这12部高分数学纪录片/电影,堪称激发孩子思维的神作
数学是人类的高级思维活动,越往顶层走,需要的各种思维能力就越多。所以,要想孩子数学好,首先要帮他“打牢思维的地基”。如何提高孩子学习数学的兴趣?不妨一起来看看纪录片,换个角度看数学~
今天给大家分享十二部豆瓣高分数学记录片和数学电影,从数学的历史发展,讲到古希腊的几何学,还有一些数学大师的成长故事,娓娓道来,讲他们为数学、学术痴迷的故事,孩子将从中感受到数学的奥妙,也从中汲取各种数学思维方法。
数学记录片
01
数学的故事
《数学的故事》是BBC的4集科学史纪录片,在分析科学进步内在动因的同时,史诗般地还原了数学科学迤逦前行的整个进程,通过在对“东方数学”体悟和对“西方数学”构建的冲突和融合中,百科全书式直视科学思想史全景,再现文明瑰丽绽放的经典时刻。
主讲人Marcus du Sautoy 是一位数学教授,他带领观众走访数学家的故乡,来到这些经典时刻发生之地,真实地呈现牛顿、莱布尼兹、高斯等数学家探索著名理论的历程。
纪录片前两集讲述数学的起源,展现文明古国的先辈们在生产生活中的发明和创造。其中,中国的贡献主要是中国剩余定理和秦九韶用类似牛顿的方法求高次方程的近似解。第三集主要介绍自希腊帝国灭亡后、工业革命之前的数学世界。第四集讲述最近300年的演变历史。
这场意义不凡的旅行,展现了数学这门科学波澜壮阔的历史场景。由古及今,在探索数学的征途中,我们一直都在路上。
02
统计学的乐趣
看到“统计学”,你首先想到什么?是让人眼花缭乱的表格,还是各种晦涩难懂的术语?其实,统计学并不遥远,从日常生活到科学研究,到处都有它的踪影,统计学也并不枯燥。在BBC的这部纪录片中,明星教授Hans Rosling用新奇的方式、先进的技术和幽默的语言,讲述了很多奇奇怪怪的统计案例。
他用统计学结合电脑科技展现了一幅我们从未见过的画面,也是我们从来无法想象到的画面。比如,平均数是统计中一个很重要的概念,但是光看它,却会得出一个荒谬结论:把马云和6个穷人放在一起,平均每个人都坐拥好几个亿的财富。 通过例子让我们看到,统计学并非简单地处理数字,而是用相关性揭示一些人们忽略的原理。掌握分析数据的能力,能让我们跳出直觉理性严谨思考问题。
03
逻辑的乐趣
逻辑是哲学、语言、数学的引擎!
逻辑不仅影响各领域学科的发展,也深刻影响着人类的生活。从街角酒吧到金融市场交易所,从古老的哲学研究到前卫的人工智能科技,逻辑无处不在。
本片中,一位萌哒哒的教授以轻松有趣深入浅出的方式,讲述逻辑的发展史,什么是逻辑?合乎逻辑意味着什么?逻辑的乐趣是什么?
04
数学大迷思
数学一直是其他解释世界基本原理的学科的基础。那么数学到底从何而来?又为何如此重要?美国PBS NOVA系列2015年的这部纪录片,带我们探索数学运算究竟如何在大脑中运作,并思索为何数学在解码宇宙的探索中是如此适用。
把几朵花放在一起,你可能会从中读出13世纪希腊数学家发现的斐波那契数列:1,2,3,5,8,13……即相邻的两个数相加,总能得到下一个数。这个数列时常出现在大自然中,比如向日葵的种子、松果的底部。
更让人惊讶的是,动物的数学能力远超人类的想象。比如,马达加斯加的狐猴就特别聪明,在没有任何标示的情况下,它们可以自己选出数值更多的食物。
数学,散布在大自然的各个角落中,很多迷思甚至至今都无法解释。这部纪录片从这些极富趣味的细节切入,向观众展现最有趣的数学!
05
伟大的疯狂
约翰·纳什,数学家,诺贝尔经济学奖的获得者,电影《美丽心灵》的原型。他在事业一帆风顺时,却患上了精神分裂症,面对只能好转、无法治愈的疾病,他通过意志努力工作,最终战胜心魔,并登上科研的巅峰。
1950年,22岁的纳什博士毕业,仅仅27页的博士论文中提出了一个重要概念,也就是后来被称为“纳什均衡”的博弈理论。在纳什看来,数学能揭示命运的规律、人生的奥秘。这就是为什么他不满足于像其他数学学者一样,用现有的理论解决问题、发表论文。
在上世纪70年代,纳什的博弈论被运用到了美国的经济建设和国际贸易等实际领域,产生了巨大的影响力。1994年,他和其他两位博弈论学家共同获得了诺贝尔经济学奖。纪录片完整地记录了纳什的生平,并且对理论发现的全过程进行了更深入的探索。
06
终极密码
从宏伟的大教堂到北美的周期蝉,从多佛比目鱼到蜿蜒的海岸线,从海洋深处的鹦鹉螺到美妙的音乐,从繁忙的机场到浩瀚的星空……正是它们一起构成了密码世界——一个充满了数字的抽象世界。数学规律、几何定律,影响了生物的繁衍,影响了星体的运行,支撑着教堂的穹顶。这是一个神奇而迷人的世界,它与我们真实生活的世界大不相同。
这部来自BBC的纪录片共有3集,分别从“数字、形状、预测”三个方向探寻隐藏在宗教、建筑、艺术、生物等大自然和人类生活中的终极密码——数学。数字间有着令人迷惑的奇妙的联系,只有通过这些密码我们才能了解掌控着整个宇宙的法则,从而揭开这个世界的真相。
07
数学漫步
这是一部两小时长的CG科普电影,讲述了许多深奥的数学知识,比如四维空间中的正多胞体、复数、分形、纤维化理论等等,内容相对难懂一些。虽然豆瓣很多人表示不容易看懂,但这部纪录片仍得到9.3的高分,足以见得其制作水准之高。
数学家Hipparchus介绍了两数如何描述球面上之点。他接着解释了球极投影法:我们要如何在一张纸上描绘出地球呢?
数学家 Ludwig Schläfli 介绍了存在于四维空间中的物体,让我们见识到了一系列奇形怪状的四维正多面体。它们有着24、120、甚至600个面!数学家Adrien Douady讲解复数, 以简单的术语解释负数的平方根,变换平面,图片形变, 创造分形图形等知识。
或许不明觉厉,但这些脑洞大开的理论仍然可以让人感受到数学的奇妙!
08
神秘的混沌理论
混沌理论,一直是困扰人类数千年的一个迷。这种在动态系统中无法用单一的数据关系解释和预测的神秘理论,在科学界只有初步的了解。在本部纪录片中,吉姆·奥卡利里教授将带领我们探索这神秘的混沌理论,试图揭开这层归因于神奇或者上帝力量的神秘面纱。
吉姆教授带着宇宙是如何由从尘埃中诞生,又是如何孕育出智慧生命的难题,开始了他的探秘旅程。混沌中的数学可以解释宇宙中从无序中产生有序的神奇景象,他揭示出大自然那些令人叹为观止的美丽和结构中隐藏的科学规律,它是物理定律的固有的组成。看过本片之后,你眼中的世界会变得与众不同。
数学电影
09
美丽心灵
2001年奥斯卡的最大赢家莫过于《美丽心灵》,同时这部影片也是豆瓣71万用户共同评分出来的9.1分的抚慰心灵佳作。美国电影艺术与科学学院把包括最佳影片、最佳导演在内的四座份量最重的小金人颁给了它。
英俊而又十分古怪的纳什,早年就提出了数学博弈论,开始享有国际声誉。但纳什出众的直觉受到了精神分裂症的困扰,使他向学术上最高层次进军的辉煌历程发生了巨大改变。面对这个曾经击毁了许多人的挑战,纳什在深爱着的妻子的相助下,毫不畏惧,顽强抗争。经过了几十年的艰难努力,他终于战胜了这个不幸,并于1994年获得诺贝尔奖。
据说《美丽心灵》的导演是在《名利场》杂志上看到的一篇关于纳什的文章,被数学天才纳什起伏波折的人生经历深深打动了,然后又看了西尔维娅·纳萨尔根据约翰·纳什写的名人传记《美丽心灵》小说,然后就更加坚定自己的决心,决定根据小说拍成同名电影。
10
模仿游戏
影片改编自安德鲁·霍奇斯编著的传记《艾伦·图灵传》,讲述了“计算机科学之父”艾伦·图灵的传奇人生,故事主要聚焦于图灵协助盟军破译德国密码系统“英格玛”,从而扭转二战战局的经历。
二战期间,盟军苦于德国的密码系统“英格玛”无法破译,政府召集了一批数学家、逻辑学家进行秘密破解工作,艾伦·图灵就是其中之一。
破解计划刚开始,图灵遭到了以休·亚历山大为首的组员和领导的排斥,幸而军情六局局长斯图尔特·孟席斯帮助他立项研究破译密码的机器,而图灵则变成了负责人,并招收了新的成员琼·克拉克开始艰难的工作。琼很快就迷上了图灵,由于她的帮助所有组员空前的团结,并于两年后成功破解了德军密码。图灵一度与琼订婚,但却隐瞒了一个秘密,因为这个秘密他最终遭受到非人的待遇。
11
心灵捕手
这是一个天才的故事,也是一个关于心灵救赎的故事。影片讲述了一个名叫威尔的麻省理工学院的清洁工逆袭成为天才数学家的故事。威尔作为学校的清洁工,在一次意外中看到数学教授蓝波公布的一道数学难题。这道难题没有学生能解但最终却被威尔解了出来。
数学教授蓝波因而发现了威尔在数学方面的惊人天赋。但是,威尔出生在一个状况不良的家庭,导致他内心叛逆,变成了一个问题少年。于是蓝波请求资深的心理学教授老友尚恩来辅导这个数学天才的心理问题。最终威尔渐渐地打开了自己的心扉,重新恢复了对人性的信任和希望,并鼓起勇气找回了爱情,完成了自我的升华。
12
牛顿的黑暗秘密
牛顿,英国著名的物理学家,更是百科全书式的“全才”。可是这个奇才却是一个早产儿,出生时只有三磅重,接生婆和他的亲人都担心他能否活下来,谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人,并且竟活到了85岁的高龄。
本片将对牛顿的一生娓娓道来。少年时的牛顿并不是神童,他成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等……
学数学,对大部分人来说,不是为了解数学题,不是为了当数学家,而是为了培养数学思维。数学思维,不仅能让你登上更高的高度,开拓你的眼界,也能够帮你建立一些正确的常识,让你少走弯路,并且让你在人生的每一个岔路口,有更多的选择。
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