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        “科學與中國”院士專家巡講團報告會系列活動走進仙居——
        袁亞湘院士寄語初中學子:學好數學能解決很多有趣的問題!希望每個人都能優化自己的一生
        2021-04-01 12:39:27 來源: 都市快報 記者 季韜 攝影 金靜馨

          2019年的一道黃金分割的高考題,引發熱議,據說,維納斯的身高之謎和蒙娜麗莎的微笑之美,都與黃金分割戚戚相關。

          為什么黃金分割是人類的一種審美標準?其中有什么科學原理?3月31日下午,中國科學院院士袁亞湘在仙居二中以“數字之美數列之美”為主題的科普報告解讀“黃金分割與優化”,這也是“科學與中國”院士專家巡講團報告會系列活動之一。

          數學家腦海里只有那些枯燥的方程式嗎?當然不是。袁亞湘院士以深入淺出的語言,為孩子們講解數學世界的奧秘,給大家帶來了一場最強科學公益課。

          他還送給現場的孩子們三句話——美好的東西常常是有用的;有用的東西通常是優美的;解決問題很重要,能用好的方法去解決問題更重要。

          雅典神廟、埃及金字塔、巴黎圣母院

          甚至你常用的自拍都和這個神秘的數字有關

          雅典神廟、埃及金字塔、巴黎圣母院……在設計中都和一個神秘的數字有關,那就是黃金分割比例0.618。這不是湊巧,而是設計師設計時就提前想到了。

          甚至,你生活中的自拍,為什么選取斜一點的角度更加好看,也和這個數字有關。

          從字面上說,黃金分割是指將整體一分為二,較大部分與整體部分的比值等于較小部分與較大部分的比值,其比值約為0.618。這個比例被公認為是最能引起美感的比例。

          事實上,在自然界和浩繁的宇宙中,包含人類社會規律,無數事例都表現出與黃金分割定律驚人的吻合。例如,蒙娜麗莎中的黃金分割,貝多芬、莫扎特等音樂家樂章中的黃金分割,自然界的黃金分割,還有我國古代“楊輝三角”也隱含著數學結構和黃金分割。

          對于如何理解“黃金分割”,袁亞湘院士舉了一個形象的例子——“黃金分割其實是個形容詞,指的是金子般的比例,把美好的東西用金子來形容。”

          如今,黃金分割的應用已經不僅僅是數學問題,它廣泛運用于建筑、設計、美術等各方面作為審美要求,還被應用到生物學、音樂、物理學、經濟學、心理學,對人類影響十分深刻。

          數學中的“優化法”

          甚至與我們每個人的決策息息相關

          黃金分割除了為我們帶來美感之外,還能讓我們的生活更加高效。

          袁亞湘院士為現場的學子們揭秘,黃金分割法本質上是一種優化的方法,利用各種優化方法我們可以把許多復雜的問題變簡單,甚至可以化劣勢為優勢。

          比如每個人都熟知的“田忌賽馬”,歷史上著名的歐拉七橋問題,以及日常生活中快遞員如何根據最短路徑投遞,還有力學中的結構最優、材料科學中的最小能量、金融學中的最大利潤最小風險、生命科學中的DNA序列……都涉及到有趣的優化問題。甚至在科學防疫中,優化方法用于血液檢測,大大提高了工作效率。

          我們生活中到處存在著優化與決策問題,而數學恰恰能幫助我們,在那些看似枯燥的數字與符號背后,其實藏著無比美妙的世界。

          袁亞湘院士告訴現場學子們,不需要做決策的事其實很少,任何存在決策的問題都是優化問題。他鼓勵大家,不僅要用優化思維武裝我們的大腦,也要學會優化自己的人生。

          科學Q and A

          問:袁院士您曾說過,原則上不鼓勵給孩子報課外班,超前學習可能導致孩子養成不好好聽課的習慣,實際上卻似懂非懂,應該培養孩子的興趣。但是現在的家長都在超前教育,您怎么看?

          袁院士:就像小孩學走路都要學好幾個月,不能一上來就跑步或者滑冰。學校有教學大綱,比如初一初二的孩子在課外班提前去學初三的內容,這種超前我是不主張的。因為課外超前學過,回到學校往往覺得自己比別人強,就會大意,回到學校不認真聽講,使得孩子沒法養成好的學習習慣。這在中學還看不出來,因為中學數學還不是太難,但是你現在養成壞習慣,到了大學甚至以后影響會更大。

          另外,超前學習會導致很長一段時間不學新東西,會有一個空檔期。一個人如果長時間不學習新東西,就容易養成惰性,我們強調學習是要不斷學習新事物,要有好奇心。

          問:做科學研究遇到困難時,您是如何面對和解決的?

          袁院士:做科學研究一定會有困難,做任何事都會有很多困難,我們學習也這樣,克服了困難,就會有成就感。

          所以同學們要記住,有困難是件好事,沒困難就麻煩了,說明你沒有進步,碰到困難是高興的事情,但是你的心態要積極樂觀。面對困難一定要思考,你目前已有的方法對不對,能不能再換個方法。也許今天心情不好,放一放,明天來解決。最重要是動腦筋,不要沉浸在困難給我們創造的情境中,而是要退出來想辦法。

        標簽:黃金分割;袁亞湘;優化;困難;孩子;數學;院士;埃及金字塔;巴黎圣母院;優化方法 編輯:林辰辰
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