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π无尽头,那么科学呢?

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“鉴于数学和自然科学是教育当中有趣而不可或缺的一部分,而学习π的知识是教孩子几何、吸引他们学习自然科学和数学的迷人方式”,最接近圆周率的3月14日被定为国际圆周率日。

3.1415926……这串神秘的数字无穷尽,无法通过口头或者书面被精确表述,但因为符号“π”的出现,这个无理数能被人方便介绍和使用。

符号

R

翻开人类认识科学的历史,一串形状各异的字母和图标浮现在我们眼前:℃能够作为表示温度的单位、ρ可以代表密度;物理学中c表示光速,而在数学中则象征着周长……这些字母图标向我们传递着人类对科学世界的发现与思考,它们所带有的丰富意涵随着知识的传播也被更广泛地了解。

但我们似乎很少想过,这些我们已然习以为常的符号是如何诞生,又是如何被赋予了科学意义呢?倘若没有这些符号,人类的科学又会面临怎样的发展处境?符号的运用,对于科学的发展与传播而言意味着什么?

数学家凯蒂·斯特克尔斯从知识科普的角度为我们提供了一个关于崭新的观点,用以解释科学和符号的关系,她认为:“科学的尽头是符号。”

“科学的尽头是符号”

斯特克尔斯是一位现居英国曼彻斯特的数学家,同时也是在线数学杂志《The Aperiodical》的编辑、数学俱乐部MathsJam的组织者。她兴趣广泛,对生物、物理等领域均有涉猎,并且擅长发掘有趣的科学事物,常常策划数学嘉年华等活动,并在科学节、电视台、音乐节等场合分享她对科学的见解。斯特克尔斯梳理并归纳了常见且重要的科学符号,将其编写成《科学的尽头是符号:科学世界中意义、应用和解释可视化名录》一书,为大众提供了一部了解科学常识、检索科学符号的优秀工具书。

科学→符号

字母、数字、图符

符号指的是“用字母、数字、图符以及它们任意组合来指称概念的形式”,它作为社会生活的一部分,融入人们日常的方方面面。符号的意义由人赋予,在交流与使用中组合生发出种种复杂意涵。

在科学世界中,符号同样承担着“传情达意”的重要作用。从单一字母,到图标的辅助组合,所有符号汇集于纸,共同记录着人类探索科学的历史。

人类对于科学符号运用的历史可以追溯至早期对于科学的探究,在“科学”这一概念诞生的初期,人们便习惯于运用特定符号来表达他们所发现的科学规律。

随着科学发展的进程,书面数学和科学的面貌与普通文本已渐行渐远。超越了基本的“名字+说明文”形式,人们还发明了大量的符号表示法,用来记忆庞大复杂的科学理论。化学公式、DNA(脱氧核糖核酸)编码、数学方程式……各式各样的科学符号被创造、被赋予特定概念,这些符号与科学家们的想法一起排列组合,以交流观点、碰撞灵感的火花。

“对于科学思想和科学发现,书写和交流的方式决定了它们的发展方向。”

《科学的尽头是符号》

本书分为五个主要部分:首先是字母表中的字母及其用途,接下来是数字及其历史,然后是数学和科学中其他各种符号的细分,最后集中介绍了其他符号、图标和可视化的表达。在最后,本书还附上了图形索引,用于读者查找未知符号,并了解其在科学和数学中的使用方法。

除却新发明的专属符号外,我们熟悉的各式字母也是“科学符号”的重要组成,它们往往在科学表达中承担着更为丰富的功能。

领域各异,字母扮演的角色亦不同。

在数学中,拉丁字母用来表示未知数;在代数中,我们则使用字母对精确值未知的量进行演算。字母不仅可以用作数字的替代,还可以用于表示从单个点到无线连续体等各种数学结构、对象和概念。例如在物理学中,字母既用于表示数量:高度、质量或温度;也用于表示测量它们的单位:米、千克或摄氏度。

本书图文并茂,讲解生动。作为一部面向大众的科普性读物,为了帮助读者更好地理解部分科学符号的内涵与其背后基础的科学原理,本书配有大量精美插图,以图文结合的形式向读者展示科学妙趣。在书中,你可以回忆起浓度实验的乐趣,也能通过观察菠萝的生长直观感受斐波那契数列的神奇。

精致装订与全彩插画,为科学爱好者与符号数学类书籍收藏者提供了不错之选。

科学的尽头是什么?玄学、虚无……关于这个问题的讨论从未休止。但是我们发现,符号似乎也可以作为一个不错的答案。科学作为充满抽象理论和复杂实验的学科,当它的面纱被一层层揭开,最后直接呈现在人们面前时,不就是一串串符号吗?

正是因为有了符号,科学家们才能以一种更为简洁的方式表达思想,人们才能方便快捷地理解科学应用科学,用符号搭建的桥梁穿过科学大门前的迷雾,窥见科学世界之美。

文章转编自中国科学技术出版社

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