本書根據美國Science News雜志中有關數學與科技方面的相關文章精選、重新組織和翻譯而成。美國Science News雜志隸屬于美國非營利性機構Society for Science ＆ the Public (SSP)，致力于向公眾傳播科學知識和科學教育，其愿景是通過人們對科學的理解和贊譽，旨在促進人類的認知和社會的發展。
適讀人群 ：對數學、科技、科普感興趣的廣大成人讀者。
如果世界是計算機，人生就是算法；科學是英雄主義的，卻也有著可悲的統計學錯誤；量子物理學家進行的民意調查；提高能源效率的人類走路方式；類似GPS的羅馬帝國交互地圖；能夠減少時差的應用程序……在這本書中，你將讀到一個個有趣的數學與科技創新的故事，并激勵你不斷去探索世界。
數學的核心追求，自然是解決問題。牛頓發明了微積分，因為他要描述一個動態世界，一個行星環繞、流體動靜的世界。歐拉花了大量精力去思考，試圖理解質數在自然數領域內的分布情況。哪怕是高中學生，在幾何課堂中，也要學習證明畢達哥拉斯定理的種種技巧。
研究人員和工程師發明新的技術去解決問題時，也同樣迫切。他們的思想比較貼近實際，考慮的是可見的結果。他們在現實世界中發現一個問題——比如說，缺乏可靠的運輸方式或者燃燒化石燃料帶來的污染——然后找到方法解決。他們必須了解時間和資源帶來的局限、人們的偏好和行為，但是 他們通常也必須實現來自更“純粹”的數學實踐中的想法、規則和運算。
所以，本書將數學和技術加以集合是非常合適的。雖說這兩個方面看上去可能差別很大，但是它們有著共同的目標，還經常互相交互、互相促進。就拿機器人學來說，本書有一整章來討論這個主題。約翰?霍普金斯大學的工程師希望建造能在人體內輸送藥物的自折疊機器人，他們向一位布朗大學的數學家請教，要他幫忙找出最精簡的二維形狀。不管機器人是被設計成像蛇一樣爬行還是和著邁克爾?杰克遜“戰栗”（Thriller）舞曲而起舞（見本書相關章節介紹），它的每個行動都是由精細的數學操作序列（也就是算法）定義的。
最近上了頭條的技術發展也依賴于數學。人腦計算機界面需要理解神經基質，并對神經活動進行復雜的計算分析。光學也是數學成分很大的領域，它的進步讓我們能制造更新、更好的數碼相機。說到量子計算機和現有的計算機，它們的數學根源其實一樣。反過來，技術也能幫助數學。一些科學家和學生使用3D打印創建物理模型來為分形模式和拓撲學的學習提供幫助。
在描述現實上，數學一直特別有用，無論我們要描繪的是行星行動、城市特性，還是生命的起源，都離不開數學。有人甚至相信，現實產生于數學規則。湯姆?希格弗萊德在一篇關于細胞自動機的文章（本書有收錄）中寫道，那些前衛的思想家們不再把世界看作一架機械鐘（如同牛頓時代所認為的）或者是一臺蒸汽機（如同19世紀物理學家所看作的）。他寫道，“如今不少科學家把自然看作一臺計算機”。
如果說數學為我們提供了對現實的描述，技術就是我們改造現實的最好手段。衛生、能源生產、通信等方面的進步，改善了全世界人們的生活。陶哲軒發表他對埃爾德什差異問題的證明后所說的一段話，既能用在他的數學成就上，也能用在技術進步上：“解決這樣一個問題的過程，通常會為解決其他更復雜的問題提供一些技巧。”
美國《科學新聞》雜志社（Science News）
2017年1月
美國《科學新聞》雜志（Science News）由非營利機構美國科學與公眾協會（The Society for Science & the Public）出版，出版地為華盛頓特區。紙質版《科學新聞》雜志（Science News）為雙周刊，同時開通了每日更新的新聞網站 (www.ScienceNews.org)。
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《科學新聞》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信息。1922年，報紙出版人愛德華�6�1W. 斯克里普斯（Edward W. Scripps）創辦了《科學新聞》雜志，最初名為Science News-letter，這是美國第一份旨在為公眾提供客觀嚴謹的科學新聞的出版物。如今，《科學新聞》雜志的使命依然沒有改變，始終以“傳播育人”為己任，繼續將各個科學領域的重要發現傳遞給公眾。
《科學新聞》雜志由優秀的團隊撰寫、編輯和設計，面向科學愛好者、希望更深了解前沿科學成果的學者，以及時刻關注其他領域發展的科學家。
一、計算
犯罪數量可能造成誤導
真實？虛幻？
臉書喜歡揭示用戶政治立場、性取向以及IQ
通過電話數據分析犯罪人員的撥號情況
更快的內存加速計算
計算機科學家將會管理死者的數字遺產
相似的面容
內存升級
為什么大數據對科學有害
大數據的發展凸顯科學研究對理論的需求
能夠減少時差的應用程序
如果世界是計算機，人生就是算法
量子計算機運行劃時代的算法
挖掘用戶習慣的個性化網上購物
谷歌檢索行為揭露花粉季節起伏
計算機從臉書的點贊數據中挖掘用戶個性
程序決定何時棄牌
大數據，大挑戰
人工智能征服“太空入侵者”“乒乓” “立體跳方塊” 等游戲
臉書揭示產后抑郁癥的征兆
公正的計算機證實媒體的偏見
計算機程序對決頂尖撲克玩家
短時記憶能夠成為優良策略
二、數學
數學思想
物理學家進入隨機模式：量子“把戲”提供了消除數字模式的方法
測試解密了海豚的數學才能
讓數據有用
經典概率計算方法依賴于量子隨機性？
一位數學家將費馬大定理進行公理約減
量子物理學家進行的民意調查
數學中最抽象的領域是在“現實”世界中的應用
最難獲得突破的領域一日內出現兩個重大成果
數學用于城市的核心
《平面國》及續集將高維數學帶入熒屏
素數簇必定存在
要讓科學更美好，得注意統計上的缺陷
材料的光特性可能很快會擴展用于數學計算
用統計來測試統計有點不那么對勁兒
博士也答錯的甄別測試數學題
做出孩子能玩的數學
重現實驗比看上去要復雜得多
匹配行人行為的數學就是時機問題
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，科學跨出一大步
約翰?納什和路易斯?尼倫伯格分享數學阿貝爾獎
讓博弈論告訴你如何贏得半決賽
美麗心靈，美麗遺產
科學是英雄主義的，卻也有著可悲的（統計學）錯誤
83 年前的數學問題得以解決
三、機器人
機器人同步跳舞：借鑒細菌溝通原理
制造滑行機器人
折疊結構促使微型機器人及工具的產生
有翼機器人的產生
模仿蒼蠅的眼睛
刺激盲鼠大腦的眼睛芯片
機器人義肢的未來
從思想到行動
白蟻式機器人建造復雜結構
機器人手指伸出援助之手
可以組合成多種形狀的集群機器人
遇熱折疊的機器人
由爆炸供能的跳躍機器人
章魚機器人裝備帶蹼手臂游得更快
混合型機器人將兩臺蛇形機器與飛行機器合并
賑災機器人的發展
機械姬和人工智能一樣可以探索人性
四、科技
Eureqa：少量數據挖掘自然規律
數碼相機的革命：創新性光線技術
類似GPS 的羅馬帝國交互地圖
科技進步變噪聲為音樂
愛迪生電池大轉變
紅外技術挖掘犯罪現場
電子產品使用后的自動降解
塑料密封高速行駛的子彈
氫燃料技術更進一步
購買醫療用品的醫療保險方案存在重大問題
擊球運氣會傳染
微波技術簡化看透物體的過程
三維打印的革命
科學演說遭遇挑戰：當巨魔從橋底走出
關于時光之箭的解釋一直在進行
貪婪促進財政增長，但是改革保證生存
從遠處獲得聲音的相機
父母們就是不能理解的網絡隱私二三事
埃及不會一天建造起來，但它正在飛速崛起
晶體制造交叉建筑物
三維打印建造細菌大廈
網絡游戲能夠提高失語癥患者的閱讀能力
新形狀的分子結構
無線電波的曙光
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 世紀十大科學謎團
可以控制新聞傾向的臉書
提高能源效率的人類走路方式
基于證據的醫學理論缺乏堅實的支撐證據
無線網絡通信影響天氣預報精度
臉書喜歡揭示用戶政治立場、性取向以及IQ
研究人員利用社交媒體網絡數據推斷個人性格
蕾切爾�6�1埃倫伯格
你可能會預測到具有諷刺性的福克斯新聞-嘲弄節目大部分的粉絲是民主黨人士。但是結果顯示，喜歡說唱歌手妮琪�6�1米娜同時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，通過人們在臉書上發表的對不同事物的喜好，能夠推斷出個人性格，例如政治傾向、年齡、性別以及性取向。
這項研究利用了58 000名志愿者使用臉書上一個應用產生的數據。這個應用叫“我的個性”，是由這篇論文的一位共同作者，來自英國劍橋大學的大衛�6�1史迪威在幾年前開發的。通過這個應用，參與者分析包括IQ測試結果在內的自己的個人信息，還有一些性格測試問卷結果。這些測試還涉及一些隱私信息，比如父母是否結婚、被測試者是否抽煙或者喝酒。研究人員將這些數據與志愿者曾經在臉書上點贊過的頁面進行對比。利用點贊網頁和性格數據進行訓練之后，程序可以僅根據點贊信息預測參與者其他的一些性格。
這項研究中的許多發現是很直觀，甚至是顯而易見的：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日美國國家科學院院刊上發表的內容。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者。但是還有一些不太明顯的關聯：計算機程序對用戶是否吸煙的預測準確率可以達到73%，依據的內容比如有些用戶喜歡重金屬搖滾樂隊“超級殺手合唱團”，有些加入了臉書上“一人我飲酒醉”的群組。
這個程序對男同性戀者的識別率可以達到88%，即使這其中僅有少于5%的人關注了明顯與性別取向有關的東西。其實程序依賴更不明顯的一些關聯，比如喜歡某個電視節目，比如電視劇《絕望主婦》，或者是音樂劇《邪惡》。
還有一些看起來更偏激的關聯信息：比如特別喜歡吃暴風雪冰激凌和炸薯條與高智商之間存在一定的弱關聯。
“我很高興許多發現看起來都很直觀”，共同作者米甲�6�1庫辛斯基這樣說。這位作者來自英國劍橋大學，研究心理學，并且長期在微軟公司做兼職。
當然，直觀和固有成見之間的界限很不明顯。“但是計算機本身并不帶有偏見”，庫辛斯基說道，“它只是輸出了它算出來的那些相關性。”
“令人吃驚的是，電腦可以識別到性取向”他說。他熱衷于探索炸薯條和智力發育之間的關系。
這些研究所采用的方法是很可靠的，紐約大學的社交網絡信息擴散的專家司南�6�1阿拉爾說。但是程序還是在那些比較明顯的特征上表現出色，比如性別、年齡，還有種族。他說，因為研究人員并沒有與其他技術進行對比，很難知道他的預測能力是否能夠與其他方法得到的結果抗衡，比如人口普查數據，還有選舉投票記錄。
“如果我想要預測你的政治傾向，但我只知道你的年齡、國別、性別，或者這三者中的任意兩項，我可以做得比程序更好嗎？”阿拉爾問道。
他還補充說道，所有這些數據源自于人們通過大量的在線測試所展現的，愿意和別人分享的那些個人信息。志愿者們可能并不能代表所有臉書用戶的平均情況。然而這種弱點可能并不會對市場營銷帶來影響。
“每一個營銷人員的夢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容，從而得到信任，”來自亞特蘭大社會媒體市場營銷專家亞當�6�1斯迪爾伯格這樣說，“任何能夠幫助營銷者更多地了解客戶的產品都是非常有價值的。”
這些研究并沒有提到任何與喜歡《科學新聞》這本書有關的個性屬性。但是喜歡科學的人多多少少都與高智商相關聯。
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