3blue1brown 是一個教數學的 YouTube 頻道,Grant Sanderson 是頻道主要講師,擅長將數學概念視覺化、或者與生活常識連結,讓學習數學更直覺,而不是給聽眾複雜數學公式或證明。
Grant Sanderson 在他的 TED Talk,講述他在經營頻道時、體會到人們對學習數學的渴望。
目錄
人們為何想學習數學?
最直覺的理由,就是實用,例如已經是科技新聞每天非報不可的類神經網路。實用的數學,讓人在開始學之前就對知識充滿期待、讓人在學習過程興奮地把知識跟工作連結、讓人把知識學起來後甚至想跟朋友炫耀!
如果一項知識的主題,可以回答這個簡單的問題:「這實用嗎?」,人們自然就會想要學習,因為有了學習後、使自己更加強壯的預期。
然而,講者在演講中提到,頻道內觀看數前三名的其中一部影片,是解釋一塊物體使另一塊物體向牆壁來回碰撞的總次數。兩個東西相撞後再撞牆?這實用嗎?明明一點也不實用!為何是觀看數最高的影片之一?人們為何想學?

「温咖癲啦唯啊薩」實用嗎?
講者將健身與奇幻小說對比:
- 健身的好處顯而易見,然而只有少數人願意投入、或者嘗試
- 相反地,絕大多數人都看過奇幻小說或電影,但你也無法否認,裡面沒有太多對生活有直接幫助的實用知識
(「温咖癲啦唯啊薩」是哈利波特故事裡使物體漂浮的咒語)
奇幻小說不實用,但是人們願意花時間投入、享受其中。原因也很簡單,大家都喜歡故事,包括懸疑的劇情、歡笑與淚水、危機與轉機等等有趣的元素。
數學潛藏的迷人故事
前面提到的物體相撞影片中,在實驗中將兩物體質量比例調整成足夠懸殊後,與牆壁的相撞次數會慢慢接近 314159… 也就是圓周率 pi。明明是沿著一直線相撞、實驗中沒有任何跟「圓」直接相關的設定,怎麼會冒出,怎麼會冒出 pi?
熟悉的場景、普通的主角設定,卻發展出意想不到的劇情,如此脈絡下的呈現的數學問題,不就變得懸疑小說般吸引人了嗎?是不是會讓讀者特別想知道謎題是如何解開的呢?
「數學家研究數學不是因為它實用,而是因為他享受其中;他享受其中,是因為數學的美妙。」
Henri Poincaré,法國數學家
數學家成為數學家的理由,就在於他感受到數學的美感。在他們眼中,數學就是一部充滿驚喜的小說,他們看到了令他們興奮的故事、所以能無法自拔地投入。
實用與故事並不互斥
講者最後提到,物體相撞實驗中的撞牆次數與 pi 的關聯性,意外地就是現代量子搜尋演算法背後的原理。
在講者揭露這項訊息之前,我們都只是循著好奇心,看著撞牆次數究竟是怎麼達到 314 次,不期待它實用、但我們就是想知道,更不知道它會對資料庫搜尋演算法有幫助!
「與直覺相反的是,有許多最『實用的』、或者最常被拿來教學的數學,起源於一群單純地想要探索有趣故事的人。」
Grant Sanderson
結語
這場演講,我認為能提供想學好(或者說需要學好)數學、卻沒有耐心讀下去的人一些激起自己熱情的方法:
- 了解實用性,能預期數學帶來的效益是最直接的學習激勵
- 找到理論的故事性
- 與你已知的知識有何關聯?
- 是否與常識相違背?
- 基於假設,理論引導出的結論與你想像中的一樣嗎?為何不同?
- 整合母議題、子議題、或其他相關主題思考,究竟大方向在討論什麼?為什麼你的課本希望你學習這項理論?