2021年3月30日

由 Netflix 數學科普片“數學密碼” 窺見數學和生活的關係

數學有用嗎? 有用到什麼程度? 

為什麼數學是宇宙和大自然的語言?

最近在 Netflix 看到一片“數學密碼” 紀錄片,我想任何在學的學生覺得數學枯燥乏味的話,都可以看看這部,感受一下數學有趣的地方。

數學密碼由馬庫斯.杜.索托伊博士主持,探討地球上生命和宇宙中息息相關的數學密碼。

目前我看到的總共有三集,

第一集 Magic Number : 探索一些支配世界和生命的數字

第二集 Nature's Building Block : 探索生物和大自然的最有效形狀

第三集 Prediction : 不管月蝕或犯罪,從中找出 pattern (模式)做預測


裡面會帶你到不同主題的場景,讓你腦洞大開,驚訝這種問題用數學竟然能解決。而有些數字和形狀竟然是大自然最有效運作的結果。

以下舉幾個有趣的主題 :

1. 蟬的蜇伏期

蟬的生命非常脆弱,天敵很多,不同的蟬群,蜇伏期( 幼蟲到蛻變成蟬的時間 )經過混種後,蜇伏期就會混亂,零零散散,有可能一出來後就全部被天敵殲滅了,所以他們需要最不容易混種的蜇伏期,以最大化成群蛻變成蟬並生存下來的機率,留下後代繼續繁衍。 那到底要幾年蜇伏期比較好呢 ?  這可是牽涉到公倍數的問題。

2. 聲音的和諧

音樂裡一些音程如 8 度、6度、5度、4度、3 度常常用到,因為他們聽起來很好聽 - 和諧度高。前述音程的上音f/下音 f 比率分別是 2/1 、8/5、3/2、 4/3、 5/4。 所以好聽的音樂並非可以隨便組合的,人的喜好是有數字密碼的,正如黃金比例那樣,什麼比例會讓人覺得好看。

3. 神秘的 𝞹  和 i

你知道航空站塔台指揮所有飛機起降是靠雷達運用虛數 i 的換算才能順暢完成? 你知道一個海港的比目魚最大條有多大竟然和算圓周的 𝞹 相關 ? 

4. 為什麼是六角形

看過愛爾蘭的巨人堤道 (Giant's Causeway)? 是否覺得這地形真是太不可思議了 ? 這些六角形住是怎麼回事? 還有個眾所週知的六角形 - 蜜蜂的蜂窩,是否好奇為什麼蜜蜂會做六角形的,不是方形,也不是圓形? 這原來牽涉到大自然其實是很 LAZY 的,一切都以最有效的方式達成。 

5. 吹泡泡的數學

泡泡為什麼是圓形? 很多泡泡結合一起又是什麼樣子 ?

6. 會算日蝕救了一整船的人

對於原始人來說懂得日蝕何時會發生就如神一樣的存在,但那其實是天文的數學

7. 火車站大廳人群的路線

人隨機走來走去竟然會有路線可循 ?  發現模式和干預

8. 數學和尋找罪犯

對於重複的殺人犯要如何鎖定 ?  

9. 猜猜 Jellybean 有多少個 ?

你說光目視就能猜對數量嗎 ?

10. Google Search 的 keyword vs 流感

從大家在用什麼 keyword 做統計就能知道流感是否開始流行


還有更多,這裡就不透露太多了。 

這部影片是個有趣的啟發,也許你會因此從中找到你想更進一步研究的主題。


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