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15岁女孩成最年轻科学家,和44位诺贝尔奖得主交流

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东南西北人 发表于 2019-11-2 16:02:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近的上海特别热闹。
44位诺贝尔奖得主和21位沃尔夫奖、拉斯克奖、图灵奖、麦克阿瑟奖、菲尔兹奖等科学大奖得主在同一时间聚集到这里。
诺贝尔奖不必多说,其他科学奖也都是各自领域的“皇冠”。
这些大牛都是世界顶尖的科学家,他们来到上海是为了参加世界顶尖科学家论坛。
除了世界最顶尖的科学家之外,大会邀请了不少青少年科学家参加。
其中最年轻的一位是来自华师大二附中高一的谈方琳,今年只有15岁。
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这位看似“普通”小女生获得的科研成就却一点儿也不普通。
早在初中阶段就凭借课题“斐波那契数列与贝祖数的估计”获得了“第33届全国青少年科技创新比赛”一等奖、专项奖一项;“第33届上海市青少年科技创新比赛”上海市科学技术学会主席奖(唯一初中生获奖者)、一等奖。
可能很多人第一次听到斐波那契数列与贝祖数的估计,它到底是什么呢?
斐波那契数列源自于兔子繁殖问题,是意大利数学家列昂纳多斐波那契提出的,他还被人称作“比萨的列昂纳多”。
1202年,他撰写了《珠算原理》一书。在这本书中,提出下面一个难题“一对兔子每个月能生出一对小兔子来,兔子在出生两个月后,就有繁殖能力,如果所有兔子都不死,那么一年以后可以繁殖多少对兔子?”由此产生了斐波那契数列。
斐波那契数列看似简单、平淡无奇,但它与黄金分割率、黄金矩形等数学知识、植物生长等自然现象有着非常微妙的联系,让人不得不惊叹自然的神奇造化。
例如,树木的生长,由于新生的枝条,往往需要一段“休息”时间,供自身生长,而后才能萌发新枝,所以,一株树苗在间隔一段时间后,例如一年以后长出一条新枝;第二年新枝“休息”,老枝依旧萌发;此后,老枝与“休息”过一年的枝同时萌发,当年生的新枝则次年“休息”。这样,一株树木各个年份的枝桠数,便构成斐波那契数列。这个规律,就是生物学上著名的“鲁德维格定律”。


谈方琳的研究项目就和斐波那契数列有关,她第一次建立了斐波那契数列和贝祖数的联系。作为应用,解决了贝祖数的最佳上界和下界的估计问题,改进了加拿大数学家Rankin教授于2013年在《美国数学月刊》上给出的一个粗糙的估计式。


除了谈方琳,大会上还有不少“别人家的孩子”。


读高一时以“一种快速自稳定影像平台”项目获得第31届全国青少年科技创新大赛一等奖的王砚弈。


获得过斯德哥尔摩国际青少年水科技发明奖的潘柏乐。


看完这些青少年你会发现,他们都有一个共同点——喜欢数学。
中国人的数学是被全世界公认为最高的,但很多人的数学水平却很糟糕。在网上曾经有一个笑话,数学课上,就低头捡笔的一瞬间,当你抬起头来已经看不懂老师黑板上写的东西。
这个笑话说明了我们从心底里认为数学是最难的一门学科,与生俱来的抗拒征服这门学科,以致于我们会忽略孩子成长阶段数学的培养。
所以想要学好数学,首先要激发对数学的兴趣。
著名科学家、诺贝尔物理学奖得主杨振宁从小就特别喜欢数学。


杨振宁父亲杨武之就是一个数学家,是中国第一位因数论研究获得博士的学者。
杨振宁说:我的物理学界同事们大多对数学采取功利主义的态度。也许因为受我父亲的影响,我较为欣赏数学。我欣赏数学家的价值观,我赞美数学的优美和力量:它有战术上的机巧与灵活,又有战略上的雄才远虑。而且,堪称奇迹中的奇迹的是,它的一些美妙概念竟是支配物理世界的基本结构。
在父亲的影响下,杨振宁从小热爱数学,他经常在父亲的书架上翻看一些英文和德文的数学书籍。
有意思的是,父亲杨武之却不太赞成杨振宁过多的学习数学,因为他认为数学不够实用,像诺贝尔就没有设数学奖。
可杨振宁已经深深迷上了数学。
1983年,杨振宁向中学生介绍自己的学习过程时,就专门提到了一个人。


他说:“有一位刘薰宇先生,他是位数学家,写过许多通俗易懂和极其有趣的数学方面的文章。我记得,我读了他写的关于一个智力测验的文章,才知道排列和奇偶排列这些极为重要的数学概念。
你们也可能见过这个智力测验题。它是把一个盒子分成16个正方形格子,其中15个格子各填上一个方块,一个是空的。
你可以来回移动这些方块。这些方块开始是杂乱无章的,要求你把它们移动成某一特殊状态。这是一个非常有趣的难题。
我相信你们见到过,而且一定在香港流传很普遍。但是,如何移动以及是否能从最初的状态达到所要求的状态,就需要运用奇偶排列的概念进行数学上的分析。
如果某人有数学天才并且喜欢解决这种问题,那是很幸运的。他或她应该尽可能广泛深入地钻研下去,从而培养这种兴趣。”
可以说,杨振宁就是被这样的数学谜题给吸引了,激发了他学习数学的兴趣。为他以后在物理学上的研究打下了一个很好的基础。
刘薰宇是中国著名的数学家跟教育家,事实上,他跟杨振宁的父亲还是同学。
刘薰宇非常擅长进行数学教育,中国那个年代的科学大师基本上都受过他的影响。



比如中国有一位数学家叫谷超豪。他就说:记得看了刘熏宇的《数学的园地》,其中有一段讲述了微积分思想,从什么是速度讲起。当时我自以为很懂得速度、加速度等概念,然而读了这本书后才发现,原来真正的速度概念要用微积分才能深入了解,于是对数学愈发地感兴趣了。”
可见,一本好的数学书能够让孩子爱上数学。
著名的科学家钱学森曾经有一个问题,他说:“这么多年培养的学生,还没有哪一个的学术成就,能够跟民国时期培养的大师相比。”
为什么在条件那么差的时候,中国反而出现了一批大师呢?
是不是跟他们使用的教材特别优秀呢?
我就专门找来了刘熏宇的书给我家小孩看,我家小孩正在上五年级,平时也补习数学,他有时候觉得上补习班有点枯燥。可他看这个书,却觉得很有意思,而且还能把他在补习班学到的东西运用过来。一看就看了个把小时。平时,他是坐十五分钟就要挪屁股的。
我给孩子看的这套书一共有三本,一本是《马先生讲数学》


刘熏宇化身马先生,讲解了一百多道题,主要讲如何用图解法求解一些算术四则问题
第二本《数学趣味》


主要讲日常生活中碰到的数学问题,我们讲万物皆数学,通过万物来学数学是最快的。
第三本是《数学的园地》


这一册就有点难度了,里面讲了函数、连续、诱导函数、微分、积分和总集等概念及它们的运算法的基本原理。虽然有点深,但讲解的方法很妙,我家小孩五年级,还能看懂一部分的内容。
刘薰宇简直就是科学家里的段子里,里面的函数知识全变成了一个又一个的段子。


这个书合适小学生以及初中生,可以做为他们的自学教材。让他们能够自我学习。
因为是中国数学家写的,所以里面有很多中国的数学妙题。
比如什么是“八仙过海”和“韩信点兵”?


所以,大家可以给自己的孩子看看这本激励了世界最牛物理学家的数学启蒙书。










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龙兴关外 发表于 2019-11-3 05:46:41 | 显示全部楼层
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