10部数学纪录片,帮孩子“打牢思维的地基”

《乐在其中统计学》

看到“统计学”,你首先想到什么?在本片中,明星教授Hans Rosling将用新奇的方式、先进的技术和幽默的语言,给我们讲述很多奇奇怪怪的统计案例。

比如说,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。

再比如,把来自不同地方的香蕉摆在猩猩和大学生面前,猩猩反而能选出来,大学生只能瞎猜——如果猩猩选择的正确率更高,又能说明猩猩更聪明吗?

这些例子,都在告诉我们——统计学不是简单地处理数字,而是用相关性揭示一些人们忽略的原理。单凭一个指标,根本无法洞察事物的本质。因此,数据再重要,也无法代替人们的思考。但是,掌握分析数据的能力,能让我们学会跳出直觉,更理性、严谨地思考。

《数学的故事》

一提到数学,大部分人只想到,这是一门充满公式的学科,看起来冷冰冰……如果您家孩子对数学不感冒,不妨与他一起看看,为什么历史上最聪明的人,却对数学如此上瘾?

本片主要是站在人文的视角,阐述重要理论诞生的历程,重返数学史上的黄金时代,带你走访数学家的故乡,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,就连所用的公式、解题时列出的方程都一一放出来。

前两集讲述数学的起源,主要是各文明古国的先辈们在生产生活中的发明和创造。第三集主要介绍自希腊帝国灭亡之后、工业革命之前的数学世界,第四集是最近300年的演变历史。

本片涉及到不少数学知识,若孩子在观看中能学到有用的模型,是一件好事。但不必拘泥于知识本身。更重要的是,让孩子从中感受到数学的魅力,通过生动的讲解,激发出他们的学习兴趣。


《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,背后都隐藏着关于数学的奥秘。

有人说过:“世界上只有两门真正的学科——数学和哲学。”那么,从数学眼里,我们会看到一个怎样的世界呢?

本纪录片共3集,分别从“数字、形状、预测”三个方向来探寻隐藏在宗教、建筑、艺术、生物等大自然和人类生活中的数学奥秘。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。

人类为什么要孜孜不倦地学习数学?大概是因为,生命的历程是求真、求善、求美的过程,本片正是用震撼的视觉语言,从点滴的生命现象阐释了数学的真善美,告诉我们学习数列规律、几何技巧的意义。

《危险的知识》

这部纪录片聚焦四位无与伦比的数学家:乔治·康托尔、路德维格・玻尔兹曼、哥德尔和阿兰·图灵,他们的天才光耀千古,他们的智慧深刻地影响了后世。但是,同时代的人却用尖刻、猛烈的态度批评这四位“异见者”,使这四位天才精神错乱,最终都以自杀结束了自己的生命。

此外,本片还与目前最著名的学者进行了对话,包括Greg Chaitin——纽约IBM TJ华生研究中心的数学家,以及罗杰·彭罗斯等人,他们仍在孜孜不倦地探寻世上到底是否有数学家不能弄明白的事。

《伟大的疯狂》

大部分人都是通过电影《美丽心灵》了解诺贝尔经济学奖获得者约翰·纳什,而这部仅仅在1年之后拍摄的纪录片却不为人所知。事实上,比起《美丽心灵》,这部片子更值得一看,因为它更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。

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。等到纳什1994年荣获诺贝尔奖时,他已经从精神分裂走到康复,并重新获得了人们的接纳。

导演在最后,还说过这样一席让人深思的话:“我们要去欣赏一个人在某些方面的天赋,即使他有些古怪,看问题的角度与众不同,那些人通常都是有真正非凡的洞察力。”

《数学大谜思》

只要细心留意大自然,就会发现很多不为人知的“巧合”——把几朵花放在一起,你可能会从中读出13世纪时希腊数学家所发现的斐波那契数列:1,2,3,5,8,13……相邻的两个数相加,总能得到下一个数。这个数列,不仅有趣,还时常出现在人体的美学、股票市场甚至是大自然之中,向日葵的种子、松果的底部,都呈现这种规律。

更让人惊讶的是,动物们的数学能力远远超乎人类的想象。比如,灵长类动物狐猴就特别聪明,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,哪怕是面对颜色不同、形状不同的元素,也可以轻易判断出来。

看似抽象的数学,散布在大自然的角落之中。有很多迷思,甚至至今都无法解释。本片就是从这些极富趣味的细节切入,带观众接触最可爱的数学,如果您家孩子以为数学是门枯燥的学科,提不起兴趣,那更要陪他一起观看此片,来一次别开生面的数学启蒙了。

《逻辑的乐趣》

逻辑是哲学、语言、数学的引擎。关于逻辑的起源,可以追溯到古希腊时期的亚里士多德,他是第一个提出演绎三段论的人,为一切哲学论述打下了基础。不过,把逻辑发扬光大,尤其是把它们放到生活应用中的,则是数学家。

Charles Dogson是一个把逻辑的应用方法推广开去的数学家,他发现,人们的日常生活中充斥着太多谬误:政治家们巧舌如簧的辩论、报纸上只揭示部分真相的报道等等,在当时,女孩没有机会上学学数学,于是他把逻辑归纳成几个法则,集结成书。

后来,还有一位叫做George Boole的数学家,他发明了and,or,not等数学符号,还开创性地把“1”和“0”分别对应“正确”与“错误”。这种发现,影响了后来的计算机语言——二进制。时到今日,我们还在大量使用这位数学家遗留下来的思想财富。

本片不是单纯地讲述逻辑的演变历史,而是从不同的著名理论入手,带人们走近逻辑的世界,从中体会数学和规则背后的乐趣,对思考抽丝剥茧,是一部很好的启蒙片。

《一根绳子的长度》

一根绳子有多长?只要能找到一把尺子,只要有基本的数学常识,任何人都能在十秒之内解决这个问题。那么,为什么BBC要花60分钟来深入探究这个看似浅显的问题?

原来,在我们看来再平常不过的“测量”问题,居然被数学家看作数学的起源。绳子本身没有数学意义,是“测量”赋予了它们“长度”的概念。在本纪录片中,主持人和一位特约数学家,将以一条再普通不过的绳子为载体,带我们走近国家物理实验所。

这是一个专注于测量的地方,看看他们如何“花样百出”地诠释一条绳子的长度。纪录片给我们介绍了不少有趣的新知识,比如早期的埃及人喜欢用手肘到中指的长度作为标准,一个绝对精确的校准器则需要用混合金属制造而成……

此外,特别推荐一下BBC Horizon(地平线)系列的纪录片,至今已有53年的历史。内容丰富、讲解生动,涵盖了历史、人文、宗教、地理、设计等领域的科普知识,非常适合给孩子启蒙。

《寻找隐藏的维度》

大家都会被科幻电影的特效吸引住,你知道背后居然隐藏着一个高深莫测的数学原理吗?而且,这个原理还被运用到股票市场、心脏病的观察中……

本片为你揭晓,这些看似毫无关联的东西之所以能联结在一起,全靠一位特立独行的数学家Beroit Mandel——他发现了“分形(fractal)”理论,彻底改变了人们的思维。

这是Beroit自己创造的一个新名词,用于描述那些看上去参差不齐、残缺不全的图形,他说,你可以自己创造一个分形。理论出来之后,帮助了很多人解决了绘制和设计的难题,比如《星际迷航》就运用了这种想法,实现了特效的绘制。

“分形”虽是人造的概念,但它遍布我们的生活。从细胞组成到大树的分枝,再到巨大无比的山峰,无处不在。分形连接了一个革命性的新的数学分支,改变了我们看世界的角度。数学家们开发这些奇怪的不规则碎片,也许是单纯的好奇心驱动,但却影响到我们对每一个分科的理解,甚至宇宙的命运。

《维度: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。内容相对晦涩,足够让爱数学的高年级孩子过一把“烧脑”的瘾。最引人注目的话题,自然是如四维空间了。作为一个生活在三维世界的人,我们如何通过影响去理解四维空间呢?很多观众纷纷表示看不懂!

当然了,尽管是科学家,也未必可以完全解释清楚四维理论。四维理论的初衷就是为了理解宇宙世界的物质规律,若放到微观世界中,可能想破脑袋也无法理解。但不管怎么说,让孩子从这些大开脑洞的理论中理解数学,感受规律之美,依然是一次很好的体验。

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