本書(shū)根據(jù)美國(guó)Science News雜志中有關(guān)數(shù)學(xué)與科技方面的相關(guān)文章精選、重新組織和翻譯而成。美國(guó)Science News雜志隸屬于美國(guó)非營(yíng)利性機(jī)構(gòu)Society for Science ＆ the Public (SSP)，致力于向公眾傳播科學(xué)知識(shí)和科學(xué)教育，其愿景是通過(guò)人們對(duì)科學(xué)的理解和贊譽(yù)，旨在促進(jìn)人類(lèi)的認(rèn)知和社會(huì)的發(fā)展。
適讀人群 ：對(duì)數(shù)學(xué)、科技、科普感興趣的廣大成人讀者。
如果世界是計(jì)算機(jī)，人生就是算法；科學(xué)是英雄主義的，卻也有著可悲的統(tǒng)計(jì)學(xué)錯(cuò)誤；量子物理學(xué)家進(jìn)行的民意調(diào)查；提高能源效率的人類(lèi)走路方式；類(lèi)似GPS的羅馬帝國(guó)交互地圖；能夠減少時(shí)差的應(yīng)用程序……在這本書(shū)中，你將讀到一個(gè)個(gè)有趣的數(shù)學(xué)與科技創(chuàng)新的故事，并激勵(lì)你不斷去探索世界。
數(shù)學(xué)的核心追求，自然是解決問(wèn)題。牛頓發(fā)明了微積分，因?yàn)樗枋鲆粋�(gè)動(dòng)態(tài)世界，一個(gè)行星環(huán)繞、流體動(dòng)靜的世界。歐拉花了大量精力去思考，試圖理解質(zhì)數(shù)在自然數(shù)領(lǐng)域內(nèi)的分布情況。哪怕是高中學(xué)生，在幾何課堂中，也要學(xué)習(xí)證明畢達(dá)哥拉斯定理的種種技巧。
研究人員和工程師發(fā)明新的技術(shù)去解決問(wèn)題時(shí)，也同樣迫切。他們的思想比較貼近實(shí)際，考慮的是可見(jiàn)的結(jié)果。他們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題——比如說(shuō)，缺乏可靠的運(yùn)輸方式或者燃燒化石燃料帶來(lái)的污染——然后找到方法解決。他們必須了解時(shí)間和資源帶來(lái)的局限、人們的偏好和行為，但是 他們通常也必須實(shí)現(xiàn)來(lái)自更“純粹”的數(shù)學(xué)實(shí)踐中的想法、規(guī)則和運(yùn)算。
所以，本書(shū)將數(shù)學(xué)和技術(shù)加以集合是非常合適的。雖說(shuō)這兩個(gè)方面看上去可能差別很大，但是它們有著共同的目標(biāo)，還經(jīng)常互相交互、互相促進(jìn)。就拿機(jī)器人學(xué)來(lái)說(shuō)，本書(shū)有一整章來(lái)討論這個(gè)主題。約翰?霍普金斯大學(xué)的工程師希望建造能在人體內(nèi)輸送藥物的自折疊機(jī)器人，他們向一位布朗大學(xué)的數(shù)學(xué)家請(qǐng)教，要他幫忙找出最精簡(jiǎn)的二維形狀。不管機(jī)器人是被設(shè)計(jì)成像蛇一樣爬行還是和著邁克爾?杰克遜“戰(zhàn)栗”（Thriller）舞曲而起舞（見(jiàn)本書(shū)相關(guān)章節(jié)介紹），它的每個(gè)行動(dòng)都是由精細(xì)的數(shù)學(xué)操作序列（也就是算法）定義的。
最近上了頭條的技術(shù)發(fā)展也依賴于數(shù)學(xué)。人腦計(jì)算機(jī)界面需要理解神經(jīng)基質(zhì)，并對(duì)神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算分析。光學(xué)也是數(shù)學(xué)成分很大的領(lǐng)域，它的進(jìn)步讓我們能制造更新、更好的數(shù)碼相機(jī)。說(shuō)到量子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，它們的數(shù)學(xué)根源其實(shí)一樣。反過(guò)來(lái)，技術(shù)也能幫助數(shù)學(xué)。一些科學(xué)家和學(xué)生使用3D打印創(chuàng)建物理模型來(lái)為分形模式和拓?fù)鋵W(xué)的學(xué)習(xí)提供幫助。
在描述現(xiàn)實(shí)上，數(shù)學(xué)一直特別有用，無(wú)論我們要描繪的是行星行動(dòng)、城市特性，還是生命的起源，都離不開(kāi)數(shù)學(xué)。有人甚至相信，現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生于數(shù)學(xué)規(guī)則。湯姆?希格弗萊德在一篇關(guān)于細(xì)胞自動(dòng)機(jī)的文章（本書(shū)有收錄）中寫(xiě)道，那些前衛(wèi)的思想家們不再把世界看作一架機(jī)械鐘（如同牛頓時(shí)代所認(rèn)為的）或者是一臺(tái)蒸汽機(jī)（如同19世紀(jì)物理學(xué)家所看作的）。他寫(xiě)道，“如今不少科學(xué)家把自然看作一臺(tái)計(jì)算機(jī)”。
如果說(shuō)數(shù)學(xué)為我們提供了對(duì)現(xiàn)實(shí)的描述，技術(shù)就是我們改造現(xiàn)實(shí)的最好手段。衛(wèi)生、能源生產(chǎn)、通信等方面的進(jìn)步，改善了全世界人們的生活。陶哲軒發(fā)表他對(duì)埃爾德什差異問(wèn)題的證明后所說(shuō)的一段話，既能用在他的數(shù)學(xué)成就上，也能用在技術(shù)進(jìn)步上：“解決這樣一個(gè)問(wèn)題的過(guò)程，通常會(huì)為解決其他更復(fù)雜的問(wèn)題提供一些技巧。”
美國(guó)《科學(xué)新聞》雜志社（Science News）
2017年1月
美國(guó)《科學(xué)新聞》雜志（Science News）由非營(yíng)利機(jī)構(gòu)美國(guó)科學(xué)與公眾協(xié)會(huì)（The Society for Science & the Public）出版，出版地為華盛頓特區(qū)。紙質(zhì)版《科學(xué)新聞》雜志（Science News）為雙周刊，同時(shí)開(kāi)通了每日更新的新聞網(wǎng)站 (www.ScienceNews.org)。
紙質(zhì)版《科學(xué)新聞》雜志擁有超過(guò)9.3萬(wàn)的付費(fèi)訂閱者，網(wǎng)站年獨(dú)立訪問(wèn)量高達(dá)1200萬(wàn)。此外，《科學(xué)新聞》雜志在社交媒體上也十分活躍，擁有220萬(wàn)臉譜網(wǎng)粉絲和150萬(wàn)推特粉絲。
《科學(xué)新聞》雜志已有94年的歷史，一直致力于為公眾提供值得信賴的科學(xué)信息。1922年，報(bào)紙出版人愛(ài)德華�6�1W. 斯克里普斯（Edward W. Scripps）創(chuàng)辦了《科學(xué)新聞》雜志，最初名為Science News-letter，這是美國(guó)第一份旨在為公眾提供客觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)新聞的出版物。如今，《科學(xué)新聞》雜志的使命依然沒(méi)有改變，始終以“傳播育人”為己任，繼續(xù)將各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn)傳遞給公眾。
《科學(xué)新聞》雜志由優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)撰寫(xiě)、編輯和設(shè)計(jì)，面向科學(xué)愛(ài)好者、希望更深了解前沿科學(xué)成果的學(xué)者，以及時(shí)刻關(guān)注其他領(lǐng)域發(fā)展的科學(xué)家。
一、計(jì)算
犯罪數(shù)量可能造成誤導(dǎo)
真實(shí)？虛幻？
臉書(shū)喜歡揭示用戶政治立場(chǎng)、性取向以及IQ
通過(guò)電話數(shù)據(jù)分析犯罪人員的撥號(hào)情況
更快的內(nèi)存加速計(jì)算
計(jì)算機(jī)科學(xué)家將會(huì)管理死者的數(shù)字遺產(chǎn)
相似的面容
內(nèi)存升級(jí)
為什么大數(shù)據(jù)對(duì)科學(xué)有害
大數(shù)據(jù)的發(fā)展凸顯科學(xué)研究對(duì)理論的需求
能夠減少時(shí)差的應(yīng)用程序
如果世界是計(jì)算機(jī)，人生就是算法
量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行劃時(shí)代的算法
挖掘用戶習(xí)慣的個(gè)性化網(wǎng)上購(gòu)物
谷歌檢索行為揭露花粉季節(jié)起伏
計(jì)算機(jī)從臉書(shū)的點(diǎn)贊數(shù)據(jù)中挖掘用戶個(gè)性
程序決定何時(shí)棄牌
大數(shù)據(jù)，大挑戰(zhàn)
人工智能征服“太空入侵者”“乒乓” “立體跳方塊” 等游戲
臉書(shū)揭示產(chǎn)后抑郁癥的征兆
公正的計(jì)算機(jī)證實(shí)媒體的偏見(jiàn)
計(jì)算機(jī)程序?qū)Q頂尖撲克玩家
短時(shí)記憶能夠成為優(yōu)良策略
二、數(shù)學(xué)
數(shù)學(xué)思想
物理學(xué)家進(jìn)入隨機(jī)模式：量子“把戲”提供了消除數(shù)字模式的方法
測(cè)試解密了海豚的數(shù)學(xué)才能
讓數(shù)據(jù)有用
經(jīng)典概率計(jì)算方法依賴于量子隨機(jī)性？
一位數(shù)學(xué)家將費(fèi)馬大定理進(jìn)行公理約減
量子物理學(xué)家進(jìn)行的民意調(diào)查
數(shù)學(xué)中最抽象的領(lǐng)域是在“現(xiàn)實(shí)”世界中的應(yīng)用
最難獲得突破的領(lǐng)域一日內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)重大成果
數(shù)學(xué)用于城市的核心
《平面國(guó)》及續(xù)集將高維數(shù)學(xué)帶入熒屏
素?cái)?shù)簇必定存在
要讓科學(xué)更美好，得注意統(tǒng)計(jì)上的缺陷
材料的光特性可能很快會(huì)擴(kuò)展用于數(shù)學(xué)計(jì)算
用統(tǒng)計(jì)來(lái)測(cè)試統(tǒng)計(jì)有點(diǎn)不那么對(duì)勁兒
博士也答錯(cuò)的甄別測(cè)試數(shù)學(xué)題
做出孩子能玩的數(shù)學(xué)
重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)比看上去要復(fù)雜得多
匹配行人行為的數(shù)學(xué)就是時(shí)機(jī)問(wèn)題
生命起源可能展示了博弈論的力量
P值被禁用：雜志邁出一小步，科學(xué)跨出一大步
約翰?納什和路易斯?尼倫伯格分享數(shù)學(xué)阿貝爾獎(jiǎng)
讓博弈論告訴你如何贏得半決賽
美麗心靈，美麗遺產(chǎn)
科學(xué)是英雄主義的，卻也有著可悲的（統(tǒng)計(jì)學(xué)）錯(cuò)誤
83 年前的數(shù)學(xué)問(wèn)題得以解決
三、機(jī)器人
機(jī)器人同步跳舞：借鑒細(xì)菌溝通原理
制造滑行機(jī)器人
折疊結(jié)構(gòu)促使微型機(jī)器人及工具的產(chǎn)生
有翼機(jī)器人的產(chǎn)生
模仿蒼蠅的眼睛
刺激盲鼠大腦的眼睛芯片
機(jī)器人義肢的未來(lái)
從思想到行動(dòng)
白蟻式機(jī)器人建造復(fù)雜結(jié)構(gòu)
機(jī)器人手指伸出援助之手
可以組合成多種形狀的集群機(jī)器人
遇熱折疊的機(jī)器人
由爆炸供能的跳躍機(jī)器人
章魚(yú)機(jī)器人裝備帶蹼手臂游得更快
混合型機(jī)器人將兩臺(tái)蛇形機(jī)器與飛行機(jī)器合并
賑災(zāi)機(jī)器人的發(fā)展
機(jī)械姬和人工智能一樣可以探索人性
四、科技
Eureqa：少量數(shù)據(jù)挖掘自然規(guī)律
數(shù)碼相機(jī)的革命：創(chuàng)新性光線技術(shù)
類(lèi)似GPS 的羅馬帝國(guó)交互地圖
科技進(jìn)步變?cè)肼暈橐魳?lè)
愛(ài)迪生電池大轉(zhuǎn)變
紅外技術(shù)挖掘犯罪現(xiàn)場(chǎng)
電子產(chǎn)品使用后的自動(dòng)降解
塑料密封高速行駛的子彈
氫燃料技術(shù)更進(jìn)一步
購(gòu)買(mǎi)醫(yī)療用品的醫(yī)療保險(xiǎn)方案存在重大問(wèn)題
擊球運(yùn)氣會(huì)傳染
微波技術(shù)簡(jiǎn)化看透物體的過(guò)程
三維打印的革命
科學(xué)演說(shuō)遭遇挑戰(zhàn)：當(dāng)巨魔從橋底走出
關(guān)于時(shí)光之箭的解釋一直在進(jìn)行
貪婪促進(jìn)財(cái)政增長(zhǎng)，但是改革保證生存
從遠(yuǎn)處獲得聲音的相機(jī)
父母?jìng)兙褪遣荒芾斫獾木W(wǎng)絡(luò)隱私二三事
埃及不會(huì)一天建造起來(lái)，但它正在飛速崛起
晶體制造交叉建筑物
三維打印建造細(xì)菌大廈
網(wǎng)絡(luò)游戲能夠提高失語(yǔ)癥患者的閱讀能力
新形狀的分子結(jié)構(gòu)
無(wú)線電波的曙光
管狀物體相互接觸的故事
隨溫度變化的塑料
新型金字塔建造方案
電影《模仿游戲》并未還原歷史
21 世紀(jì)十大科學(xué)謎團(tuán)
可以控制新聞傾向的臉書(shū)
提高能源效率的人類(lèi)走路方式
基于證據(jù)的醫(yī)學(xué)理論缺乏堅(jiān)實(shí)的支撐證據(jù)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信影響天氣預(yù)報(bào)精度
臉書(shū)喜歡揭示用戶政治立場(chǎng)、性取向以及IQ
研究人員利用社交媒體網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)推斷個(gè)人性格
蕾切爾�6�1埃倫伯格
你可能會(huì)預(yù)測(cè)到具有諷刺性的福克斯新聞-嘲弄節(jié)目大部分的粉絲是民主黨人士。但是結(jié)果顯示，喜歡說(shuō)唱歌手妮琪�6�1米娜同時(shí)也喜歡擁抱的人群暗示了其“左傾”政治傾向。最新的研究也表明，通過(guò)人們?cè)谀槙?shū)上發(fā)表的對(duì)不同事物的喜好，能夠推斷出個(gè)人性格，例如政治傾向、年齡、性別以及性取向。
這項(xiàng)研究利用了58 000名志愿者使用臉書(shū)上一個(gè)應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這個(gè)應(yīng)用叫“我的個(gè)性”，是由這篇論文的一位共同作者，來(lái)自英國(guó)劍橋大學(xué)的大衛(wèi)�6�1史迪威在幾年前開(kāi)發(fā)的。通過(guò)這個(gè)應(yīng)用，參與者分析包括IQ測(cè)試結(jié)果在內(nèi)的自己的個(gè)人信息，還有一些性格測(cè)試問(wèn)卷結(jié)果。這些測(cè)試還涉及一些隱私信息，比如父母是否結(jié)婚、被測(cè)試者是否抽煙或者喝酒。研究人員將這些數(shù)據(jù)與志愿者曾經(jīng)在臉書(shū)上點(diǎn)贊過(guò)的頁(yè)面進(jìn)行對(duì)比。利用點(diǎn)贊網(wǎng)頁(yè)和性格數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練之后，程序可以僅根據(jù)點(diǎn)贊信息預(yù)測(cè)參與者其他的一些性格。
這項(xiàng)研究中的許多發(fā)現(xiàn)是很直觀，甚至是顯而易見(jiàn)的：喜歡耶穌基督的用戶很可能是基督教徒。這是研究人員在3月11日美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上發(fā)表的內(nèi)容。同樣，喜歡封面女郎妝的用戶通常是女性，喜歡拉什�6�1林鮑的用戶通常是共和黨的擁護(hù)者。但是還有一些不太明顯的關(guān)聯(lián)：計(jì)算機(jī)程序?qū)τ脩羰欠裎鼰煹念A(yù)測(cè)準(zhǔn)確率可以達(dá)到73%，依據(jù)的內(nèi)容比如有些用戶喜歡重金屬搖滾樂(lè)隊(duì)“超級(jí)殺手合唱團(tuán)”，有些加入了臉書(shū)上“一人我飲酒醉”的群組。
這個(gè)程序?qū)δ型詰僬叩淖R(shí)別率可以達(dá)到88%，即使這其中僅有少于5%的人關(guān)注了明顯與性別取向有關(guān)的東西。其實(shí)程序依賴更不明顯的一些關(guān)聯(lián)，比如喜歡某個(gè)電視節(jié)目，比如電視劇《絕望主婦》，或者是音樂(lè)劇《邪惡》。
還有一些看起來(lái)更偏激的關(guān)聯(lián)信息：比如特別喜歡吃暴風(fēng)雪冰激凌和炸薯?xiàng)l與高智商之間存在一定的弱關(guān)聯(lián)。
“我很高興許多發(fā)現(xiàn)看起來(lái)都很直觀”，共同作者米甲�6�1庫(kù)辛斯基這樣說(shuō)。這位作者來(lái)自英國(guó)劍橋大學(xué)，研究心理學(xué)，并且長(zhǎng)期在微軟公司做兼職。
當(dāng)然，直觀和固有成見(jiàn)之間的界限很不明顯。“但是計(jì)算機(jī)本身并不帶有偏見(jiàn)”，庫(kù)辛斯基說(shuō)道，“它只是輸出了它算出來(lái)的那些相關(guān)性。”
“令人吃驚的是，電腦可以識(shí)別到性取向”他說(shuō)。他熱衷于探索炸薯?xiàng)l和智力發(fā)育之間的關(guān)系。
這些研究所采用的方法是很可靠的，紐約大學(xué)的社交網(wǎng)絡(luò)信息擴(kuò)散的專(zhuān)家司南�6�1阿拉爾說(shuō)。但是程序還是在那些比較明顯的特征上表現(xiàn)出色，比如性別、年齡，還有種族。他說(shuō)，因?yàn)檠芯咳藛T并沒(méi)有與其他技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，很難知道他的預(yù)測(cè)能力是否能夠與其他方法得到的結(jié)果抗衡，比如人口普查數(shù)據(jù)，還有選舉投票記錄。
“如果我想要預(yù)測(cè)你的政治傾向，但我只知道你的年齡、國(guó)別、性別，或者這三者中的任意兩項(xiàng)，我可以做得比程序更好嗎？”阿拉爾問(wèn)道。
他還補(bǔ)充說(shuō)道，所有這些數(shù)據(jù)源自于人們通過(guò)大量的在線測(cè)試所展現(xiàn)的，愿意和別人分享的那些個(gè)人信息。志愿者們可能并不能代表所有臉書(shū)用戶的平均情況。然而這種弱點(diǎn)可能并不會(huì)對(duì)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)帶來(lái)影響。
“每一個(gè)營(yíng)銷(xiāo)人員的夢(mèng)想都是更多地了解他們的客戶，這樣他們就可以向用戶提供更多有用的內(nèi)容，從而得到信任，”來(lái)自亞特蘭大社會(huì)媒體市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)專(zhuān)家亞當(dāng)�6�1斯迪爾伯格這樣說(shuō)，“任何能夠幫助營(yíng)銷(xiāo)者更多地了解客戶的產(chǎn)品都是非常有價(jià)值的。”
這些研究并沒(méi)有提到任何與喜歡《科學(xué)新聞》這本書(shū)有關(guān)的個(gè)性屬性。但是喜歡科學(xué)的人多多少少都與高智商相關(guān)聯(lián)。
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