读懂方程背后的科学之美

(资料图片仅供参考)

如今我们生活在一个被科学技术包围的世界里，而要让生活更加美好，我们有必要了解一些科学技术，要获得这些知识，除了正规教育之外，科普是一个重要的途径。

很多从事科研的人会提到科学之美，或者说数学之美，正如罗素在《西方哲学史》中写道：“恰当的说，数学不仅涵括真理，亦表现最高等的美——这种美冷静而简朴，宛若雕塑，不诉诸我们任何柔弱的本性，没有绘画中亦或音乐中的华丽绚烂，但是纯粹得庄严，只有最伟大的艺术才能展示其严格的完美。”不可否认的是，科学之美禁锢在方程式之中，普通人需经过巨大的努力，才有可能窥见她的一线光芒。欲把科研人员眼中的“科学之美”变成大众能够欣赏的美，实现“美美与共”，也许我们需要做的，就是用科普的方式，向公众解释清楚“科学是什么”以及“科学为什么”。

读完《改变世界的17个方程》一书，虽然书中列举的绝大多数方程都让我感到生涩，但应该说，这是一本非常不错的数学科普书。

书中列举了作者认为改变了世界进程的17个方程，包括毕达哥拉斯定理、对数、微积分、牛顿万有引力定律、负一的平方根、欧拉多面体公式、正态分布、波动方程、傅里叶变换、纳维-斯托克斯方程、麦克斯韦方程组、热力学第二定律、相对论、薛定谔方程、信息论、混沌理论，以及布莱克-斯科尔斯方程。如果不看内容，只看标题的话，相信这本书会吓跑几乎所有人，因为“一本书上每多一个公式，就会减少一半读者。”更何况全书17章每一章都是公式呢！

但是，认真阅读起来，相信我们会透过方程看到事物的本质。因为作者不是就方程说方程，而是在该书每一章的开头，先列出一个方程式，除了标注每个符号的意思之外，更进一步地阐释了它为什么重要，以及它给我们带来了什么。这既可以看作是对每一章内容的简要概述，也可以看作是一种简练的“科普”。同时，如果只讲方程本身，它可能只是一本专业的数学教材或者说教学辅导书，但是，科普作品显然不能止步于此，它需要“讲述方程发现背后的来龙去脉，然后再穿过历史的长河，由此及彼，阐释这些方程如何一步步启发了其他发现，如何深刻地影响了数学、物理、工程、技术发展的进程，在当下的生活又能看到怎么样的缩影。”而这就是对方程进行科普要做的事情。

至于为什么要写这样一本讲述方程的书，作者在前言中给出了解释。他说：“方程是数学、科学和技术的命脉。没有方程，我们的世界就不会是今天这个样子了。”作者希望通过这本书，“让你详细了解，从绘制地图到卫星导航，从音乐到电视，从发现美洲到探索木星的卫星，方程在创造今天的世界的过程中发挥了至关重要的作用。”对于某些东西来说，“词句无法提供最本质的见解”，但是方程可以。“数千年来，它们一直是人类文明的重要推手。纵观历史，方程一直在暗中操纵着社会。它们当然是隐藏在幕后，但它们的影响切实存在，无论你是否注意到它们。”一旦我们读懂了方程，“我们就可以发现周遭世界的关键特征”。

传播学大师麦克卢汉说，“先是我们创造了工具，然后是这些工具创造了我们。”方程是人类智慧的结晶，但是这些以工具形式体现出来的结晶也在不断地创造新的未来，“人类历史的进程一次又一次被一个方程扭转。”

（作者系中国科普研究所副研究员，中国科普作家协会理事）

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