第6章 数学家

林夏接过习题集,仔细看了看题目,然后拿起粉笔在黑板上画了一个函数图像:“你看,拉格朗日中值定理的核心是‘在连续可导的区间内,存在一点使得切线斜率等于区间两端点连线的斜率’。你之前的证明思路太复杂了,其实可以通过构造辅助函数,把问题转化为罗尔定理的应用。”他一边画辅助线,一边一步步推导,方悦听得眼睛越来越亮,等到最后一步时,她兴奋地说:“原来是这样!我之前一直没想到要构造辅助函数,谢谢您,林老师!”

看着方悦开心的样子,林夏想起自己刚接触高等数学时的场景。那时候他对微积分一窍不通,是大学老师用“求圆的面积”“计算自由落体运动的位移”这些简单的例子,让他慢慢发现了数学的魅力。现在,他也希望能用同样的方式,让更多学生感受到数学不是枯燥的公式,而是解决问题的有力工具。

下午,林夏去参加学校组织的跨学科研讨会。这次研讨会的主题是“数学在医学影像分析中的应用”,参会的有医学院、计算机学院和数学系的老师。轮到林夏发言时,他展示了自己团队最近的研究成果——基于机器学习和偏微分方程的肿瘤影像分割算法。

“传统的影像分割方法容易受到噪声和组织重叠的影响,”林夏指着屏幕上的对比图,“我们通过建立数学模型,将影像中的灰度值变化转化为偏微分方程的解,再结合深度学习的方法优化分割边界,使肿瘤区域的识别准确率提升了12%。”

台下的医学院教授们纷纷点头,有人提问:“这个算法在临床应用中,处理一张CT影像需要多长时间?能不能满足实时诊断的需求?”

“目前处理一张CT影像大约需要30秒,”林夏回答,“我们正在优化算法的计算效率,计划通过并行计算的方式,将处理时间缩短到10秒以内,争取明年能在附属医院进行临床试验。”

研讨会结束后,医学院的李教授找到林夏,希望能合作开展“数学模型在心血管疾病预测中的应用”研究。“现在心血管疾病的发病率越来越高,如果能通过数学模型提前预测风险,就能大大提高预防效果,”李教授握着林夏的手,“你们在数学建模方面的实力很强,我们正好有大量的临床数据,相信合作能取得很好的成果。”

林夏欣然同意,两人约定下周一起制定研究方案。走回数学系的路上,他心里充满了期待——数学不仅能解决理论问题,还能为医学研究提供支持,甚至能拯救生命,这正是他一直以来坚持研究应用数学的原因。

晚上回到家,苏晚正在厨房做饭,林晓趴在客厅的茶几上做数学作业。“爸爸,你回来啦!”林晓看到他,立刻举起作业本,“这道数学题我不会做,你能教教我吗?”

林夏走过去,坐在女儿身边。题目是关于鸡兔同笼的应用题,他没有直接给出答案,而是拿出草稿纸,画了几只鸡和兔子的简笔画:“我们先假设笼子里全是鸡,那么脚的总数是多少?如果比实际的脚数少,说明有兔子,每把一只鸡换成兔子,脚数会增加几只?”

林晓跟着他的思路一步步计算,很快就算出了答案。“爸爸,原来数学这么简单!”她抱着林夏的脖子,在他脸上亲了一口,“我们老师说明天要讲新的内容,叫‘轴对称图形’,你能提前教我吗?”

“当然可以,”林夏笑着拿出一张纸,对折后剪出一个蝴蝶的形状,“你看,把这张纸对折,蝴蝶的左边和右边是不是完全一样?这就是轴对称图形。生活中还有很多这样的例子,比如树叶、窗户、你的红领巾……”

苏晚端着菜走出厨房,看着父女俩其乐融融的样子,笑着说:“好了,别光顾着讲数学,先吃饭吧。今天做了你爱吃的红烧排骨,还有林晓喜欢的番茄炒蛋。”

吃饭时,苏晚提起下周的同学聚会:“我大学同学说想聚一聚,问你要不要一起去。他们都好奇,整天跟公式打交道的数学家,生活里是不是也全是数字。”

林夏放下筷子,想了想:“下周有个学术会议要参加,可能去不了了。等忙完这阵子,我们一家人出去旅游,好好陪你们放松一下。”他知道,自己平时工作太忙,陪家人的时间太少,心里一直很愧疚。

苏晚握住他的手:“我知道你工作忙,不用太自责。林晓也很懂事,总跟我说‘爸爸在做很厉害的事,能帮很多人’。”

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