数学与应用数学电脑配置

原创|临江一点，第53篇，1767字.

看完吴军的《数学之美》后，我又做了一些延伸阅读，今天跟大家分享的是：为什么"数学是科学的女王"？牛顿的力学原理和定律依赖于微积分，爱因斯坦的相对论则与黎曼几何及其他数学的发展紧密相关。

今天我们不说大家熟悉的自然科学，我们谈谈信息技术科学、金融学和建筑绘画学与数学的关系。

"数学是科学的女王"，这句话是数学家高斯说的。

在我国古代，大约一千五百年前，有一部重要的数学著作，叫《孙子算经》，我们熟知的"鸡兔同笼"就是出自这本书。它认为数学是天地万物最根本的东西。

1、数学与信息技术科学

信息技术科学是近30年来伴随着网络技术而迅速发展的一门科学，它广泛应用于搜索引擎、图像识别、数据压缩、信息处理、人工智能、软件开发方法和理论等为研究方向。在这门学科中，计算机和网络只是载体和工具，数学才是灵魂。吴军的《数学之美》这本书中介绍的大量的信息技术科学就是数学的应用发展。　　

比如现在我们平时用到的网络搜索，这背后的应用的就是数学的布尔代数算法。也就是数学中的二进制，它只有0和1两个数字，表示逻辑里的"是"和"非"。在我们搜索时，系统会把我们查询的关键词转换成布尔运算的算式，看看搜索关键词有没有出现在这个网页，1就代表出现，0就代表没出现。这样一来，每个网页都会对应转换成0或者1，最后只要把显示为1的网页拿出来，就是你要的搜索结果了。计算机做布尔运算的速度非常快，所以搜索引擎可以轻松地在很短的时间里搜索出大量网页。

2、数学与金融学

从1969—2019年，举世闻名的诺贝尔经济学奖就13次授给了计量经济学、博弈论以及资源优化配置等以数学分析工具分析金融问题的经济学家共计21人次。目前有些高等学校开设了金融数学方向，旨在培养以数学为基础，具有深厚的金融专业知识的复合型人才。

比如，1980年诺贝尔经济学奖获得者劳伦斯·罗·克莱因，贡献：以经济学说为基础，根据现实经济中实有数据所作的经验性估计，建立起经济体制的数学模型。由于克莱因的努力，经济计量模型的编制已经广泛使用。经济计量模型现在可在全世界找到，不仅在科学机关中，而且也在公共行政、政治组织和大企业中。

3、数学与绘画及建筑学

达芬奇是一个绘画天才，同时也是一个数学家、一个建筑学家。第一次在数学上使用加减符号的就是达·芬奇。他认为：在科学中，凡是和数学没有联系的地方，都是不可靠的。在绘画理论方面，著有《绘画论》，把解剖、透视、明暗和构图等零碎的知识，整理成为系统的理论，对后来欧洲绘画发展影响很大。

达芬奇（Leonardo da Vinci，1452年—1519年）是整个文艺复兴时期最卓越的代表人物之一，他的天才不仅限于绘画艺术，在数学、机械工程、医学、地质、生物等学科都有重要的思想和发现。

1482年，达芬奇去米兰投奔米兰大公摩罗，以建筑师、军事工程师、雕刻家和画家的身份为大公服务了17年。这期间，达芬奇不仅创作了一些重要美术作品，举世名作有《蒙娜丽莎》、《岩间圣母》、《最后的晚餐》、《丽达与天鹅》、《施洗约翰》和《圣安娜与圣母》，同时他在科学研究、水利工程、城防建筑和军事技术等方面也有出色的贡献。

达芬奇在绘画中引入了光学透视体系的三维空间画法，也就是在绘画中非常完美地处理好了空间、距离、体积、质量和视觉印象。他曾说过，"欣赏我的作品的人，没有一个不是数学家"。

达芬奇创作了许多精美的透视学作品，他对每幅作品他都进行过大量的精密研究。比如《最后的晚餐》就运用了立体几何与远近法，描绘非常逼真。墙、楼板和天花板上后退的光线不仅清晰地衬托出了景深，而且经仔细选择的光线集中在基督头上，从而使人们将注意力集中于基督。12个门徒分成3组，每组4人，对称地分布在基督的两边。基督本人被画成一个等边三角形，这样的描绘目的在于，表达基督的情感和思考，并且身体处于一种平衡状态。

爱因斯坦说："纯粹数学，就其本质而言，是逻辑思想的诗篇"。伽里略说的"自然界这部伟大的书是用数学语言写成的"。回顾科学技术的发展历程，我们可以看到，无论哪种流派的科学史，数学一直是也永远都会是一切自然科学之基础。

最后我们以哲学家康德的一句话来验证数学之美，"数学科学呈现出一个最辉煌的例子，表明不用借助实验，纯粹的推理能成功地扩大人们的认知领域"。

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