“百变”数学

　　撰文/ 知力记者高琳审核/陈亦飞（中国科学院数学与系统科学研究院）

　　电脑运行中的数学逻辑

　　电脑已经是现代社会的生活必需品了，而电脑的发明人就是一位数学家——约翰·冯·诺依曼。他用0和1的二进制赋予计算机生命，因此被称为“计算机之父”。

　　在物理上，二进制最容易实现，可以用电脉冲的正负极表示，也可以用电平（一种反映能量变化的物理量）高低表示（如下图所示）。

　　

　　二进制区别于我们熟知的十进制，它的使用能让运算规则简单易行，毕竟区分0和1，要比分区0，，1简单得多。

　　我们可以把数学看成一种语言，例如，二进制与“是”或“否”、“对”与“错”、“真”与“假”这样的逻辑命题相符合，把“真”定义为1、把“假”定义为0，就可以让计算机实现逻辑运算、做出逻辑判断。

　　所以说，电脑能为大家提供便利，应该感谢数学。

　　数学让建筑更美

　　自古以来，数学与建筑就有着密切的“合作”。

　　埃及金字塔是古埃及的帝王（法老）陵墓，世界七大奇迹之一。其中较为著名的是胡夫金字塔，其高度是146.6米，底部的周长是920米，如果以底部周长除以高度的两倍，得到的商几乎就是圆周率。

　　2008年北京夏季奥运会的主体育场——“鸟巢”，在建造中未用一根立柱，而是采用了最稳定的三角形结构，互相支撑，造就一座完美的建筑。

　　绘画中的几何学

　　在欧洲文艺复兴时期，绘画中的“透视法”盛行，而这个画法就是由几何学演变而来的。意大利文艺复兴时期画家达·芬奇将透视法运用得炉火纯青，他甚至说过：“能欣赏我的作品的人，没有一个不是数学家。”例如其著名画作《最后的晚餐》，借助近大远小的透视现象来表现物体的立体感。透视法是科学与艺术相结合的技法。

　　

　　动物身体上的“数学题”

　　蛇永远是身体弯曲着爬行的，这是谁都知道的常识，但很多人恐怕不知道，蛇是按照弦函数（三角函数的一种）曲线爬行的。蛇靠着肋骨向前移动，使得腹部鳞片翘起与地面摩擦，产生运动的力，但肋骨移动产生的是侧向摩擦的力，并不能直接让蛇向前“走”，而蛇摆出弦函数曲线，就能让侧向摩擦和侧向速度相逆，这样一来身体的每一个受力点都产生向前的力，蛇就能自由地向前行进了。

　　

　　数学是一门重要学科，不只是教会我们日常生活所用的计算，更重要的是还能让我们扩大视野，看到更广阔的世界，通向无限宇宙的尽头。

　　时至今日，数学界依然有很多猜想和未解难题，数学家们耗费毕生精力去证明某个猜想的意义在哪里呢？历史经验告诉我们，这些猜想是有生命力的，且与其他学科关系紧密。那些未解的难题，不断激发着数学家的好奇心和创造力，他们通过求证某个猜想，能推动数学、进而推动其他学科，甚至整个科技界的进步。

　　让我们一起发现数学之美，铭记先贤的成就，勇攀数学高峰！