一直以來,,很多人聚在一起都會討論這樣一些話題:將來參加工作之后,,數學跟我有什么關系?學數學是為了什么?作家和藝術家又不需要用到數學,,為什么還要去學等類似的言論,。 其實當一個人發(fā)表或贊同這樣言論的時候,說明此人的數學學習,,或許僅僅還只停留在加減乘除的表面之上,。在絕大部分人的印象里,單方面的認為數學只屬于科學領域范圍之內的事情,,甚至覺得最多就是數學家和數學相關工作有關人員的事情,,似乎跟文學藝術等領域毫無關系,這造成很多藝術生,、體育生等容易輕視數學,,成為一門薄弱學科。 世界千變萬化,,變幻莫測,,一個人若想在繁亂的工作中獲取自己想要的東西,那么數學就是最好的工具,,因為理性的大腦和超強的邏輯思維能力可以幫助你做到這一切,。 數學最大的本事之一就是能把一些影響事物發(fā)展的非重要和非本質信息篩除掉,留下有價值的信息,,幫助大家能更清楚地找到事物之間的共性和規(guī)律,。因此,無論是作家還是藝術家,,都需要數學,,至少你看到的知名作家或藝術家都是邏輯思維能力非常強的人。 在古希臘時期,,畢達哥拉斯學派發(fā)現音樂與數之間存在著的一種非常奇妙的關系,,如每一根振動的弦,都包含著正整數序列,,因此他們認為音樂是數學的一部分。 在中國古代,,古人采用了“三分損益法”的數學運算原理來發(fā)明和研究去制定音律時所用的生律法,。 三分損益法又稱五度相生律,根據某一標準音的管長或弦長,,推算其余一系列音律的管長或弦長時,,須依照一定的長度比例,三分損益法提供了一種長度比例的準則,。 從這里我們就可以看出,,數學與音樂相聯系的歷史已經十分悠久。 法國著名數學家傅里葉,通過對數學和音樂的研究,,他得到了這樣一個著名定理:任何周期性聲音(樂音)都可表示為形如的簡單正弦函數之和,。 因此,后世這么評價傅里葉:貝多芬留給后人的只是美妙的音樂,,而傅里葉卻留給后人的是創(chuàng)造美妙音樂的方法,。 傅里葉 運用數學原理,通過對音樂的聲音進行分析研究,,不僅能幫助藝術家更好認識音樂,,也為他們的創(chuàng)作提供了更好的幫助。如大家可以通過現代音響技術聽到任何你所希望的音高和音色的聲響,,它的基本原理就在計算機的幫助下,,運用數學處理方法去計算出所需聲波的數學描述,再將其轉化為聲波,。 瑞士知名作家和語言學家弗迪南·德·索緒爾,,他認為在基本性質方面,語言中的量與量之間的關系可以用數學公式有規(guī)律地表達出來,。 索緒爾指出語言學就好比一個幾何系統,,可以歸結為一些待證的定理,語言是基于符號及意義的一門科學,。索緒爾這一理論,,在現代知識體系中被稱為符號學。 眾所周知,,處理符號能力最強的學科就是數學,。其實,無論是中文和英語,,還是其他語言系統,,從數學本質上去分析,都同屬于一個“數學公式”,。 自從人類發(fā)明計算機,,直到互聯網的普及,人們通過對計算機語言的研究,,程序的設計和文字識別計算等,,特別是對計算機高級程序語言的研究,更加明確和認識到了數學和語言學之間密不可分的關系,,同時也大大促進了數學和語言學的結合,,從而形成了一門新興學科:數學理語言學。 數理語言學(mathematical linguistics),,運用數學原理幫助掌握,、運用和研究英語等語言的邊緣學科,。 應用數學思想和數學方法來研究語言現象的一門新興的語言學科,它使語言學與現代數學,、計算機科學,、控制論以及人工智能等學科發(fā)生密切的聯系,如研究各種人工語言(計算機語言等),。 因此,,數理語言學這一門學科主要是用數學方法研究語言現象,并加以定量化和形式化的描述,。 中國數學家李賢平就曾用數理語言學對《紅樓夢》進行研究,,發(fā)現一個非常有價值的信息,這對當時全世界研究《紅樓夢》的工作者可以說是一個震撼,。 在早期,,一般人都認為《紅樓夢》的前八十回是曹雪芹作,而高鶚續(xù)作后四十回,。在1987年的美國威斯康星大學,,李賢平結合計算機技術的模式識別法和統計學當中的探索性數據分析法,對《紅樓夢》進行統計分析和風格分析之后,,提出了一個全新觀點: 曹雪芹據《石頭記》寫了《紅樓夢》的前八十回,,內容上有增刪,其中插入他早年寫的小說《風月寶鑒》,,并增添了許多具有深刻內涵的內容,; 曹雪芹在全書尚未完成之前就突然去世,曹家親友在搜集整理原稿并加工補寫《紅樓夢》后四十回,。 這一研究結果的發(fā)現和公布,,使“曹雪芹作前八十回,高鶚續(xù)后四十回”的傳統觀點受到嚴重挑戰(zhàn),。 無論是音樂還是語言都與數學息息相關,,其實像繪畫和雕塑等領域同樣與數學密不可分,它們都包含了很多數學原理,。 早在15世紀,,藝術家們就認識到一點:如果想在二維的畫面上真實地再現三維的現實世界,必須結合幾何學原理才能夠實現,。 基于這一原理,,藝術家和數學家們通過對古希臘或羅馬學者所創(chuàng)造的透視理論進行研究分析,最終找到解決這一問題的方法,,并由此創(chuàng)立了數學透視學。 透視學一般指各種空間或線性表現的方法,,合乎科學規(guī)則地再現物體的實際空間位置,,通過再現空間的線性透視和其他科學透視,,系統總結研究物體形狀變化和規(guī)律的方法,而透視學對繪畫者和設計者的重要性,,就不用多說了,。 西班牙畫家畢加索被譽為是當代西方最有創(chuàng)造性和影響最深遠的藝術家,是20世紀最偉大的藝術天才,。值得注意的是畢加索等人代表了立體主義,,他把自然物體形象分解為幾何切面,并相互重疊,,加以主觀的重新組合,,又發(fā)展到在一個畫面上同時表現幾個不同方面。 這些畫家的風格,,都是受到了數學原理和思想方法的影響,,成為新的的美術流派。 在近代,,隨著計算機技術的不斷發(fā)展,,互聯網的進一步普及,繪畫和與電腦的結合也越來越密切,,如三維立體繪畫計算的普遍運用,,其理論基礎就是數學。 以分形藝術為代表的現代計算機圖象學,,能很好展示一些現實不存在,,但形態(tài)逼真、藝術感強,、超越現實,、充滿魅力、現象力豐富的分形藝術圖形,,其理論基礎就是分形幾何學,。 分形幾何學是一門以非規(guī)則幾何形態(tài)為研究對象的幾何學,它從某種角度上來講“拋棄”了傳統幾何給人帶來呆板,、嚴肅的感覺,,使枯燥的數學不再僅僅是抽象的哲理,而是具體感官能感受的到存在,,因此分形幾何又稱為描述大自然的幾何學,。 分形藝術的出現,對很多領域都產生了重要的影響,,如建筑設計,、繪畫、廣告設計,、雕塑,、裝璜,、印染工業(yè)等。 對于數學的作用或偉大,,我們無法在一篇文章里全部詳細講完,,但可以通過一二來感受其偉大。 學好數學,,用好數學,,將來的你不會后悔。 |
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