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【原】《阿基米德大战》,用电影诠释数学魅力

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发表于 2020-3-11 22:08:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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很多评论日本电影《阿基米德大战》的朋友都喜欢从电影的故事情节、叙事手法或者主题立意着手,不过我并不打算照办。我在春节假期和女儿一起观看这部影片,就是想让孩子领略数学的魅力,体会拥有数学能力的重要性。
之所以有意回避主题立意,是因为我实在不太认同片中那种既狭隘又偏执的大和民族自豪感,也对戏说成分明显居多的情节存疑。不过我要强调一点:能用一个足够精彩有趣的故事提起孩子对数学的学习兴趣,就是一部好玩儿的电影,值得一看的电影。
在聊数学之前,必须先讲讲电影的大致情节。
影片一开头,就用一场声势浩大的海空大战再现了1945年4月,作为日本海军灵魂的“大和”号战列舰被美军围剿击沉的悲壮场景。紧接着镜头一转,时光倒流,带领观众回到12年前,日本海军省激烈争论是否建造超级战列舰的那一段岁月。
以山本五十六为首的海军“航空派”认为,海战即将进入航空母舰时代,坚决反对耗费巨资建设笨重的战列舰,但他们在占有优势的“巨舰派”面前显得势单力孤。为了从根本上否决造舰计划,山本五十六特意请来了退学在家,被誉为“阿基米德再世”的青年数学天才棹直,让他重新核算出“巨舰派”提供的造舰预算,用真实高昂的预算反驳挫败对方。
于是,始终坚信数学真理,希望靠数学救国改变世界的棹直,凭着一腔热情就投入了两眼一抹黑的造舰成本核算中。为什么是两眼一抹黑呢?因为“巨舰派”将领们已经察觉了山本和棹直的意图,千方百计封锁超级战列舰的图纸资料,想让身为海军门外汉的棹直知难而退。

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这样一来,就到了显示棹直数学天才和神奇逻辑推理能力的关键时刻。他先是借故溜上“长门”号战列舰,偷偷查阅了这艘战舰的结构图,还用卷尺到处丈量了一天,获得了战舰关键部位的大量数据。然后,他利用很短的时间自学掌握了船舶设计建造的基本知识,凭借“长门”号的数据和简易图纸,硬生生按比例凭空画出了未来超级战列舰的结构图!
有了图纸只是第一步,他还需要建造战舰所需钢铁、人员费用、装备制造等一系列成本的数据,才能得到真实的预算。于是,棹直不得不掩人耳目克服困难,偷偷从东京跑到大阪,在一家多年前曾与海军合作造船的工厂主那里获得了一些历史数据。就在他胸有成竹展开推导计算时,“巨舰派”再次祭出杀招,将裁决是否造舰的决策会议提前到了次日上午,留给棹直计算的时间,只剩下了十个钟头!
千钧一发之际,棹直天才数学家的风采开始尽情展现。他在大量的历史造舰数据中建立了自己原创的函数公式,清晰反映出造舰钢铁使用量与军舰最终造价之间的函数关系。于是,在第二天的决策会议上,棹直尽显风流。他先在黑板上画出一个钢铁使用量1500吨前后的函数曲线,然后用自己推导出的这个函数公式,飞快地演算出一艘又一艘现有军舰的历史造价,全都准确无误!

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把这个片段前后观看三遍后,我这个文科生才算是基本弄懂了棹直函数公式中的逻辑关系。既然数学就是依靠已知内容推导未知内容的学科,那么棹直的逻辑就是真实可鉴的。虽然每艘战舰因为吨位大小、舰体结构、装备配置不同,自然最终造价也不同,但只要敏锐抓住战舰钢铁用量及造价的峰值和谷值,还是可以描绘出数据变化的。如此一来,将推导出的函数代入军舰的实际钢铁用量,也就能够得到最终造价。我赶紧把自己的理解告诉女儿,没想到女儿笑嘻嘻地说:“我已经弄明白了,哈哈!”
故事发展到这一步,也就到了最高潮部分,棹直最终当着所有海军将领的面,演算出了未来超级战列舰的真实高昂造价,完成了这项本不可能完成的任务。抛开后来“大和”号以及“武藏”号战列舰劈波斩浪的真实历史不谈,这部有趣电影起码演绎了数学的巨大威力,一如棹直在剧中反复强调的理念,“数字是不会骗人的!”
在看完这部电影后,为了强调数学的魅力,我还跟女儿谈起了与电影中棹直事迹类似,历史上真正存在,有关美国经济学家格林斯潘声名鹊起的故事。

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上世纪五十年代朝鲜战争爆发后,美国空军出于保密需要,封锁了所有涉及军用航空领域的工业数据,这就为美国经济学界研究展望工业发展趋势制造了极大困难。
在大家一筹莫展之际,当时初出茅庐的年轻经济学者格林斯潘挺身而出。他采用的研究方式与棹直异曲同工,首先收集没有被归入保密范围的四十年代航空工业历史数据,在占有大量第一手数据的前提下,运用自己归纳出的函数公式,一一推导出那些被不能公开的数据。
当他的经济学论文《美国空军的经济学》发表之际,不仅引起经济学界的惊叹,还招来了情报部门的调查,因为当局怀疑如此精准的数字是因为有人泄露了机密!当然,等真相水落石出后,格林斯潘理所当然地被尊为学界冉冉升起的新星,这也为他几十年后出任美联储主席奠定了基础。
电影的目的是为了讲故事,而看电影的目的则是在了解一段故事的过程中获得自己的感受。通过这部《阿基米德大战》,我和女儿一起领略了数学的魅力。在看完之后,我告诉女儿,电影情节虽然是戏说,但数学的作用却不容小觑。

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不论是发现万有引力的牛顿,确立相对论的爱因斯坦,还是如今涉及各行各业的大数据云计算,统统离不开数字,离不开数学的基础作用。所以,我希望用这部电影激发出女儿学习数学探索数学的兴趣和热情。
小编其人
小皮流流(另一网名:皮皮中尉):现为某主流媒体主任编辑,“天涯文学”签约作家,“360个人图书馆”原创达人;在本职中品味业务骨干的充实,在读书写作中聆听先哲的教诲,在陪伴妻子女儿的过程中体会最纯真的快乐。
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