神奇的数学——引言

气候变暖是真的吗？太阳系会突然解体吗？在网络上发送信用卡号码安全吗？如何才能在赌场赢钱？ 人类自从能够交流以来，就不断地提出问题，试图预测未来，掌控环境。数学正是人类创造出来的最强大的工具，帮助我们应对所生存的这个狂野而繁杂的世界。 从测算足球的运行轨迹到确定旅鼠[ 旅鼠是一种生活在北极的哺乳动物，是世界上已知的所有动物中繁殖力最强的。 ——编者注]的种群数量，从破译密码到在大富翁游戏中取胜，数学作为一种神秘的语言，正在为我们解密自然界中的各种谜团。但是，有些问题数学家也不知道答案，许多深层次和根本性的问题还有待破解。 本书的每一章都会带你穿越数学领域中的某些难题，而每章末尾都会揭密一个目前为止尚未破解的数学谜团。它们也是一直以来人类没有解决的一些大谜团。 揭开其中任何一个谜团不仅会在数学界扬名，而且还会赢得一笔极大的财富。美国商人兰登·克雷（Landon Clay）为其中的每个难题都悬赏一百万美金，征求解决方案。这一点或许让你觉得莫名奇妙，为何一个商人要为数学谜团的解决而慷慨解囊呢？原因就在于他明白，全部的科学、技术、经济，甚至是地球的未来，都要依托数学。 本书将依次介绍以下5个价值百万美元的谜题。 第1章以最基本的数学元素（数字）为主题，介绍了其中最重要同时也是最神秘的一种数字——质数。谁能揭开质数的神秘面纱，谁就能领走一百万美元的奖金。 第2章带你领略自然界中各种神奇怪异的形状：从骰子到气泡，从茶包到雪花等。最后，我们来看一下其中最具挑战性的一个难题：宇宙是何形状？ 第3章介绍数学界中的逻辑和概率是如何在游戏中助人一臂之力的。不管你正在玩大富翁游戏还是在用真金白银赌博，数学都是你获胜的法宝。不过，有时候某些十分简单的游戏却能迷惑天下最聪明的人。 第4章介绍的是无法破译的密码。数学一向是用来破解秘密信息的关键学问。不过，本章将会介绍如何利用巧妙的数学方法创造出新的密码，以确保你能在网络上安全地与他人交流，在网络空间中传递各种信息，甚至解读朋友的所思所想。 第5章讲述的是每个人都希望能够做到的事情：预测未来。我会向大家解释为何数学等式才是世上最好的算命师。它们能够预测日食月食，解释为何回旋镖能够飞回来，还能够告诉我们地球的未来是什么样子。但是，还有一些我们解不出的等式。本章以湍流问题结尾，该问题的影响无处不在，从贝克汉姆的任意球到飞机的飞行，但它依然是数学界中最大的谜团之一。 书中包含的数学问题有难有易，每章结尾处的百万美元谜题无疑都十分复杂，至今无人能解。不过我强烈认为人们应该多接触这些伟大的数学思想。我们初次阅读莎士比亚或斯坦贝克的作品时会感到兴奋，初次聆听莫扎特或迈尔斯·戴维斯的弹奏时，会感觉音乐是有生命的。虽然我们很难将莫扎特的乐曲弹奏得韵味十足，就算是经验丰富的读者也会觉得莎翁的作品很难读，但这并不表示我们因此就可以将这些伟大思想家的作品束之高阁。同样的道理也适用于数学。如果你觉得有些数学问题很难，那就先试着“欣赏”你能理解的那一部分，并且要记住初次拜读莎士比亚作品时的感觉。 上学的时候，老师教导我们说数学是我们从事一切行为的基础。本书的5章内容试图赋予数学生命，并向读者介绍迄今为止人类所孕育出的一些最伟大的数学思想。但是，在介绍那些未解之谜时，我希望能给大家一个和史上智力超群的人们一决高低的机会。最后，我希望读者能够体会到，数学是我们一切所见和所为的核心所在。