數學是改變世界的力量--以喬布斯、谷歌為例

中國網7月17日訊 據韓國《朝鮮日報》網站16日報道，在很多人眼裡，數學只是一門讓人頭疼費神的學問。甚至在學校里，完全放棄學習數學的學生越來越多。但數學作為一門基礎學科，在科學技術、產業、金融、體育、藝術等社會全方面都發揮著重要角色。當今數學家遍布人類文明和尖端產業技術領域，而首爾國際數學家大會就是一個良好的契機，向世界展示數學家的力量與今後的發展方向。

蘋果公司創始人喬布斯作為「創造性經營的偶像」，他的成就屹立商界，而其中皮克斯動畫工作室（Pixar）功不可沒。喬布斯收購的這家公司在1995年製作了世界首部長篇數字動畫「玩具總動員」，這部動畫的大熱讓喬布斯的事業如虎添翼。

這部講述玩具之間的友情與冒險的「玩具總動員」採用了精密複雜的數學公式。製作人員應用數學知識，創造出了一批比手繪更加栩栩如生的動畫人物。

運用數學製作的「玩具總動員」

喬布斯在1986年陷入經營權紛爭，被逐出了自己創立的公司。極為憤怒的喬布斯收購了皮克斯動畫工作室，其製作的「玩具總動員」在全世界獲得了3億6200萬美元的超高票房。他於1997年回歸蘋果公司出任CEO，可以說他在之後推出的iPod、iPhone、iPad「3個連環殺手鐧」，打開了移動新時代等偉業都是從「玩具總動員」大獲成功後開始的。

喬布斯為了製作「玩具總動員」，大量召集了乍看之下與動畫製作毫不相關的數學家。在那之前，製作動畫時，即使是一樣的圖片也得按照尺寸一張一張地重新畫。如果要將一張小圖放大的話，解析度放大後失真，其中還會出現線條斷開或者看起來凹凸不平的「階梯現象」。

數學家們摒棄了傳統手法，運用以數學為基礎的計算機圖形學（CG）開發出了新的技術，如此一來同樣的圖片不用重新畫，而且圖片的大小也可以隨意調節。數學家們先運用幾何學將作者畫好的小圖修飾轉換，接下來運用英國物理學家牛頓為記錄天體運動發明的微分公式，而微分是用來預測變化量的。若將圖像經過修飾後應用微分處理，我們能預測在擴大人物或背景圖片後出現的線條斷開的部分，因此可以精確地連接斷開的線條，製作出視覺鮮明的圖片。只需運用數學公式，就可以讓一張圖片實現拉伸、壓縮等多種變化。正是有了這樣的技術，不僅讓製作時間和經費大大減少，而且還能製作出栩栩如生的數字動畫。

喬布斯開創的重視數學的傳統，隨著皮克斯動畫工作室被迪士尼收購，也傳承到了迪士尼公司。迪士尼公司製作的電影「加勒比海盜」中有大量巨浪拍船的鏡頭，這也是用CG技術製作而成的。斯坦福大學應用數學教授Ron Fedkiw將分析像空氣、水一樣的流體運動的「納維-斯托克斯」數學方程運用於CG技術中，描繪出了波濤洶湧和數百萬計水滴飛濺的壯美景象。Ron Fedkiw也憑藉這一成果獲得了奧斯卡最佳視覺效果獎。

數學也被運用在谷歌網路搜索中

我們認為讓人頭疼的數學，不知不覺間已經深入到了產業界、金融界和我們的日常生活中。讓學生們傷透腦筋的微積分也是新產品和服務開發的核心工具。

世界最大的網路公司谷歌也是以數學為出發點的。谷歌的創始人之一謝爾蓋·布林是斯坦福大學應用數學的博士。布林與在同一大學進修計算機的另一位創始人拉里·佩奇一起運用數學演算法開發出了精巧的搜索引擎。

布林描述輸入信息、搜索引擎處理等一系列的步驟後，佩奇將這些流程逐一編成程序。運用數學運算一一計算出包含搜索詞條的信息中有多少不符的信息，之後將其彙集成資料庫，向用戶提供所需的信息。隨著「谷歌搜索很準確」的消息散播開來，布林和佩奇一起創業，將谷歌打造成了世界最大的網路公司。

引領超高速無線網路時代的LTE（長期演進技術，4G網路雛形）中也蘊含著數學原理。它是靈活運用「傅里葉變換」公式修飾表達複雜波動的技術。通過這項技術，能實現電磁波與數據的迅速傳遞，同時頻率相近的電磁波互不干擾。

法國國家科學研究院（CNRS）Maria J. Esteban院長說：「隨著數學被應用到各種產業中，純粹數學與應用數學的區別也在漸漸消失」。數學是超出於基礎學科，在經濟全局上可以引領世界的學問。浦項科技大學（POSTECH）數學教授朴泂周（音譯）說：「我希望通過首爾國際數學家大會這一契機，能提高人們對數學的關注，更多地將數學靈活應用到產業中來」。

http://www.china.com.cn/news/world/2014-07/17/content_32979403_2.htm

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