在战争中,能否破译敌方密码对战争的走势影响巨大。事实上,无论密码设计还是密码破译都是数学问题。日常生活中,常见的密码是摩尔斯电码,用“短”“长”两种电信号进行编码,在数学上就是用二进制来表示。短促的记为点“・”,长的记为“—”。最常用的是求救信号:“・・・”“— — —”“・・・”(SOS)。用光信号同样可以用快速地闪三下,然后拉长时间闪三下,再快速闪三下来表示SOS。这也是野外徒步或探险往往会装备强光手电筒的缘由。发明这种密码的摩尔斯是美国画家,也是一位发明家。
谈到管理科学、金融经济等领域的发展,数学更是居功至伟。金融衍生产品的定价、投资理财等本质上都是数学问题,涉及到随机分析、统计、微分方程、运筹等等。众所周知,诺贝尔奖没有数学奖。但不少数学家获得过诺贝尔经济学奖。其中之一是美国数学家纳什。他广为人知的主要原因是好莱坞电影《美丽心灵》就是以他的传奇故事为原型的。纳什创建了对策论的数学原理,即纳什平衡理论,该理论在商业决策中有着广泛应用。他也因此获得了1994年的诺贝尔经济学奖。纳什还因其在微分方程方面的贡献获得了2015年的阿贝尔奖。
纳什(1928-2015)与夫人2002年于北京
生命科学中的许多重要问题,如蛋白质折叠、基因比对、药物设计等都需要利用数学方法。以蛋白质折叠为例,仅知道基因组序列并不足让我们充分了解蛋白质的功能。而结构决定功能,因此获取蛋白质折叠后的三维结构至关重要。而蛋白质折叠的过程和最终结构都可以通过数学方法进行模拟和预测。
上面许许多多的例子告诉我们,数学的确无处不在。自然和生活中出现的任何现象,我们都可以用数学理论、数学方法进行分析和解释。著名数学家拉普拉斯曾说过:“大自然的一切都是少数永恒规律的数学推论”。
拉普拉斯(1749-1827)
注:本文节选自《数学漫谈》一书,作者袁亚湘。
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来源:赛先生
编辑:冬眠爱好者