数学在自然界中随处可见,甚至在我们意想不到的地方。它可以帮助解释星系如何旋转,外壳曲线,模式复制和河流弯曲。
即使是主观情绪,比如我们发现的美好情绪,也可能有数学解释。
新南威尔士州科学大学数学与统计学院讲师Thomas Blietz博士说:数学不仅被认为是美的,而且是美的。两者交织在一起。
Britz博士从事组合数学,专注于复杂计数和解谜。虽然组合数学属于纯数学,但布里茨博士一直被关于数学的哲学问题所吸引。
他还在数学中发现了美。
从个人角度来看,数学真的很有趣。从小就很喜欢。
有时候,优艾设计网_Photoshop问答数学的美和乐趣在于概念、结果或解释。有时候,思维过程会把你的思维变成一种美好的方式,获得情感或者只是参与工作流程——就像被一本好书迷住一样。
在这里,布里茨博士分享了他最喜欢的数学和美的联系。
1.对称性——但令人惊讶。
2018年,Britz博士在TEDx上做了一场关于情感数学的演讲,他在演讲中运用了关于数学和情感的最新研究,探索数学如何帮助解释美等情感。
他说:当我们识别模式时,无论我们是看到对称、整个组织的一部分还是解决问题,我们的大脑都会奖励我们。
当我们发现一些偏离模式的东西时,我们的大脑会再次奖励我们。我们会感到快乐和兴奋。
例如,人类认为对称的脸是美丽的。然而,以一种小的、有趣的或令人惊讶的方式破坏对称功能会增加美感。
布里茨博士说,同样的想法也可以在音乐中看到。突然杂乱的声音可以增加个性、魅力和深度。
许多数学概念在风格和惊喜、优雅和困惑、真实和神秘之间表现出相似的和谐。
布里茨博士说:数学和美的交织本身对我来说就很美。
2.分形:无限与幽灵。
分形是一种自参考模型,会在较小的尺度上重复。你看得越近,你看到的重复就越多——就像蕨叶和树叶一样。
布里茨博士说,这些重复的模式在自然界中无处不在。在雪花、河网、花草树木、雷击中,甚至在我们的血管里。
分形在自然界中只能复制几层,但理论上分形可以是无限的。许多计算机生成的模拟已经被创建为无限分形模型。
布里茨博士说:你可以继续关注分形,但它永远不会结束。
无限分形深度。他们也是无限的鬼。
你可能有一整页都是分形,但你画的总面积还是零,因为它只是一堆无限长的线。
3.皮:不明真相。
圆周率往往是高中几何学习的第一个数字。用最简单的话来说,这个数字略大于3。
圆周率主要用于处理圆,例如,只有圆的直径用于计算圆的周长。规则是,对于任何圆,边缘周围的距离大约是距圆心距离的3.14倍。
但是圆周率远不止于此。
布里茨博士说:当你探索大自然的其他方面时,你会突然发现圆周率无处不在。不仅和每个圆都有关系,圆周率有时候还会弹出和圆无关的公式,比如概率、微积分。
虽然它是最著名的数字,但它周围仍有许多谜团。
布里茨博士说:我们对圆周率了解很多,但对圆周率一无所知。
它有一种美,一种美丽的二分法或张力。
是无限的,根据定义,是不可知的。小数点没有识别出任何模式。据了解,任何数字的组合都会出现在圆周率的某个地方。
目前我们知道圆周率50万亿位数,这是今年早些时候打破的记录。然而,因为我们不能计算圆周率的精确值,所以我们永远不能完全计算一个圆或圆的面积,尽管我们可以接近它。
这里发生了什么?布里茨博士说。这个连接世界各地的奇怪数字是什么?
圆周率有一些内在的真理,但是我们不了解。这个谜让它更加美丽。
4.黄金与古董的比例。
黄金分割可能是最流行的关于美的数学定理。它被认为是物体比例分配的最漂亮的方法。
这个比例大致可以缩短到1.618。当以几何图形显示时,该比例会创建一个金色的矩形或螺旋形。
布里茨博士说:纵观历史,这个比例一直被视为理想形态的基准,无论是建筑、艺术还是人体。这叫神比例。
很多著名的艺术作品,包括达芬奇的作品,都是基于这个比例。
如今,金色螺旋已经被广泛使用,尤其是在艺术、设计和摄影领域。螺旋中心可以帮助艺术家以美丽的方式构成图像焦点。
5.更接近魔法悖论。
数学上的不可知让它看起来更像魔法。
一个著名的几何定理叫做巴拿赫-塔尔斯基悖论,它说如果你在三维空间中有一个球,并把它分成几个特定的部分,有一种方法可以把这些部分重新组装成两个球。
布里茨博士说:这已经很有趣了,但更奇怪的是。
当您创建两个新球时,它们将与第一个球相同。
从数学上讲,这个定理是可行的,零件可以用球数翻倍的方式重新组装。
布里茨博士说,你不能在现实生活中这样做。但你可以用数学方法来做。
那是一种魔力。这就是魔法。
分形、巴拿赫-塔尔斯基悖论和圆周率只是他的数学美的概念的表面。
布里茨博士说:要体验数学的许多美好部分,你。
需要大量的背景知识。 您需要大量的基础训练,而且常常非常无聊。这有点像在进行一项体育运动之前进行一百万次俯卧撑。但这是值得的。我希望有更多的人来享受数学带来的乐趣。还有更多的美丽可以发现。
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