min favorit fiktiva karaktär genom tiderna är Eleanor” Ellie ” Arroway, porträtterad av Jodie Foster i 1997-filmen kontakt. I filmen följer vi Ellie, en fysiker, föräldralös vid 9 års ålder, när hon ger sig ut på en livslång resa för att söka efter utomjordiskt liv. Även om det kanske låter typ av clich bisexual, älskar jag den här filmen för spänningen den innehåller, elementen i ren intellektuell introspektion, utmaningarna Ellie står inför som en kvinna inom ett vetenskapsområde, och för att, ja… utomjordingar. Duh.
min favoritscen i hela filmen är det första ögonblicket Ellie och hennes team upptäcker en signal från yttre rymden. Det finns en lång sekvens där hon springer genom öknen och skriker en massa vetenskap i radion som går helt över mitt huvud. När de äntligen får signalen inställd, efter att ha väntat ivrigt, hör de en serie pulser. Medan de verkar meningslösa först, inser Ellie att de är en serie av varje primtal i rad—ett mönster som aldrig förekommer naturligt. För den fullständiga dramatiska effekten måste du verkligen se den (länk här).
det visar sig att inom primtalsmeddelandet hade ETs inbäddat en massa information om några av deras tekniska scheman för att bygga ett rymdskepp med kapacitet att korsa dimensioner. När en snobbig högervingad konservativ frågade Ellie varför utlänningarna använde ”rudimentär matematik” för att kommunicera snarare än att tala Engelska, svarade Ellie, ”kanske för att 90% av världen inte talar engelska. Matematik är det enda verkligt universella språket.”Jag är inte en matte person, men jag kunde inte låta bli att tänka, även när jag var en liten flicka, att detta var en av de vackraste citat jag någonsin hade hört.
det visar sig att jag inte är den enda personen som har tänkt att, även om det är svårt, matte kan vara vackert. I ett nyligen verk förklarar Anjan Chaterjee i detalj olika sätt som vi har lockats till matematik genom mänsklig historia. Det finns något vackert med elegans, och i rätt sammanhang kan matte vara väldigt elegant.
ett särskilt slående exempel på detta är det gyllene förhållandet (bilden nedan).
det kan representeras av den grekiska bokstaven phi och är ett förhållande anses till stor del vara det mest slående exemplet på vacker matematik. Det är avbildat i många kända konstverk och arkitektur, till exempel pantheon i Grekland. Dessutom används den i flera kända konstverk, som många av Salvador Dalis målningar. Varför tycker vi att dessa förhållanden är vackra? En ledtråd kan vara i sin förekomst i naturen. En matematiker vid namn Adolf Ziesing upptäckte att det gyllene förhållandet ofta finns i arrangemang av löv och grenar bland växternas stjälkar. Dessutom undersökte han skelett av djur och märkte att detta mönster sträckte sig till deras ådror och nerver.
detta förhållande är också nära relaterat till Fibonancci-serien, som är 1, 1, 2, 3, 5, 6, 13, 21, 34, osv. så att summan av de två sista siffrorna alltid är lika med nästa. Denna serie fortsätter för oändlighet, och när den fortsätter närmar den sig phi, aka Golden ratio. Denna serie, när den plottas algoritmiskt i en spiral, är nästan identisk med den ”gyllene spiralen”, en modell av phi i spiralform. Denna spiral är också känd för att dyka upp i flera naturfenomen, såsom orkaner, snigelskal och galaxer.
så vad händer i hjärnan? Chatterjee referenser forskning indikerar att den intraparietala sulci av parietalloberna är aktiva när vi approximerar kvantiteter, och hur den temporala loben är aktiv när vi gör beräkningar (Dehaene et al., 2003). Men efter att ha läst all denna fascinerande information kan jag inte hjälpa till att vara lite missnöjd med detta som en beskrivning för varför vi lär oss att älska matte. Det verkar som om det kan finnas forskning om vad som händer med vår hjärna när vi gör matte, det finns lite om varför vi gör matte. Vad händer exakt i hjärnan som får oss att uppskatta dessa matematiska proportioner, även om vi inte är medvetna om dem? Det är lätt att se hur detta förhållande kan representera skönhet och kraft och evolutionär kondition, men kan vi till och med omedvetet ta upp likheten mellan alla dessa mönster?
dessutom vet jag att jag personligen får glädje av att räkna ut ett gåta eller matematikproblem. Vad är det med matematiska formler som gör dem vackra när vi räknar ut dem? Det finns teorin att förmågan att diskriminera siffror och göra beräkningar, medan potentiellt helt enkelt en biprodukt av evolutionen, var evolutionär fördelaktig i en värld med mycket information och mönster. Kanske betyder det att siffertolkning aktiverar något slags belöningssystem som skulle ha förstärkt beteendet. Om så är fallet, varför har så många människor en sådan visceral reaktion på ämnet matematik? Matte är vacker, Ja, men tydligen också mystisk, och någon gång kanske det inte finns någon skillnad mellan de två.
Chatterjee, A. (2014) den estetiska hjärnan: hur vi utvecklades för att önska skönhet och njuta av konst. New York, NY: Oxford University Press, 2014.
Dehaene, S. et al. (2003) tre parietala kretsar för nummerbehandling kognitiv neuropsykologi 20 (3-6) 487-506.
