人類靠什么與外星人交流？
宇宙中充滿了各種奇異的事件，比如恒星爆發、星系間的碰撞等，這些災難性的事件背后存在著各種數學與物理原理。從宇宙138億年前的大爆炸開始，任何一種現象都隱藏著深奧的物理原理，而解答這些物理問題的關鍵在于利用數學工具，對科學家而言，數學是宇宙中最美麗的語言，沒有數學的話，宇宙仍然被黑暗所統治。如果我們掌握了更高階的數學，或許能夠發現更多宇宙的奧秘，從中可以看出，數學是智慧生物與宇宙之間“交流”的語言工具。
早期人類部落中已經使用簡單的數學跟蹤月球或者太陽的運行周期，利用計數的方法進行簡單統計，古巴比倫文明的考古中就發現了早期數學的使用。對于人類而言，似乎我們都有與生俱來的數學能力，或者可認為數學是大自然賦予我們認為宇宙的途徑，在此基礎上構建出更加復雜的數學體系，以便進一步認識宇宙。從伽利略發明望遠鏡開始，我們就開始觀測宇宙，開普勒發現行星的軌跡為橢圓，當時數學工具仍然十分有限，限制了我們對太陽系的理解。
在天文學與物理學領域中，數學的重要性不言而喻，艾薩克-牛頓爵士運用微積分方法準確計算了哈雷彗星的軌道，并對其他天體的運動軌跡進行了預測。牛頓還進一步發展了開普勒的行星軌道數學公式，催生了開普勒第三定律的牛頓版本，即萬有引力公式，這是人類文明史上最重要的方程式。我們今天仍然可以感覺到開普勒第三定律的作用，該定律不僅局限于太陽系中，還能推廣到太陽系之外的天體運行上。
在數學對天文學的貢獻上，最典型的例子要數海王星的發現，法國數學家在天王星特別的軌道中發現了海王星，發現過程僅需羊皮紙和墨水就確定了海王星的軌道。當我們進入20世紀后，量子力學理論開始形成，科學家很快意識到牛頓的物理學和數學無法發揮到量子水平上，我們需要更先進的數學。愛因斯坦提出的廣義和狹義相對論代表著數學將進入新的發展時期，目前科學家的挑戰在于如何開發出一種能夠統一量子世界與宏觀世界的數學途徑，其背后將隱藏著我們這個宇宙的終極奧秘。可以認為，我們通過數學與造物主進行對話。
（作者：羅輯）
- 發表于 2015-06-14 00:00
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