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世界被一個(gè)神秘的數(shù)學(xué)分支徹底改變了,科學(xué)或許是唯一的神小說家

更新時(shí)間:2022-04-24 08:33:25作者:佚名

有一種罕見而有趣的歷史觀點(diǎn)認(rèn)為,世界被一個(gè)神秘的數(shù)學(xué)分支徹底改變了。

科學(xué)或許是唯一的神

小說家赫爾曼·沃克正在為他計(jì)劃寫作的一部關(guān)于“二戰(zhàn)”的長篇小說做調(diào)研,他去加州理工學(xué)院采訪了參與過原子彈研發(fā)的物理學(xué)家,理查德·費(fèi)曼就是其中之一。采訪結(jié)束臨別之際,費(fèi)曼問沃克是否了解微積分。沃克坦承他并不了解,于是費(fèi)曼說道:“你最好學(xué)學(xué)微積分,它是上帝的語言。”

理查德·費(fèi)曼(左)赫爾曼·沃克(右)

宇宙是高度數(shù)學(xué)化的, 但原因尚無人知曉。這或許是包含我們?cè)趦?nèi)的宇宙的唯一可行的存在方式,因?yàn)榉菙?shù)學(xué)化的宇宙無法庇護(hù)能夠提出這個(gè)問題的智慧生命。無論如何,一個(gè)神秘且不可思議的事實(shí)是,我們的宇宙遵循的自然律最終總能用微積分的語言和微分方程的形式表達(dá)出來。我敢打賭,如果有什么東西稱得上宇宙的奧秘,那么非微積分莫屬。

人類在不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)了這種奇怪的語言(先是在幾何學(xué)的隱秘角落里,后來是在宇宙密碼中),然后學(xué)會(huì)熟練地運(yùn)用它,并破譯了它的習(xí)語和微妙之處,最終利用它的預(yù)測(cè)能力去重構(gòu)世界。

這是本書的中心論點(diǎn)。

如果這個(gè)論點(diǎn)是正確的,那么它意味著關(guān)于生命、宇宙和萬物的終極問題的答案并不是42,為此我要向道格拉斯·亞當(dāng)斯和《銀河系漫游指南》的粉絲致歉。但“深思”(《銀河系漫游指南》中的一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī))的解題思路是正確的,因?yàn)橛钪娴膴W秘確實(shí)是一系列數(shù)學(xué)問題。

▲ 《銀河系漫游指南》劇照,“深思”給出宇宙的終極答案:42, (圖源·com)

費(fèi)曼的那句妙語“微積分是上帝的語言”,引出了許多深?yuàn)W的問題。我之所以寫作本書,就是為了讓每個(gè)人都能了解關(guān)于微積分的最精彩的思想和故事。我們不必為了理解微積分的重要性而學(xué)習(xí)如何做運(yùn)算,就像我們不必為了享用美食而學(xué)習(xí)如何做佳肴一樣。

無窮原則

為了幫助你理解我們討論的方向,我先說一下什么是微積分。簡(jiǎn)言之,微積分就是想讓復(fù)雜的難題簡(jiǎn)單化,它十分癡迷于簡(jiǎn)單性。這可能會(huì)讓你感到驚訝,因?yàn)槲⒎e分向來以復(fù)雜性著稱。

微積分成功的方法是,把復(fù)雜的問題分解成多個(gè)更簡(jiǎn)單的部分。當(dāng)然,這種策略并不是微積分獨(dú)有的。微積分真正不同凡響和標(biāo)新立異的做法在于,它把這種分而治之的策略發(fā)揮到了極致,也就是無窮的程度。它不是把一個(gè)大問題切分成有限的幾小塊,而是無休無止地切分下去,直到這個(gè)問題被切分成無窮多個(gè)最微小并且可以想象的部分。

因此,微積分可分為兩個(gè)步驟:切分和重組。用數(shù)學(xué)術(shù)語來說,切分過程叫做微分學(xué)。重組過程叫做積分學(xué)。

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