸前挂着子弹带,一副凶神恶煞的样子。匪头走到塔姆跟前,厉声喝问:你是不是想来颠覆我们乌克兰祖国啊,对你的惩处就是立即执行死刑!

塔姆慌忙辩论到:不,我就是敖德萨大学的一个穷教授,来这里就是为了弄点吃的。塔姆还想辩解,被匪头粗暴地打断:胡说!就你这熊样还是教授?你算哪门子教授?

塔姆赶紧回答道:我是物理教授,教数学的。

匪头一听塔姆是教数学的,上下打量了一下塔姆,然后慢悠悠的说:那好吧,相信你一回,就算你小子是教数学的。那我问问你,把马克劳林级数取到第n项,产生多大的误差?如果你算出来了,就饶你一命,立马放你走。如果算不出来,哼哼,你小子今天就休想活命!

塔姆简直不敢相信自己的耳朵,马克劳林级数分明是属于高等数学一个相当专门的分支学科里的高深问题,居然从一个杀人不眨眼的土匪头子嘴里说出来!

为了活命,题目再难也得做出来。塔姆在周围荷枪实弹的土匪枪口下,终于凭借深厚的数学功底哆哆嗦嗦算出了答案,然后交给匪头过目。

匪头看了看答案,嘴角不经易地露出一丝微笑:算你小子答对了,看来你这个教授不是草包,是货真价实滴。好,我也说话算话,你现在可以回家了。

塔姆终于可以活着回家了,这世界上因此也多了一位诺贝尔物理奖获得者。

这个土匪头子是谁,没人知道。如果他没有战死在疆场的话,也许以后会站在乌克兰某座大学里讲授高等数学。

看来,数学不仅可以养家糊口,关键时候还可以救命啊。

“数学就是常识的衍生物”

回归正题,我们从数据上看,诺贝尔经济学奖从1969年至2010年,共34届,获奖者51人,除了哈耶克,几乎全都用到了数学工具;一半以上获奖者有深厚数学功底,还有少数本身就是数学家。

还有大部分诺贝尔物理学奖、化学奖、医学奖得主也有着不俗的数学功底。

为什么?这恰好证明了,数学是一门连纵贯穿的学科,或者说,数学归根结底学的是思维方式。它不是解题公式与套路,解题只是一种表象,题目背后的含义,解题的思路比解出题目本身更具意义。

相信大家都有一个共同的认知:我们在学校里学到的大部分数学知识,在日常生活中都用不上。回想一下,你平时买菜的时候会用到一元二次方程吗?更别说余切函数和微积分这样的高等数学知识了。

那么,既然在课堂上学习的数学都没有用,为什么还要学?因为数学是一种语言,数学符号于数学家就相当于代码于程序员。

数学家斯坦尼斯拉斯·德阿纳,做了一个实验,他邀请15个职业数学家和15个非数学领域的学者,边思考问题,边接受脑部扫描,然后他发现,当数学家们思考数学问题的时候,他们脑部的某些区域是有特殊连接的。

也就是说,数学家一旦学会了数学的符号语言之后,就不会用普通的语言去思考数学问题了。

举个简单的例子,班主任对你说:“你的小孩这周迟到很多!”你心里肯定想:我记得我家娃这周就迟到3次,哪有很多呀,隔壁家的也迟到3次呀!

“很多”和“3”,定性和定量的分野。普通人眼里的机会,在数学眼里是概率。

仔细想想,我们的孩子将来所从事的工作大部分都与数学无关,所以现在学习数学知识可以帮助他们什么呢?

很多人恐惧数学是因为被学校的那些数学题打蒙了。但不要把应试数学和应用数学思想混为一谈,在真实世界中,用数学思想思考问题,绝大多数情况下用不到复杂的计算技能。

克劳塞维茨说过:“数学就是常识的衍生物。”数学如果脱离了常识的帮助,就变成了循规蹈矩地生搬书本知识,不会产生任何有益的结果。

数学是一个思考工具,而不是计算工具

所以就认识世界而言,数学应是一个思考工具,表达工具,而不是计算工具。亚伯拉罕·瓦尔德的一个故事能精彩地演绎这个过程:

在第二次世界大戰期间,美国军方在哥伦比亚大学建立了一个秘密研究小组,叫统计研究小组,它的任务是组织美国的统计学家为打赢二战服务。小组中牛人无数,但是天赋最高的是一位叫亚伯拉罕·瓦尔德的数学家。

这时候问题来了,美国军方为了不让自己的飞机被敌人的战斗机击落,需要给飞机装上装甲。但是装甲会增加飞机的重量,这样飞机的机动性就会减弱,还会消耗更多的燃油。所以,问题就是,怎样在防御性能和飞行性能之间找一个平衡点,在哪里加强装甲防护是最合适的。

军方为数学家提供了很多数据,美军飞机跟敌机交火后会留下很多弹孔。军方发现机身上的弹孔比引擎上的弹孔更多。因此,军方认为,最应该加强防御的是飞机的机身。

瓦尔德给出的答案与军方的想法大不一样。瓦尔德认为,需要加装甲的地方不应该是弹孔多的部位,而是弹孔少的部位,也就是飞机的引擎。

为什么会是这样的呢?从理论上讲,飞机各个部位中弹的概率是一样的。那么为什么返航的飞机身上的弹孔比引擎上的弹孔更多呢?也就是说,引擎上本来应该有的弹孔去哪儿了?

瓦尔德认为,这是因为引擎被击中的飞机都坠毁了,回来的飞机,机身上尽管留下了很多弹孔,却仍然能经住打击,所以才能安全回航。

数学家将其称为“幸存者偏差”,也就是说,你只看到幸存下来的,却没有看到那些已经死亡的。

瓦尔德运用这些简单却深奥的数学知识,就像戴上一副X射线眼镜通过现实世界错综复杂的表面现象看清本质。

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