無所不在的數學
今天下午15時10分,搭載天舟三號貨運飛船的長征七號遙四運載火箭,在我國文昌航天發射場點火發射,約597秒後,飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,發射取得圓滿成功。
飛船發射成功是我國綜合實力的體現,其中涉及了大量的數學問題。可以這麼說,離開了數學,現代科技就是無源之水。甚至某些我們認為理所當然的邏輯問題和技術手段都曾經與某個數學問題有著深厚的淵源。
公元820年左右,波斯數學家花拉子密完成了他的手稿《代數學》,在這本書中,他收集整理了一些基本的代數運演算法則。平衡是代數的基礎概念之一,而方程則體現了平衡之理。
但對很多同學來說,學方程背公式還是覺得有些困難,那麼有沒有更好的方法學會這些方程呢?
英國科學經典讀物《數學的奧秘——數學方程式原來可以這樣學》就可以幫你解答這個困惑。
這本書用最樸實的語言把數學公式那身令人望而生畏的“晦澀外衣”脫掉,讓我們看到了一個充滿生機的方程式,同時還闡述了它的起源、構成、含義和應用。
和教科書上的數學公式不同,作者講的不是怎麼解題,而是用大量例項告訴我們,這些公式在我們生活中的重要 ,在吸引我們學習興趣的同時,更有助於我們掌握公式的內涵。
比如在文首提到的航天領域,離不開球面幾何。地球的表面是個曲面,圍繞地球飛行的飛行器也是在曲面上飛行。而平面和曲面,雖然都是面,但對於幾何來說,卻是兩種完全不同的體系。在平面上,我們遵循三角形三個內角和等於180度這個定理。而在曲面上,三角形的內角和卻大於180度。 為什麼我們在陸地上測量距離用公里作為標準,而航海用的卻是海里這個標準?因為我們在海上航行,航跡是一個大圓,所以需要用“度“來衡量航行的距離。一海里就是1/60度的距離,也被稱為“分”。 而如果用平面的測量方法則會造成很多不便。這也解釋了為什麼我們在地圖上看到的飛機航線都是弧形,而不是一條直線。
球面幾何在和物理相遇後,更是催生了“廣義相對論”。完美解決了採用“歐幾里德幾何”得“狹義相對論”所解釋不了的很多問題。
在航天領域還有很多方面應用了數學中的一個重要方程——糾錯碼。比如今年火星距離地球為5500萬公里,我們的“祝融號”火星車在這麼遠的距離仍能持續傳回清晰的火星照片,讓人驚歎不已。地火之前電磁環境非常複雜,難道它傳回的資料沒有受到一點干擾嗎?答案是否定的。關鍵在於它有“糾錯碼”的加持,完美實現了自我糾錯,在不增加資訊傳送次數的同時,完成了資訊的準確傳遞。
書中還有很多內容與我們的生活息息相關,這不僅對學生有很大幫助,對很多成年人來說,也有很大幫助。它讓我們透過日常現象看到了很多的生活中的小秘密……