你可能看过了几百集《辛普森一家》及其姐妹篇《飞出个未来》，但你可能并没有意识到，它们所包含的数学内容足以支撑起一门完整的大学课程。在《数学大爆炸》中，西蒙·辛格解释了一个接受过最高水平数学教育的编剧团队（拥有电视剧史上最多数量的数学博士）是如何将与数学有关的趣味知识不着痕迹地塞进几十集动画片中的。他们探索的内容五花八门，包括圆周率、梅森素数、欧拉方程、P与NP的未解之谜、完全数、水仙花数等。
凭借智慧、清晰的思路以及忠实粉丝的热情，辛格分析了“天才巴特”和“荷马’等令人难忘的剧集，以全新的视角考察了这部几乎是电视史上最成功的节目。

西蒙·辛格，牛津大学分子物理博士，著有《码书》《费马大定理》等全球畅销书，已译成31国语言出版。曾任BBC制作人，《码书》曾作为BBC知名《保密的科学》蓝本，其推广大众科学认知的努力获得英国政府奖励肯定。自从第一个孩子出世后，辛格便萌生不只为成人写书的念头，再结合数年分析《辛普森一家》编剧团队的思路心得写就本书，希冀引发一般大众对数学的热情。

第0章 关于《辛普森一家》的事实
第1章 天才巴特（Bart）
第2章 你对圆周率好奇吗？
第3章 荷马大定理
第4章 涉及数学幽默的谜题
测试一
第5章 六度分隔
第6章 统计和棒球女王丽莎·辛普森
第7章 女性代数和女性几何川
测试二
第8章 黄金时段节目
第9章 超越无穷
第10章 稻草人定理，
测试三
第11章 定格数学
第12章 再谈圆周率
第13章 荷马
测试四
第14章 《飞出个未来》的诞生
第15章 1，729和一次浪漫事件
第16章 一面之词
第17章 富图拉马定理
测试五
后记
附录l 足球领域的赛伯统计方法
附录2 理解欧拉方程
附录3 费马大定理程序
附录4 基勒博士的平方和公式
附录5 分形和分数维度
附录6 基勒定理
致谢
在线资源

西蒙·辛格著的《数学大爆炸》以《辛普森一家》编剧团队的访谈为根据，收录包括节目画面、剧本与图画手稿等精彩图片，将让每个人以全新观点认识这出史上最成功的电视剧，并在全新一批读者中引发对数学世界的好奇！本书重述许多令人回味无穷的片段，诸如经典第一集“天才巴特”（Bart the Genius）里的微分方程式笑话，“荷马三次方”（Homer3）里受困三度空间的荷马，以及荷马与邻居奈德关于“无限大加一与无限大何者较大”的争论，辛格生动带出耐人寻味的数学概念，从π到无穷悖论（paradox of infinity），从数字的起源到最深奥至今理论家仍未破解的难题，不一而足。在这过程中他同时解释数学史上的关键时刻，并带领读者认识《辛普森一家》优秀的编剧团队，他们全都拥有数学、物理或其他科学领域的高等学位。

多年来，《飞出个未来》获得了许多荣誉，包括
6个艾美奖。这在一定程度上解释了《吉尼斯世界纪
录大全》将其视作“当前最受好评动画片”的原因。
类似地，《辛普森一家》曾经20多次赢得艾美奖
，是历史上播出时间最长的电视系列剧。在《时代》
杂志对20世纪的回顾中，《辛普森一家》被评为最优
秀的电视系列剧，巴特·辛普森也被评为全世界最重
要的一百个人物之一。他是这份名单上唯一的虚构人
物。2009年，巴特及其家人成为历史上第一批在剧集
没有完结时就被印在美国邮票上的电视角色。马特·
格罗宁自豪地宣布：“这是《辛普森一家》获得过的
最重要、最具黏着性的荣誉。”
不过，除了这种理所应当的公开承认，两部动画
片也获得了书呆子群体的默默欣赏和尊重。对我们来
说，《辛普森一家》和《飞出个未来》最大的成就是
它们对数学的纪念和戏谑。两部动画片丰富了极客生
态圈。
不是书呆子的人很容易认为《辛普森一家》和《
飞出个未来》中出现的数学恶作剧肤浅而无聊。不过
，这种想法侮辱了电视史上两个最具数学天赋的编剧
团队的智慧和心血。他们从未回避赞美数学知识的机
会，包括费马大定理和他们自己提出的富图拉马定理
。
作为一个社会，我们崇拜伟大的音乐家和小说家
，这是无可厚非的。不过，我们很少听到有人提及谦
卑的数学家。显然，公众不认为数学是我们文化的一
部分。相反，大家往往惧怕数学并嘲笑数学家。不过
，在将近四分之一世纪的时间里，《辛普森一家》和
《飞出个未来》的编剧一直在偷偷地将复杂的数学思
想穿插进黄金时段的电视节目中。
当我对这群洛杉矶编剧的采访接近尾声时，我得
出了一个结论：这些人为他们的数学传统感到自豪。
与此同时，他们中的一些人对于没能继续自己的数学
生涯感到了一丝遗憾。进入好莱坞的机会迫使他们放
弃了所有证明伟大定理的梦想。
当我提出编剧们对于脱离研究生活进入电视领域
是否感到后悔的话题时，戴维·X.科恩表达了自己的
保留意见：“这是我们这些编剧、尤其是放弃科学和
数学生涯的编剧常常经历的痛苦的自我怀疑。对我来
说，归根结底，教育的用处是发现新事物。在我看来
，要想在世界上留下你的印迹，最高贵的方式是扩大
人类对世界的理解。我在之前的道路上能否实现这一
目标？答案很可能是否定的。所以，我也许做出了明
智的决定。”
科恩既没有发明全新的计算技术，也没有攻克P
是否等于NP的难题，但他仍然觉得自己也许为研究领
域作出了间接的贡献：“说实话，我更希望将整个人
生投入到研究事业中，但我的确认为《辛普森一家》
和《飞出个未来》增加了数学和科学的趣味性，这也
许可以影响一代新人；所以，某个后辈也许可以实现
我没有实现的事情。我当然可以用这样的想法安慰自
己，并在晚上安然入睡。”
当我询问肯·基勒时，他认为自己过去的数学经
历是他向喜剧写作行业迈进的一部分：“我们经历的
一切事情对我们都有一定的影响，我认为我在研究生
院的经历使我成了一名更出色的编剧。我当然不后悔
。例如，我把班德的序列号选为1，729，这是数学史
上的一个重要数字。我想，这一做法本身足以证明我
的博士学位没有白拿。”
“不过，我不知道我的博士论文导师是否具有同
样的想法。”

即使你通常对数学感到焦虑而非快乐，你也会被
辛格清晰的文笔、详细的研究和对数字世界的热情迷
住……这是一本具有教育意义的读物。
——《泰晤士报》年度图书
荷马和巴特与欧拉方程、古戈尔普勒克斯和甜甜
圈拓扑有什么关系？……西蒙-辛格津津有味地将趣
味数学故事与我们最喜爱的电视角色联系在了一起。
——《新科学家》
这是一本兼具趣味和价值的图书，它不吝笔墨地
赞美了一部极其有趣和精致的电视节目。
——《金融时报》
史上最具书卷气的节目……这本书以妙趣横生的
笔触描绘了《辛普森一家》编剧极为高傲的性格。
——《星期日泰晤士报》

荷马·辛普森乐于发掘他的发明才能。例如，在“波基母亲”（2001）中，他创造出了“荷马博士的神奇脊柱圆桶”，也就是一个破旧的垃圾桶，上面的随机凹痕“可以完美地匹配人类脊柱的轮廓”。他声称，他的发明可以治疗背痛，尽管没有任何证据支持他的说法。春田的脊椎按摩师担心荷马抢走他们的病人，因此威胁说要毁掉荷马的发明。这样一来，他们就可以再次垄断背部疾病市场，快乐地宣传他们的错误治疗方法。
在“常青平台的巫师”（1998）中，荷马对发明的探索达到了高峰。这一集的标题效仿了一位新闻记者为托马斯·爱迪生（Thomas Edison）起的绰号“门罗公园的巫师”，因为爱迪生的实验室坐落于门罗公园。爱迪生在1931年去世时，他已经成了一个发明传奇，拥有1，093项美国专利。
在这一集里，荷马下决心追随爱迪生的脚步。他制造了各种物件，从每三秒响一次、以便告诉你一切正常的闹钟，到将化妆品直接喷射到脸上的霰弹枪。在他创造欲高涨的研究和开发阶段，我们看到了这样一幕：荷马站在黑板前，迅速写下了一些数学公式。这应该不是一件令人吃惊的事情，因为许多业余发明家也是优秀的数学家，许多数学家也从事过发明。
以《辛普森一家》的“荷马最后的尝试”（1993）一集中偶然提到的艾萨克·牛顿爵士（Sir Isaac Newton）为例。牛顿不仅是现代数学的先驱之一，也是一位业余发明家。一些人认为，是他设计了第一个简单的无板猫洞——也就是门板底部的一个洞，供他的猫随意进出。奇怪的是，他还为幼猫量身定做了一个小洞！牛顿真的有可能这样古怪而心不在焉吗？这个故事的真实性存在争议。不过，J.M.F.赖特（J.M.F.Wright）在1827年说过：“不管这种说法是否正确，一个无可争辩的事实是，那扇门上目前的确有两个被堵住的洞，它们的大小分别适合猫和幼猫进出。”
在“常青平台的巫师”中，荷马在黑板上写下的数学内容是由戴维·S.科恩添加到脚本中的。科恩是20世纪90年代中期加入《辛普森一家》，新一代具有数学头脑的编剧之一。同阿尔·让和迈克·瑞斯一样，科恩也在小时候表现出了真正的数学天赋。在家里，他经常阅读父亲的《科学美国人》，研究马丁·加德纳每月专栏中的数学谜题。此外，当他在新泽西州恩格尔伍德市德怀特莫罗高中读书时，他还是数学小组的队长之一，这个小组在1984年赢得了州冠军。
他与高中的朋友戴维·希米诺维奇（David Schiminovich）和戴维·鲍敦（David Borden）组成了一个名为“故障大师”的青少年计算机程序员团队，共同创造出了他们自己的计算机语言FLEET，用于在Apple II Plus上开发高速的图形和游戏应用。与此同时，科恩保持了对喜剧写作和漫画书的兴趣。他精确地指出，他的职业生涯始于他在高中时画的连环画，他把这些画以一便士的价格卖给了姐姐。
在哈佛大学学习物理时，他仍然保持着对于写作的兴趣，并且加入了《哈佛妙文》。最终，他成了该杂志社的社长。和阿尔·让一样，随着时间的推移，科恩对喜剧和写作的喜爱胜过了他对数学和物理的喜爱。他放弃了学术生涯，成为《辛普森一家》的编剧。不过，科恩并没有忘记他的出身，他常常在动画片中夹带数学内容。荷马在黑板上写下的符号和图示就是一个很好的例子。
在这个例子中，除了数学，科恩还想加入一些科学公式，因此他联系了高中时的朋友戴维·希米诺维奇。希米诺维奇没有离开学术道路，成了哥伦比亚大学的天文学家。
黑板上的第一个等式主要是希米诺维奇的成果，它预测了希格斯玻色子的质量M（H0）。希格斯玻色子是人类1964年首次提出的一个基本粒子。这个等式幽默地将各种基本参数结合在了一起，包括普朗克常数、重力常数和光速。如果你查找这些数值，将其代入等式中，你就可以得到775GeV（千兆电子伏）的预测值，它比人类2012年发现希格斯玻色子时得到的125GeV的估计值大得多。不过，775GeV并不是一个糟糕的预测。不要忘了，荷马只是一个业余发明家；而且，在他进行这项计算的14年以后，欧洲核子研究组织的物理学家才发现了这个神出鬼没的粒子。
第二个等式……让我们暂时将其放到一边。它是黑板上最有趣的数学内容，因此暂时的等待是值得的。
第三个式子涉及宇宙的密度，它对宇宙的命运具有重大影响。如果Q（t0）大于l，就像荷马一开始在黑板上写的那样，这意味着宇宙最终将会在自身重量的压力下内爆。为了在本地层面反映这个宇宙结果，在观众看到这个式子后不久，荷马的地下室里似乎发生了一次小型内爆。
接着，荷马改变了不等号，将Q（t0）)1改成了Q（t0）(1。从宏观上说，新的式子表示一个永远膨胀下去的宇宙，会导致与永恒的宇宙爆炸类似的现象。故事情节对这个新的式子做出了反应，因为当荷马将不等号颠倒过来的时候，地下室里立即发生了一次大型爆炸。
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