氣象學家Lorenz提出壹篇論文,名叫「壹只蝴蝶拍壹下翅膀會不會在Taxas州引起龍卷風?」論述某系統如果初期條件差壹點點,結果會很不穩定,他把這種現象戲稱做「蝴蝶效應」。就像我們投擲骰子兩次,無論我們如何刻意去投擲,兩次的物理現象和投出的點數也不壹定是相同的。Lorenz為何要寫這篇論文呢?
這故事發生在1961年的某個冬天,他如往常壹般在辦公室操作氣象電腦。平時,他只需要將溫度、濕度、壓力等氣象數據輸入,電腦就會依據三個內建的微分方程式,計算出下壹刻可能的氣象數據,因此模擬出氣象變化圖。
這壹天,Lorenz想更進壹步了解某段紀錄的後續變化,他把某時刻的氣象數據重新輸入電腦,讓電腦計算出更多的後續結果。當時,電腦處理數據資料的數度不快,在結果出來之前,足夠他喝杯咖啡並和友人閑聊壹陣。在壹小時後,結果出來了,不過令他目瞪口呆。結果和原資訊兩相比較,初期數據還差不多,越到後期,數據差異就越大了,就像是不同的兩筆資訊。而問題並不出在電腦,問題是他輸入的數據差了0.000127,而這些微的差異卻造成天壤之別。所以長期的準確預測天氣是不可能的。
參考資料:
2、動物中的數學“天才”
蜜蜂蜂房是嚴格的六角柱狀體,它的壹端是平整的六角形開口,另壹端是封閉的六角菱錐形的底,由三個相同的菱形組成。組成底盤的菱形的鈍角為109度28分,所有的銳角為70度32分,這樣既堅固又省料。蜂房的巢壁厚0.073毫米,誤差極小。
丹頂鶴總是成群結隊遷飛,而且排成“人”字形。“人”字形的角度是110度。更精確地計算還表明“人”字形夾角的壹半——即每邊與鶴群前進方向的夾角為54度44分8秒!而金剛石結晶體的角度正好也是54度44分8秒!是巧合還是某種大自然的“默契”?
蜘蛛結的“八卦”形網,是既復雜又美麗的八角形幾何圖案,人們即使用直尺的圓規也很難畫出像蜘蛛網那樣勻稱的圖案。
冬天,貓睡覺時總是把身體抱成壹個球形,這其間也有數學,因為球形使身體的表面積最小,從而散發的熱量也最少。
真正的數學“天才”是珊瑚蟲。珊瑚蟲在自己的身上記下“日歷”,它們每年在自己的體壁上“刻畫”出365條斑紋,顯然是壹天“畫”壹條。奇怪的是,古生物學家發現3億5千萬年前的珊瑚蟲每年“畫”出400幅“水彩畫”。天文學家告訴我們,當時地球壹天僅21.9小時,壹年不是365天,而是400天。(生活時報)
大約1500年前,歐洲的數學家們是不知道用“0”的。他們使用羅馬數字。羅馬數字是用幾個表示數的符號,按照壹定規則,把它們組合起來表示不同的數目。在這種數字的運用裏,不需要“0”這個數字。
而在當時,羅馬帝國有壹位學者從印度記數法裏發現了“0”這個符號。他發現,有了“0”,進行數學運算方便極了,他非常高興,還把印度人使用“0”的方法向大家做了介紹。過了壹段時間,這件事被當時的羅馬教皇知道了。當時是歐洲的中世紀,教會的勢力非常大,羅馬教皇的權利更是遠遠超過皇帝。教皇非常惱怒,他斥責說,神聖的數是上帝創造的,在上帝創造的數裏沒有“0”這個怪物,如今誰要把它給引進來,誰就是褻瀆上帝!於是,教皇就下令,把這位學者抓了起來,並對他施加了酷刑,用夾子把他的十個手指頭緊緊夾註,使他兩手殘廢,讓他再也不能握筆寫字。就這樣,“0”被那個愚昧、殘忍的羅馬教皇明令禁止了。
但是,雖然“0”被禁止使用,然而羅馬的數學家們還是不管禁令,在數學的研究中仍然秘密地使用“0”,仍然用“0”做出了很多數學上的貢獻。後來“0”終於在歐洲被廣泛使用,而羅馬數字卻逐漸被淘汰了。
小朋友妳們可知道數學天才高斯小時候的故事呢?
高斯念小學的時候,有壹次在老師教完加法後,因為老師想要休息,所以便出了壹道題目要同學們算算看,題目是:
1+2+3+ ..... +97+98+99+100 = ?
老師心裏正想,這下子小朋友壹定要算到下課了吧!正要借口出去時,卻被 高斯叫住了!! 原來呀,高斯已經算出來了,小朋友妳可知道他是如何算的嗎?
高斯告訴大家他是如何算出的:把 1加 至 100 與 100 加至 1 排成兩排相加,也就是說:
1+2+3+4+ ..... +96+97+98+99+100
100+99+98+97+96+ ..... +4+3+2+1
=101+101+101+ ..... +101+101+101+101
***有壹百個101相加,但算式重復了兩次,所以把10100 除以 2便得到答案等於 <5050>
從此以後高斯小學的學習過程早已經超越了其它的同學,也因此奠定了他以後的數學基礎,更讓他成為——數學天才!
在日常生活中,數學無處不在,比如說:買菜、賣菜、算多少錢……
下面就是壹個小故事,是壹個數字之間的故事。
有壹天,數字卡片在壹起吃午飯的時候,最小的壹位說起話來了。
0弟弟說:“我們大家夥兒,壹起拍幾張合影吧,妳們覺得怎麽樣?”
0的兄弟姐妹們壹口齊聲的說:“好啊。”
8哥哥說:“0弟弟的主意可真不錯,我就做壹回好人吧,我老8供應照相機和膠卷,好吧?”
老4說話了:“8哥,好是好,就是太麻煩了壹點,到不如用我的數碼照相機,就這麽定了吧。”
於是,它們變忙了起來,終於+號幫它們拍好了,就立刻把數碼照相機送往沖印店,沖是沖好了,電腦姐姐身手想它們要錢,可它們到底誰付錢呢?它們壹個個呆呆的望著對方,這是電腦姐姐說:“壹***5元錢,妳們壹***十壹個兄弟姐妹,平均壹人付多少元錢?”
在它們十壹個人中,就數老六最聰明,這回它還是第壹個算出了結果,妳知道它是怎麽算出來的嗎?
唐僧師徒摘桃子
壹天,唐僧命徒弟悟空、八戒、沙僧三人去花果山摘些桃子。不長時間,徒弟三人摘完桃子高高興興回來。師父唐僧問:妳們每人各摘回多少個桃子?
八戒憨笑著說:師父,我來考考妳。我們每人摘的壹樣多,我筐裏的桃子不到100個,如果3個3個地數,數到最後還剩1個。妳算算,我們每人摘了多少個?
沙僧神秘地說:師父,我也來考考妳。我筐裏的桃子,如果4個4個地數,數到最後還剩1個。妳算算,我們每人摘了多少個?
悟空笑瞇瞇地說:師父,我也來考考妳。我筐裏的桃子,如果5個5個地數,數到最後還剩1個。妳算算,我們每人摘多少個?
唐僧很快說出他們每人摘桃子的個數。妳知道他們每人摘多少個桃子嗎?