摘要:正文John Urshel出生于1991年,曾经是美国NFL橄榄球职业球员(类似于打篮球打进NBA), 后来打破大家对职业球员刻板印象,进入MIT读数学博士,现在在MIT教数学。
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正文John Urshel出生于1991年,曾经是美国NFL橄榄球职业球员(类似于打篮球打进NBA), 后来打破大家对职业球员刻板印象,进入MIT读数学博士,现在在MIT教数学。出于好奇我读了他的自传Mind and Matter, mind指心灵和思维,书名可能暗示数学和逻辑,matter本来指有质量的物体,这里大概暗示体育竞技。目前似乎没有中文版,好在英文版语言不难,有不太理解的地方Chatgpt, Deepseek这些工具都能帮忙解答。
作为麻瓜我对橄榄球和数学都不太懂,但是这本书却让人有一点点开悟之感。
01
早期培养
John Urshel黑白混血三岁父母离婚。母亲黑人但重视教育,早期的计算启蒙是练习册,有了一定基础就让孩子计算购物小票要找的零钱和州税,算对了找零就归他,所以他非常有积极性。
对于逻辑思维的培养,她给儿子买了不少桌游。他回顾后来的数学研究一些问题和某些桌游本质十分类似。
此外他还特别提到一个免费逻辑推理游戏:Zebra Puzzle, 也叫爱因斯坦 Puzzle。以下题为例,大致意思就是,通过这些信息,排列出四个DJ的顺序和他们对应的衣服颜色/国籍/音乐类型/出场舞台。
从这个游戏,大家就能理解数学家是如何看待信息的:这些信息看似杂乱无章,但内在却有着规律性的逻辑结构,按数学家的话说叫“美丽的结构”。
有一天早上俺家普娃等校车还有半个小时比较无聊,让她试着做了解闷,居然很喜欢。大家也可以试试,总比打游戏刷视频强。但介绍推荐这本书,并不是希望大家照搬这些游戏,后面还有更加启发性的内容。
02
中学时代
但是John Urshel上了公立小学,不适应学校缓慢进度配合度不高,加上是黑人,被校方认为智力不太够。妈妈后来把他转到私校,在那里遇到了启发他的老师,开始思考时间的膨胀和时间的定义,他的思考让我想起了Alice in Wonderland第七章:
`And ever since that,' the Hatter went on in a mournful tone, `he won't do a thing I ask! It's always six o'clock now.'
A bright idea came into Alice's head. `Is that the reason so many tea-things are put out here?' she asked.
`Yes, that's it,' said the Hatter with a sigh: `it's always tea-time, and we've no time to wash the things between whiles.'
John Urshel高中零基础进入校橄榄球队,开始连装备都不会穿戴,和其它从小玩橄榄球的队友比起来,当时觉得有点自卑,但是若干年后回头看,他庆幸自己十四五岁才正式接触橄榄球,避免了早年受伤,尤其是脑震荡。
在他中学期间,他父亲从加拿大搬到美国,甚至还在大学读了个商科硕士。父子俩本来各写各的作业,然后他好奇父亲的矩阵作业,发现矩阵可以像变形金刚一样变形,很快领悟规则。
他父亲与他同名同姓,出主意让儿子拿他学生证,暑假去这个大学给商科学生设的微积分课旁听。对数学有兴趣的孩子可以提前了解微分和积分的概念,提前了解矩阵。
03
大学选校
如果你通过维基百科看John Urshel的简历,会发现他本科和硕士都是宾州州立大学。很多人会对这个学校嗤之以鼻:又不是宾大,不是斯坦福,不是大藤...
作为美国顶尖体育生,大学首选不非得是藤校或斯坦福,而是The Big Ten, 例如俄亥俄州立,宾州州立,密西根大学,都是强校,设施好教练队伍强,有的教练来自NFL,有的后来跳槽去了NFL。
John Urshel高中申请的时候,校橄榄球教练Brandon Harris积极得不得了,给他做了视频,发给全国各个大学的橄榄球教练们,主动打电话历数他的优点和荣誉。他说希望其它科目的老师对学生也能这样就好了,可这所私校却没有数学老师去推销他。John Urshel认为,老师和教练把学生吹得天花乱坠,虽然荒谬夸张,但是也许孩子真的就以为自己的天花板那么高,也许有一天就真的够到了那目标。
John Urshel得到了大藤校普林斯顿录取,但是他去访校,那可怜巴巴的看台让他心都凉了,比起来宾州州立十万人体育场才能让体育生心潮澎湃。后来斯坦福也发了录取,但最后他还是坚定选择了宾州州立。
事实证明宾州州立有很好的老师,关键不能指着老师追着学生喂知识,而是学生要有自学意识,有迎难而上的精神。他的传记提到宾州州立的一些来自中国大陆的数学老师,我在网上搜了下,有的老师评分只有1.5,因为口音过重。但是他属于“强者不抱怨环境”,虽然语言不是听得很明白,但他能自己琢磨钻研,能透过语言隔阂看到对方的真诚和智慧。
他在课堂的表现吸引了一些教授的注意。有的教授要求课后见他,扔给他没见过没学过的资料,他拿回去钻研,想到解法再回来找教授,就这样一来二去,教授和他合作了博士级别的研究项目。所以州立大学一样有好的教学资源,关键看自己能不能发光被看到。
04
选专业分歧
大家完全可以想象,一位黑人单亲母亲,一路用心培养孩子付出心血,到了该“收获”的时候,孩子拒了普林斯顿和斯坦福,这位母亲的心情是怎样的。
他父亲因为了解体育而且也是橄榄球迷,所以支持了儿子的决定。
但是到了申请硕士的时候,学校因为丑闻遭遇重大危机,儿子试着申请斯坦福全奖录取。这次父母都觉得应该离开州立大学去加州,儿子权衡过后,还是选择留本校读硕士。
家长感觉既然不能在选校上做决定,就免不了要在选专业上进行干预,投射自己的愿望。于是妈妈强迫儿子选工程专业,以便日后就业容易,但是他觉得读着没意思,最后还是选回了数学专业。好在他研究的数学最后多多少少还是结合了工程思想,也算能安慰一下老母亲。
05
反直觉的概率
John Urshel作为数学家,在书里提到,如果只靠体育好,未来出路好的概率非常低,即使本身素质和技术极佳。他拿自己一路进入NFL来举例,除了本身能力够,还需要一连串小概率事件的叠加,才能走到这一步。
这让我想到全红婵,如果当年不是启蒙老师拿着她的跳水视频去坚持找省队教练,如果不是省队教练额外开绿灯,如果不是疫情导致奥运会晚一年开她正好符合参赛年龄...再优秀的运动员,也需要一些小概率事件来推动。
这也解释了为什么当我们上升到某一个位置,有时会觉得自己“不配”。因为我们潜意识里知道如果没有一系列小概率事件推动,我们不会到这里,世界上其它地方还有很多人能力比我们强,只是因为缺少那一连串的机缘巧合。
说到概率,他专门写了一章。我以为会很枯燥看不下去,结果我看完了,而且现在我经常提问朋友们:
假设这屋有23个人,不管年份,随机两个人同月同日出生的概率是多少?
大家基本都是遵循了本能猜测,有人说是70%,有人猜40%。实际答案是:接近50%。如果大家问AI,自然会给出推算分析过程。John Urshel的意思就是:他在学校里初遇概率这课的时候,也感觉没有头绪,因为答案非常反人类直觉。
所以我就想,娃学逻辑的时候,第一节不该上来就讲套路,而是要让他们知道,“反直觉”是正常现象,即使数学家学概率也要经历这个过程,不要被挫败,这是磨炼分析推理能力的好机会。
06
反证法
这本书里有一章专门讲证明,尤其提到了反证法的强大。反证法中文也叫归谬法,听着就很吓人。
读着这章我突然觉得反证很锻炼思维,而且也不是高不可攀。我们普娃家长在娃学数学这事上往往焦虑:这公式孩子能不能记住?能不能举一反三?计算能不能保持正确率...但是我们缺少了另一项能力的培养:反证。
很多娃学的内容,以他们目前的理解能力,都是可以反证出来的。例如用反正法证明根号2不是有理数,证明三角形里斜边最长,证明三角形任意两边之和大于第三边,证明平行四边形对角相等......(具体反证过程可以问AI工具)
07
理解算法
这本书有一章讲机器计算,向我这种麻瓜们科普什么是算法 (algorithm):
算法简单说就是为了解决完成一项任务,所需要的步骤。他举的例子是做蛋糕的菜谱步骤。我立刻就能想出更简单的例子:把大象放进冰箱里需要几步。
搞科研算法当然不是这么简单的事,但是他希望大家不要被所谓的术语吓到退却。
08
欧拉回路
图论听起来非常高大上。John Urshel说图论其实很像小时候玩的一个游戏:哥尼斯堡七桥问题。
然后欧拉从这个图,总结出了欧拉路径(Eulerian trail)和欧拉回路(Eulerian circuit):
这种图有什么用呢?按作者原话说,图论被广泛应用于 DNA 序列的重建,或者被社交媒体用来表示用户之间的关系:
我想到的八卦例子:
如果你读一本人物关系复杂的书,比如《百年孤独》,就可以对AI工具输入指令:请用欧拉回路生成《百年孤独》人物关系图。不过目前Claude出的图都比较粗糙,需要再做精细化调整。但这确实是以后高效使用AI工具的一种思路。
09
冯诺伊曼
作为麻省理工数学博士,John Urshel最最推崇的数学家是匈牙利犹太裔的科学通才John von Neumann,以至于这本书专门为他写了一章。
John von Neumann中文叫冯诺伊曼,三体粉丝们特别熟悉的名字,不过以前我看见这名字都直接忽略,因为啥也不懂。
John Urshel用很简单的例子解释零和问题 - Cutting a cake into two parts is zero sum: more for me means less for you. 一个人的收益等于另一个人的损失。蛋糕我多切一块你就少吃一块。比赛我赢了你就输。我挣1000你就亏1000,加起来还是等于零。
就像John Urshel被零和博弈深深吸引,当年的冯诺伊曼认为一定一定有数学定理可以描述零和博弈。
1928年,冯诺伊曼提出了极大极小定理(the minimax theorem):在零和游戏中寻找最优策略的方法,以最小化可能的损失。换句话说,在最坏的情况下,仍能保证自己的损失最小化。
Chatgpt给出的公式:
在John Urshel眼里,冯诺伊曼将数学视为一种既抽象又务实的学科,而不仅仅是纯粹的符号游戏,他强调数学的简洁性、对称性和优雅性,认为数学不仅是求解问题的工具,还是一种具有美学价值的创造过程。冯诺伊曼主张将数学思想注入现实应用,例如物理,计算机,经济,生物研究等等,再生活化一点的例子就是买卖股票,规划交通,优化流量......
总的来讲,希望这些文字能让大家对数学有新的认识,少一些畏惧多一些克服困难的勇气。
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来源:米高视角