15歲女孩成最年輕科學家,和44位諾貝爾獎得主交流,她有多厲害?

2020-12-03 小一歷史筆記

前段時間的上海特別熱鬧。

44位諾貝爾獎得主和21位沃爾夫獎、拉斯克獎、圖靈獎、麥克阿瑟獎、菲爾茲獎等科學大獎得主在同一時間聚集到這裡。

諾貝爾獎不必多說,其他科學獎也都是各自領域的「皇冠」。

這些大牛都是世界頂尖的科學家,他們來到上海是為了參加世界頂尖科學家論壇。

除了世界最頂尖的科學家之外,大會邀請了不少青少年科學家參加。

其中最年輕的一位是來自華師大二附中高一的談方琳,只有15歲

這位看似「普通」小女生獲得的科研成就卻一點兒也不普通。

早在初中階段就憑藉課題「斐波那契數列與貝祖數的估計」獲得了「第33屆全國青少年科技創新比賽」一等獎、專項獎一項;「第33屆上海市青少年科技創新比賽」上海市科學技術學會主席獎(唯一初中生獲獎者)、一等獎。

可能很多人第一次聽到斐波那契數列與貝祖數的估計,它到底是什麼呢

斐波那契數列源自於兔子繁殖問題,是義大利數學家列昂納多斐波那契提出的,他還被人稱作「比薩的列昂納多」。

1202年,他撰寫了《珠算原理》一書。在這本書中,提出下面一個難題「一對兔子每個月能生出一對小兔子來,兔子在出生兩個月後,就有繁殖能力,如果所有兔子都不死,那麼一年以後可以繁殖多少對兔子?」由此產生了斐波那契數列。

斐波那契數列看似簡單、平淡無奇,但它與黃金分割率、黃金矩形等數學知識、植物生長等自然現象有著非常微妙的聯繫,讓人不得不驚嘆自然的神奇造化。

例如,樹木的生長,由於新生的枝條,往往需要一段「休息」時間,供自身生長,而後才能萌發新枝,所以,一株樹苗在間隔一段時間後,例如一年以後長出一條新枝;第二年新枝「休息」,老枝依舊萌發;此後,老枝與「休息」過一年的枝同時萌發,當年生的新枝則次年「休息」。這樣,一株樹木各個年份的枝椏數,便構成斐波那契數列。這個規律,就是生物學上著名的「魯德維格定律」。

談方琳的研究項目就和斐波那契數列有關,她第一次建立了斐波那契數列和貝祖數的聯繫。作為應用,解決了貝祖數的最佳上界和下界的估計問題,改進了加拿大數學家Rankin教授於2013年在《美國數學月刊》上給出的一個粗糙的估計式。

除了談方琳,大會上還有不少「別人家的孩子」。

讀高一時以「一種快速自穩定影像平臺」項目獲得第31屆全國青少年科技創新大賽一等獎的王硯弈。

獲得過斯德哥爾摩國際青少年水科技發明獎的潘柏樂。

看完這些青少年你會發現,他們都有一個共同點——喜歡數學

中國人的數學是被全世界公認為最高的,但很多人的數學水平卻很糟糕。在網上曾經有一個笑話,數學課上,就低頭撿筆的一瞬間,當你抬起頭來已經看不懂老師黑板上寫的東西。

這個笑話說明了我們從心底裡認為數學是最難的一門學科,與生俱來的抗拒徵服這門學科,以致於我們會忽略孩子成長階段數學的培養。

所以想要學好數學,首先要激發對數學的興趣。

著名科學家、諾貝爾物理學獎得主楊振寧從小就特別喜歡數學。

楊振寧父親楊武之就是一個數學家,是中國第一位因數論研究獲得博士的學者。

楊振寧說:我的物理學界同事們大多對數學採取功利主義的態度。也許因為受我父親的影響,我較為欣賞數學。我欣賞數學家的價值觀,我讚美數學的優美和力量:它有戰術上的機巧與靈活,又有戰略上的雄才遠慮。而且,堪稱奇蹟中的奇蹟的是,它的一些美妙概念竟是支配物理世界的基本結構。

在父親的影響下,楊振寧從小熱愛數學,他經常在父親的書架上翻看一些英文和德文的數學書籍。

有意思的是,父親楊武之卻不太贊成楊振寧過多的學習數學,因為他認為數學不夠實用,像諾貝爾就沒有設數學獎。

可楊振寧已經深深迷上了數學。

1983年,楊振寧向中學生介紹自己的學習過程時,就專門提到了一個人。

他說:「有一位劉薰宇先生,他是位數學家,寫過許多通俗易懂和極其有趣的數學方面的文章。我記得,我讀了他寫的關於一個智力測驗的文章,才知道排列和奇偶排列這些極為重要的數學概念。

你們也可能見過這個智力測驗題。它是把一個盒子分成16個正方形格子,其中15個格子各填上一個方塊,一個是空的。

你可以來回移動這些方塊。這些方塊開始是雜亂無章的,要求你把它們移動成某一特殊狀態。這是一個非常有趣的難題。

我相信你們見到過,而且一定在香港流傳很普遍。但是,如何移動以及是否能從最初的狀態達到所要求的狀態,就需要運用奇偶排列的概念進行數學上的分析。

如果某人有數學天才並且喜歡解決這種問題,那是很幸運的。他或她應該儘可能廣泛深入地鑽研下去,從而培養這種興趣。」

可以說,楊振寧就是被這樣的數學謎題給吸引了,激發了他學習數學的興趣。為他以後在物理學上的研究打下了一個很好的基礎。

劉薰宇是中國著名的數學家跟教育家,事實上,他跟楊振寧的父親還是同學。

劉薰宇非常擅長進行數學教育,中國那個年代的科學大師基本上都受過他的影響。

比如中國有一位數學家叫谷超豪。

他就說:記得看了劉燻宇的《數學的園地》,其中有一段講述了微積分思想,從什麼是速度講起。當時我自以為很懂得速度、加速度等概念,然而讀了這本書後才發現,原來真正的速度概念要用微積分才能深入了解,於是對數學愈發地感興趣了。」

可見,一本好的數學書能夠讓孩子愛上數學。

著名的科學家錢學森曾經有一個問題,他說:「這麼多年培養的學生,還沒有哪一個的學術成就,能夠跟民國時期培養的大師相比。」

為什麼在條件那麼差的時候,中國反而出現了一批大師呢?

是不是跟他們使用的教材特別優秀呢?

我就專門找來了劉燻宇的書給我家小孩看,我家小孩正在上五年級,平時也補習數學,他有時候覺得上補習班有點枯燥。可他看這個書,卻覺得很有意思,而且還能把他在補習班學到的東西運用過來。一看就看了個把小時。平時,他是坐十五分鐘就要挪屁股的。

我給孩子看的這套書一共有三本,一本是《馬先生談算學》

劉薰宇化身馬先生,講解了一百多道題,主要講如何用圖解法求解一些算術四則問題

第二本《數學趣味》

主要講日常生活中碰到的數學問題,我們講萬物皆數學,通過萬物來學數學是最快的。

第三本是《數學的園地》

這一冊就有點難度了,裡面講了函數、連續、誘導函數、微分、積分和總集等概念及它們的運算法的基本原理。雖然有點深,但講解的方法很妙,我家小孩五年級,還能看懂一部分的內容。

劉薰宇簡直就是科學家裡的段子裡,裡面的函數知識全變成了一個又一個的段子。

這個書合適小學生以及初中生,可以做為他們的自學教材。讓他們能夠自我學習。

因為是中國數學家寫的,所以裡面有很多中國的數學妙題。

比如什麼是「八仙過海」和「韓信點兵」?

所以,大家可以給自己的孩子看看這本激勵了世界最牛物理學家的數學啟蒙書。

而且價格也不貴,三冊只要69,包郵到家。

大家點下面的橫條就可以參團:

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