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                深中大讲堂 | 数学大咖与深中学子畅谈“数学与诗歌”

                2019-07-01

                我们的智慧一方面源自传统,另一方面是向西方学习来的,但却往往忽略了第三个途径,即不同学科之间的相互借鉴。5月24日下午,深中大讲堂迎来一位集诗人与科普专家于一身的数学大咖——蔡天新教授,他带来主题讲座《从看见到发现》。蔡教授是浙江大学求是特聘教授、数学学院博导。


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                蔡天新教授结合自己的研究、写作、旅行,与深中竞赛班的同学们分享了科学、艺术和人生经验,以及他了解和观察世界的方法。出席本次讲座的嘉宾有校长朱华伟,教学处副主任王粤莎,初中竞赛班主任张文涛。

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                数学 艺术

                你知道勾股定理的数学表达方式,

                那你知道它原来是以诗歌的语言表达的吗?


                你知道丢勒的《忧郁》里那16个数字,

                那你知道16个数字间有什么规律吗?


                你穿梭于机场航站之间的通道,

                那你有发现过,这条长长的路之间有什么奥秘吗?


                蔡天新教授首先展示了一系列的画作:有蕴含勾股定理的毕达哥拉斯纪念碑,有包含16个有规则数字的名画《忧郁》,有实际空间中平行,视觉上相交于一点的机场航站楼图片和旅行中拍摄的红色拖拉机照片。蔡天新教授表示,从这些画作中,反映了几何学或是代数符号能够帮助画家更好地进行创作,反过来,艺术家产生的问题也能推动数学的发展。这也体现了不同学科之间的相互借鉴,如果是单一学科可能做不到这样。

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                古典的艺术都是采用模仿的方式描绘这个世界,这是一个传统的方法,但在19世纪以后,用到的便是科学和艺术。爱因斯坦和毕加索出现以后,现代的科学和艺术都进入了现代和当代。传统和现代的区别是什么?蔡天新教授用一句话概括:传统是模仿,现代是机智。什么是机智?蔡天新教授总结道:“机智就是将两件不同的事物联想到一起,并且合情合理。”通过几个例子的介绍分析,蔡教授进行总结:

                空间艺术:绘画——几何;

                时间艺术:音乐——代数;

                综合艺术:电影——分析。

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                整数分为奇数和偶数,而正整数分为1、质数和合数。奇偶数的关系简单,但数学问题一旦和质数有关,那难度就会有所增加。“你的大拇指有2个关节,其他手指各有3个关节,一只手有5个手指。换句话说,最小的3个质数都在每个人的手掌上。”蔡天新教授以大家最熟悉的手掌切入讲质数。随后,蔡教授向同学们抛出一个数学问题:

                若p为质数,当p不等于2,5,11时,存在正整数x,y,z,p= x+y+z,其中,xyz=w^3。

                (3=1+1+1,7=1+2+4,13=1+3+9)167 ,以此类推,17、19、23……x,y,z又是哪几个数字?

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                问题一出,同学们便开始热烈地讨论,并且积极作答。蔡教授表示,曾经他的研究生学生验算了10000以内所有的质数,这个猜想均正确,但这不能代表证明这个问题。四年前,蔡教授将这个猜想放在一篇文章里,发表在英国的杂志上,但至今还没有人证明。在两年前,被英国数学家、菲尔兹奖得主贝克赞为:真正原创性的贡献。

                ​数学诗歌

                “人群中涌现的那些脸庞,潮湿黝黑树枝上的花瓣。”

                你知道艾兹拉·庞德的《地铁车站》吗?或许你不知道的是,它在美国的知名度就相当于在中国李白的《静夜思》。蔡教授讲到,作者把两个不同的意象放到一个情境里,像数学一样,合情合理。

                曾经有人问蔡天新教授,又研究数学又写诗,有没有矛盾的地方?

                蔡天新教授认为,数学和诗歌其实有很多相通的地方。他用六个共同点来介绍:

                1. 最古老的发现。

                2. 先进性。数学家和诗人常常是不约而同地走在人类文明的前沿。

                3. 灵感。数学和诗歌都是想像的产物,都需要灵感。

                4. 简练。

                5. 智慧。画龙点睛。

                6. 自由。数学和诗歌是人类最自由的智力活动。

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                “君不见,黄河之水天上来,奔流到海不复回。”

                为什么从古至今都没有人批评李白这句诗的常识问题呢?蔡教授表示,诗歌除了天马行空的想象之外,它还有另一个特点,就是假设和推理,数学也不例外。除了数学和诗歌,蔡教授还展示了他个人对于科学和文学之间相似性的判断 (数学——诗歌,物理学——小说,天文学——戏剧,计算机——散文,化学——报告文学,生物学——杂文),引起同学们强烈的好奇心。以物理学为例,蔡教授向同学们解释,物理学和小说一样,都是详细描绘三维空间里发生的事情。随后,蔡教授出了另一道相似性判断的题目让同学们现场进行匹配。

                讲座接近尾声,蔡天新教授用法语为同学们朗诵了一首诗:“我们活在这个世界上,像一梭子弹,穿过暗夜的墙”(《疑问》),并将他的两句座右铭与同学们共勉:

                1.数学的就是要走遍世界。——哈尔莫斯

                2.没有表达力的智慧不是智慧。——梅洛·庞蒂

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                最后,蔡天新教授将他20多岁作的诗赠予同学们,希望同学们都有一个美好的梦想。


                梦想活在世上

                树枝从云层中长出

                飞鸟向往我的眼睛


                乡村和炊烟飘过屋顶

                河流挽着我的胳膊出现


                月亮如一枚蓝蓝的宝石

                嵌入指环


                我站在耳朵的悬崖上

                梦想活在世上 


                嘉宾简介

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                蔡天新浙江台州人,曾是少年大学生,山东大学理学博士,浙江大学求是特聘教授、数学学院博导。

                他在新华林问题上的研究被英国数学家、菲尔兹奖得主贝克赞为“真正原创性的贡献”,他定义的一类丢番图方程被德国数学家、哥廷根大学教授普莱达赞为“阴阳方程”。

                读研期间,缪斯的偶然光顾催发了他的诗情,至今已出版诗集、随笔集、游记、摄影集和学术著作等30多部,作品被译成20多种语言,并有15种外版著作。

                蔡天新在上大学路上第一次见到火车,如今足迹已遍及每个省市和五大洲。2013年和2019年,他先后获贝鲁特Naji Naaman诗歌奖和达卡Kathak诗歌奖。2015年,他入选杭州首届10大创新人物。2017年,他的著作《数学传奇》荣获国家科学技术进步奖;2018年,《数学与人类文明》获得国家教学成果奖,并先后受邀博鳌论坛、央视“朗读者”节目和美国爱荷华大学国际写作计划。


                深中大讲堂

                深中大讲堂是面向深中学生举办的讲座性质的校本课程,目的在于让学生关注社会热点,陶冶艺术情操,拓展知识视野,提升审美情趣,激发科学探索精神。主讲嘉宾由自愿申报与学校邀请相结合的方式产生,主要由校内外各级名师、高校专家教授、行业精英、杰出科学家等组成。



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