如果你在上学的时候 老师告诉了你 数学公式背后 有这么多有趣的故事, 你会爱上数学吗? 《无言的宇宙》 出版社:北京联合出版公司 领读者:杨羽 时间:2017年12月6日开始 领读者说 17 读到这篇时突然感觉法国是个神奇的国度,尤其是她的首都巴黎。一方面因为艺术成就汇集被冠以感性的名字——浪漫之都,另一方面又是极其理性的学科——数学蓬勃发展的地方。 研究纯理论的人大概会说“极致的理性必然极致的优美”之类的话,就像无穷的符号,相反却又相连。 数学家眼中的优美之物中,最能直观地被凡人理解的大概就是函数图像了(只要不是出现在试卷上)。傅里叶是那个使人们对函数的认识产生翻天覆地变化的人,从某种意义上说也是让函数走到我们身边的人。学数学没用吗? 仔细找找,我们每天关注的普通事物没准就是那些高深的理论的cosplay呢! 打卡集锦 百合小巷 19世纪的数学家在做什么呢?热传导方程是个很好的例子,它指示了当前的温度分布如何影响以后的温度,即热量从高点流出流向比周围部分平均温度低的各点。 傅立叶级数可以表达带走跳跃与隅角这些无法用简单算术公式表达的函数。天文学家利用这一原理来确定遥远的天体上存在着何种分子,无线电收音机利用这一原理选择特定频道,音乐合成器利用他模拟其他乐器的声音。 遗憾得是,直到拉格朗日去世之后,傅立叶被任命为科学院终身秘书,他的专著才见于世。 番茄牛腩 提到傅里叶,我几乎能脱口而出的就是傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换。刚开始接触傅里叶变换觉得可烦了,因为三角函数看着让人心烦,不如拉普拉斯变换看着舒服。后来做仿真的时候,看着信号图,又喜欢上了傅里叶变换,那种不稳定组成稳定的美。 傅里叶的成长体现了当时法国社会活动性的增加——任何有天赋而且运气不算太坏的人都能受到受教育和获得职业的机会。傅里叶也曾跟随拿破仑参与军事活动,和中国古代的天才们不同,傅里叶不是成为了一个谋人事的谋士,而是成为了一个谋物事的科学家。 人事消耗了中国最聪明的头脑的所有精力,关于人事的职慧登峰造极,但是关于自然科学始终没有太多探索,这兴许也是李约瑟难题的一个回答。 偏导在电子信息领域有着巨大的应用,从此人类可以将难以感官感受到的波作为工具来运用,又是一次新的飞跃。至少对于普通人的生活来说是如此。 shanshan 关于人与时代的关系。人与其所处的时代,有密不可分的关系。时代,既包括社会大环境,又包括局部小气候,既包括高高在上的大人物,又包括身边人。傅立叶也是这样。他经历了拿破仑时期,当时的法国,能够让无依无靠无权无势的平民,通过努力,有机会接触到上等教育。 他经历了法国征战埃及的战争,虽然战争的结果是法国惨败,但对于傅来说,这次战争让他与拿破仑有了近距离的接触,傅给拿破仑留下了良好的印象,他获得了未来皇帝的青睐,是件好事。他天资聪颖,发现了傅立叶级数,但却被过去的老师所不齿。 直到老师去世,他的论文才得以发表,并获得举世赞誉。你看,大环境,小气候,有时就是这么戏剧。 嘻嘻 傅立叶出生于法国,是一名浪漫的法国数学家,同时也是一名视角独特的数学家。而他的独特是因为:他不像其他科学家那般死抓着纯数学研究,而是致力于将数学应用于实际生产。甚至在数学界、工程界有这么一句传说:有一种运算,把微积分变成加减乘除,它叫傅立叶变换。 为了了解傅立叶,先学习了两个概念“时域和频域”。 从我们出生,我们看到的世界都以时间贯穿,股票的走势、人的身高、汽车的轨迹都会随着时间发生改变。这种以时间作为参照来观察动态世界的方法称其为时域分析。 而我们用另一种方法来观察世界的话,这个静止的世界就叫做频域。频域的基本单元就是“基”,比如二维空间的基就是(0 1)和(1 0)。 傅立叶变换就是用某种方法把函数用时域的基表示变成用频域的基表示。如果我理解(肯定不准确)就是把人能处理的变成机器能处理的。 时域是描述数学函数或物理信号对时间的关系。在研究时域的信号时,常会用示波器将信号转换为其时域的波形。频域是指在对函数或信号进行分析时,分析其和频率有关部份,而不是和时间有关的部份。 动态信号从时域变换到频域主要通过傅立叶级数和傅立叶变换实现。周期信号靠傅立叶级数,非周期信号靠傅立叶变换。 学习了这些知识我才能理解作者说“傅立叶级数与傅立叶变换时时处处与我们同在”。 编辑:灵厄 |
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