五千年(敝帚自珍)

主题:不是有关梦中情人的八卦 -- 荷子

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  • 家园 不是有关梦中情人的八卦

    来写点八卦,算作投名状,可是能力实在是有限,只好从最严肃与八卦距离最远的数学开始...

    且慢,俗话说一个公式就能吓走一半的观众,数学,还八卦呢,别八卦不成坏了龙门的生意,马社长和平阿姨喜欢mm地主老爷还不得把俺交给刑部处置,想起机会主义者在刑部的遭遇俺就不寒而栗啊...

    别急,先来个笑话:

    杨振宁说,数学书分两种,一种是看了一页看不下去的,另一种呢——

    是看了一行看不下去的。

    什么,兔偶得?要砸砖?别急嘛。

    再来句煽情的:(八卦也要尊重版权,出自ukim的heroes in my heart,俺向女神mm推荐充满乐趣哲理和八卦的科学木有得到回应,只好厚着脸皮再发一次)

    美丽有两种

    一是深刻又动人的方程

    一是你泛着倦意淡淡的笑容

    怎么样,够煽情吧。

    和老萨说的一样,费马那太窄的书边,伽罗华决斗前夜的手稿,也是人类智慧的结晶啊。

    还有俺自己的——

    生命宛如夜行火车上看到的点点星星,,虽然耀眼,却是一闪而过。

    夹带私货,还跑题了!

    别急别急,还有一句呢:

    生命宛如夜行火车上看到的点点星星,虽然一闪而过,却是耀眼。

    怎么样?勉强可以算个有点禅意的相对论了吧。

    书归正传,小时候最爱看的,小人书之后,是少年百科丛书系列,特别是其中的中国历史故事系列(个人感觉某些超过了《上下五千年)和外国科学家的故事系列。那个年代又恰好是所谓的科学的春天,于是乎这些八卦故事就深深地铭刻在俺的脑海里了。

    后来又看了许多,《从一到无穷大》,《古今数学思想》,最近十年来,湖南教育的世界科普名著,复旦的西方数学文化丛书,上海教育的通俗数学名著译丛,特别是一本E.T.Bell的men of mathematics 商务版译名《数学精英》,哲人石丛书新译《数学大师》,那里面可是八卦众多啊。

    嗯,从哪里开始呢,欧洲杯刚过去,奥运会又来了,响应尚书的号召,咱们从足球开始吧。

    对,就从只用加减乘除证明足球是圆的开始...

    啊,不是,是指用加减乘除证明足球就是足球...

    呸!这都哪儿跟哪儿啊。

    写到这里俺的本本蓝屏鸟...折腾半天上来一看,我哭,足球后面的都没了...伤自尊了,睡觉去...(后面那段是提前写好的)

    声明一下,俺不是学数学的,顶多算个爱好者,之所以把这东西冒充八卦放在龙门,就是因为不敢去科经那边,那边的高手如云,人气仅次于青史,砖头横飞啊,肯定是不能收俺这种货色的。龙门这边,俺就厚着脸皮准备帮南瓜老大爷盖小厨房了。

    什么,你还不知道南瓜老大爷?罚回去看看小木的梦中情人先。

    土鳖太累了,让它休息休息吧,俺请槑赑。

    关键词(Tags): #鹿透社八卦数学

    本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
    • 家园 讲实在话,我很小的时候就琢磨过形状之间的关系

      上大学的时候,不知道学习

      人就废啦

      • 家园 说这话为时尚早吧

        学习是一辈子的事,苏老泉马克思之类的故事老兄肯定知道吧,铁老大还说了——有兴趣很重要

        而且,我感觉很重要的是不要浅尝辄止,举一反三很重要

        比如说老兄那个题目,如果是三对医生和病人又如何?

        又比如独角兽那个题目的引申,其实很有意思的,最近比较忙,本来我是想专门写一篇的,匆匆忙忙做了个简单的扩展,写得不够有趣,感兴趣的人不多啊

        丁坎兄那个帖子很值得深思,从智力题到表示乃至文化,丁坎:【原创】从两个经典智力趣题谈起(一)

        又,关于性格,老兄有何见教?

        • 家园

          呵呵

          觉的你的文字有一种很诙谐很快乐的乐天知命的味道

          最近在看一本网络书:天生神匠

          书本身的内容有点神话

          但那个道理觉的很是实在

          比如他讲:手是心的感觉的体现

          呵呵

          我套到你这里来啦

          文字和自己的心灵感受相关

          文字是快乐的,那心性也就是自由的

          • 家园 不敢当

            引用寞袱的话寞洑:世道艰难,就剩下穷开心了,同乐同乐

            不过似乎一般舆论认为B大更自由,T大的比较土呢,呵呵

            打住打住,不能引起学校争端

            其实生活中总有好玩的事情,老兄不妨也写点有趣的故事吧,

            对了,顺便说一声,您好像很不喜欢用标点而喜欢回车换行呢,个人感觉这样的梨花体似乎在河里不太多见,稍换点行可能会更受欢迎呢

            • 家园 我文字不好,一个句子我当成一个意思,句子完啦,意思也到啦

              用标点我还得学习

    • 家园 继续,继续!
    • 家园 亏您想得出来

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    • 家园 关于足球的八卦(下,8张图)

      ===

      看来无论科普还是八卦,都是个技术活啊,俺还需要学习提高。

      感谢社长,感谢阿姨,感谢送花和没送花的朋友。

      闲话少说,先把这个足球八卦完成了吧。

      首先列出我们上次已经知道的常识

      1.足球是对称的多面体

      2.足球有60个顶点

      3.足球由正五边形正六边形组成

      4.五边形有五个顶点五条边,六边形有六个顶点六条边

      5.任何多面体,每条边由两个面公用

      6.只要没有三角形,任何多面体的每个顶点处都是三个面

      好了,开始数数。

      假设一共有F5个五边形和F6个六边形

      那么一共有 F=F5+F6个面,根据常识4,一共有 E=5F5+6F6 条边,V=5F5+6F6个顶点...

      抱歉抱歉,要是这么算就完蛋了,再说我们的常识5和6还没用上呢。

      每条边被用了2次,那么一共有 E=(5F5+6F6)/2 条边

      每个顶点被用了3次,那么一共有 V=(5F5+6F6)/3 个顶点

      然后呢?

      嗯,实在不好意思,不得不引进一个公式了。这个公式是如此的大名鼎鼎,从这里可以引出一系列伟大的名字——高斯,欧拉,庞加莱,陈省身...和拓扑学,整体微分几何等等一系列数学分支...

      打住打住,不说无聊的了,给公式吧

      V-E+F=2

      就是说,对于任何正多面体,顶点数(1维)-边数(2维)+面数(3维)=2

      对于平面上的多边形自然也成立,只需要把它看成多面体的投影,最外面的轮廓算作一个面就行

      这叫做多面体欧拉公式,这种交错和(奇数项为正而偶数项为负)的形式可以推广到高维,右面那个2是拓扑性质,称为欧拉示性数,一个更伟大的定理——高斯-博内定理把局部的曲率和这一全局拓扑性质联系起来,陈省身最大的成果就是给出了高斯-博内定理的内蕴证明。

      说句题外话,关于这个公式的历史,有一本书叫做《证明与反驳》,读过之后可以知道,不仅仅是男人,女人,兄弟,组织不可靠,连逻辑,也不可靠。

      怎么样?可以说颠覆性不亚于哥德尔不完备定理和海森堡测不准原理吧。开个玩笑,其实是更严谨,更深刻地认识了什么是证明。

      好,有了这个公式,我们的足球数数问题就可以解决了,下面的计算完全是加减乘除。

      V=(5F5+6F6)/3

      E=(5F5+6F6)/2

      F=F5+F6

      因为V=60

      那么5F5+6F6=180

      那么E=(5F5+6F6)/2=90

      V-E+F=2

      那么F=32

      F5+F6=32

      5F5+6F6=180

      那么F5=12,F6=20

      结论,足球是一个12个正五边形和20个正六边形组成的多面体

      怎么样,是不是还是觉得很无聊很不八卦?

      其实,阿姨说得对,我们还有个更好的方法——直接数数就知道了,而且,迄今为止,我们的常识1似乎还没有用到啊?别急

      -------------------------下面是完全数数的方法-------------------------

      好,让我们来看看足球,每个五边形的边上的五个图形是什么?每个六边形的边上又是什么?

      五边形有5个对称轴,而5是个素数,所以——每个五边形的边上必须是5个一样的图形,才能保证对称,但我们可以知道,这5个一样的,不能是五边形,因为这样一来,只要整个足球上有一个五边形,所有的都是五边形了。

      六边形有6个对称轴,可以有两种对称形式——全是一样的图形,或者两两相间的序列(您要是打过六个人的扑克游戏比如够级就很容易理解)也就是说可能每个六边形的边上全是五边形,或者3个五边形和3个六边形。

      然而,因为每个顶点处有三个面,那么在五边形的一个顶点处的两个六边形,必然是相邻的,所以每个六边形的边上是3个五边形和3个六边形

      好了,我们再来看看这样两句话

      每个五边形的边上是5个六边形

      每个六边形的边上是3个五边形和3个六边形

      您有什么结论?

      五边形和六边形的比例是3:5

      有了这个条件,我们就完全可以不用公式了

      只要知道了

      V=(5F5+6F6)/3=60和

      F5:F6=3:5

      同样可以得到

      F5=12,F6=20

      这就是伟大的对称

      -------------------------完全数数的方法结束-------------------------

      其实,还有更进一步的结论

      回到C60

      假如我们知道一个多面体只有正五边形和正六边形组成,那么有什么结论呢?

      V=(5F5+6F6)/3

      E=(5F5+6F6)/2

      F=F5+F6

      V-E+F=2

      那么(5F5+6F6)/3-(5F5+6F6)/2+(F5+F6)=2

      非常奇妙的,我们得到了F5=12

      就是说,如果一个多面体只有正五边形和正六边形组成,无论有多少个正六边形,正五边形有且只有12个

      当然,正六边形最少是0个,这时候就是正十二面体——每个面都是正五边形。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

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      注意,下面的标示错了,是正十二面体。

      好了,这个八卦就到这里吧,

      最后还有几个小尾巴,究竟是现有的足球,还是先有的C60?

      除了C60,还有C70等等,它们的结构有何特点?

      为什么说足球其实是正十二面体或者正二十面体切出来的?而且,还是最简单最接近球的“半正多面体”?

      正二十面体

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      通过对正二十面体截角生成的C60

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      从一个五边形出发画足球

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      为什么说正十二面体和正二十面体相互对偶?

      为什么说只有5种正多面体(每个面都是相同的正多边形),柏拉图毕达格拉斯开普勒是如何把它和宇宙万物特别是行星轨道联系起来的?

      找行星轨道图的时候

      点看全图

      不小心发现原来有一篇这个了安德的游戏:【原创】闲谈科学之正多面体(续四)

      哈哈,幸好咱没去科经版,还是在这儿有社长阿姨地主喜欢罩着好

      看到qiaozi:【原创】今天的数学(系列)里面不爱吱声:数学太抽象了,的帖子,非常赞同,事实上,从某种角度上说,物理学就是几何学的实现。

      我们的直觉也许很难超越函数和方程,但对于几何,无论是被许多数学家所崇拜的“对数学一窍不通”的埃舍尔的画(他画出了所有的17种二维平面分割(镶嵌)模式)还是简单的足球,这里面蕴含的美是我们每个人都能够体会的,而格式塔学派等心理学所注意到的错觉以及画家们所熟知的的射影原理,其中蕴含的的美学和哲学等深刻的哲理,也是我们每个人都会思考的。

      埃舍尔的画

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      另一方面,对于数字和图形的迷信和崇拜却又从古至今从来没有停止过,倘若我们多知道一些,就会少被骗一些。马丁加德纳的一本《矩阵博士的魔法数》是戳穿这种数学占星术的很好的例子。

      先到这里吧,八卦得不好,抱歉了。

      ===


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      • 家园 请教一下

        为什么篮球就不是这么做的呢?这不是跟足球一样都是圆的吗?

        点看全图

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        • 家园 大厨有问,赶紧回答

          很惭愧,俺也没研究过

          猜想一下

          1生产厂家的原因,足球的多面体造型似乎是阿迪达斯首创的,篮球的几种造型——8片10片等等也是不同厂商的创意

          2大概足球和篮球的不同特性(手拍,足踢,压力大小等等)决定了外形的不同?

          阿伯丁篮球上的曲线也很有意思的

      • 家园 连逻辑,也不可靠

        还是屁股可靠, 坐在那边, 真理就在那边.

      • 家园 五边形和六边形的比例是3:5?

        Not sure how to get from

        每个五边形的边上是5个六边形

        每个六边形的边上是3个五边形和3个六边形

        to

        五边形和六边形的比例是3:5

        (thoroughly)

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