搞好数学终身受益

关注我们的INSTAGRAM和小红书，你就不会错过各种精彩内容。

报道：本刊 梁慧颖、 照片：受访者提供

还记得“π”这个符号吗？只要上过中学数学课的人都学过这个符号，但许多人毕业后已忘记这个符号的意义和用途，甚至有些人可能会说：“我都不知道学这些有什么意义，日常生活用得着吗？”

趁着3月14日是圆周率日，不如来思考为什么我们要学数学，以及数学应该怎样教才比较有趣。

数学确实是许多人的梦魇，可是我们不能因为害怕或讨厌而不去学，因为日常生活无处不是数学，只是我们可能并未察觉。

例如拿冠病疫情做例子好了，拉曼大学数学与精算系副教授吴荣庆博士指出，卫生总监诺希山经常说我们要压平曲线，如果普罗大众没有数学概念的话，可能连曲线是什么都不懂。 “再来就是如果你想要投资，眼前有两个项目，这两个项目都呈上涨趋势，但你手上只有一笔钱，你要如何决定投资哪个项目？”这些在我们日常生活可能会遇到的场景，“其实都是数学！”

如果从更宏大的角度来说，数学其实是世界通用的“语言”，我们也许不懂法语、不懂俄语，但我们都认得阿拉伯数字和一些基本的数学符号。不仅如此，数学还是科学的语言，意大利物理学家和天文学家伽利略（1564-1642年）就曾经形容，宇宙是以数学这个语言来书写的，“搞不好以后如果遇到外星人，我们可以用数学来跟他沟通，”拉曼大学基础课程中心高级讲师薛凯心打趣。

那些我们学过的数学公式，尽管大部分在日常生活中很少使用，但学习数学可以培养我们的逻辑思维和分析能力，这些能力内化后将使我们终身受用。薛凯心举例：“数学教我们怎样把一个复杂的东西简单化，你会发现数学好的人，他们做事情能多简单就多简单，比较有条理地去解决问题，我觉得数学在这一层面无形中让我们思维有更好的提升。”

数学真的与你无关？
许多人中学毕业后，恨不得马上把所有数学公式抛诸脑后，以为从此可以跟数学分道扬镳不再有任何瓜葛，可是事情真有这么简单吗？

在大学，很多人以为只有像工程系和基础学科的学生才需要运用数学，但其实许多其他科系包括文商科都无法跟数学撇清关系，吴荣庆举出一些例子：

·社会科学

当你做人口统计或任何涉及问卷调查的研究，需要有统计学的基础来帮你分析数据。如果没有统计学的知识，你无法从数据提炼出精辟见解，甚至可能因为错误分析而把你导向似是而非的结论。

·商学

你以为做生意只需要懂加减乘除吗？当要预测公司明年的收入，你就需要建立数学模型，从模型去推估明年的公司财政。另外，如果公司赚钱了，你要把多少利润用于回馈员工？又要把多少利润用于扩充公司？这种资源配置的背后都是数学，用数学来帮助公司做决策。

·人工智能

人工智能不只是电脑科学系的事，现今许多学科也正在开发人工智能，例如自然语言处理（Natural Language Processing），乃语言学和人工智能的综合领域，让电脑拥有理解语言的能力。无论人工智能或机器学习都大量运用数学模型，连语言学都有可能跟数学扯上关系，其他像生物资讯学、遗传学就更不用说了。

·物流

在拉曼大学，物流及国际船运专业跟精算学、金融数学等专业是姐妹系，由此可见物流跟数学有着密切关系。可能你会问：“物流和船运不就是计算一个货柜可以装多少货物，还有从地点A到地点B的距离有多远，有那么复杂吗？”事实上，拉曼大学数学与精算系助理教授廖浩辉博士指出，物流讲究路线的规划，而由于不同路线的繁忙程度都不一样，如果要规划出最佳路线，这就跟数学的图论（Graph Theory）、排队论（Queuing Theory）和概率（Probability）有关系。

数学如何应用于各学科？
换个角度，从数学分支来看，数学如何应用在各种学科？薛凯心举例如下：

代数（Algebra）

·电脑科学

·密码学

微分方程（Differential Equations）

·化学反应过程的稳定性研究

·飞机和导弹飞行的稳定性研究

运筹学（Operations Research）

·研究最佳的资源分配，例如假设建造公寓，要怎样运用最少的人力和最短的时间建造出最优质的公寓。

金融数学（Financial Mathematics）

·将数学和统计学应用于金融市场研究，比如预测股票和期货市场的走势。

统计学（Statistics）

·统计学应用范围非常广泛，比如商家推出一个新产品之前，必须先做市场调查，从数据去推断消费者会不会购买这个产品。现今非常流行网购，网站仿佛有先见之明不断会推送广告，这背后其实是数据科学在根据消费者的习惯和喜好演算出的结果。

微积分和概率（Calculus and Probability）

·研究风险和管理风险的方法，比如银行是否批准贷款，必须考量借贷人有没有能力偿还贷款；保险公司也会根据每个人的个人风险来决定保费多少，基本上风险越高，保费就会越高。

薛凯心说，数学有很多分支，大致可分为基础数学、纯数学和应用数学。由于范围非常广泛，因此即使是数学博士通常也只专精于一个领域，无法样样精通。

在大学，学生需要学哪方面的数学以及学得多深入，主要看本身就读的是什么科系。以她在拉曼大学教导的大学基础课程（Foundation Programmes）为例，社会科学的学生一样必须上数学课，但他们主要学的是统计学，而且难度不会太高。相对的，会计学生的数学会比较难一些，包括会学微积分，这是因为会计专业有这需要所以课程才会这样设计。总之，大学会根据个别科系的需求来决定数学课程的内容及深度。

π是什么？

π，圆周率（Pi），是圆的周长与其直径的比率，以π这个希腊字母指代。目前已知最早使用这个符号代表圆周率的人是威尔士数学家威廉·琼斯（William Jones，1675-1749年），但直到瑞士数学家莱昂哈德·欧拉（Leonhard Euler，1707-1783）在其著作开始使用之后，π这个符号才越来越普遍被使用来指代圆周率。

第一个圆周率日（Pi Day）于1988年3月14日在美国探索博物馆庆祝，为什么是3月14日？因为这是从圆周率的近似值3.14而来。 2009年，美国众议院正式通过将每年3月14日定为圆周率日，联合国教科文组织也在2019年宣布将每年3月14日定为国际数学日。

2021年，瑞士格劳宾登应用科技大学的研究人员使用超级电脑，耗时108天又9个小时，将圆周率的小数点后的数字计算到第62.8兆进位，缔造新的世界纪录。至于人类背诵的纪录，目前健力士世界大全认证的世界纪录是由印度的维尔·米纳（Rajveer Meena）于2015年创下，他于9小时27分钟内背诵了圆周率小数点后面的7万位。