大家都知道，三角形具有稳定性。如果你把三根木条钉成一个三角形，则这几根木条是不能活动的。这是因为，根据三角形的SSS全等判定法则，两个三角形的三边长对应相等，则这两个三角形一定全等。但四边形就不是了，用四根一样长的木条钉成一个正方形，握着相对的两个角往两边一拉，正方形就变成菱形了。不知道大家想过没有，类比到三维空间中，多面体的稳定性又是怎样的呢？
Cauchy定理指出，如果两个凸多面体对应的面全等，那么这两个多面体全等。这告诉我们，任何一个凸多面体一定都是不可活动的。在Cauchy定理中，“凸多面体”这一条件是必需的。如果允许凹的多面体存在，对应面相等但整个多面体不全等的形状可以很轻易地构造出来。例如，想象立方体的某个面中心有一个小金字塔，这个金字塔既可以是向外凸的（就像表面上的一根刺），也可以是向内凹的（表面上的一个坑）；这是两个截然不同的多面体，但它们的对应面都是相等的。不过，这与我们的稳定性并没有关系，因为它并不是做连续的变形，而是直接一下就“跳”过来了。
很长一段时间，人们曾经猜想，不存在可以做出连续变形且保持所有面不变的“可活动多面体”(Flexible Polyhedron)。1978年，Connelly找到了第一个反例。他给出了一个由18个面组成的可活动多面体。
惊奇数学事实
构造函数使得任意小的区间所对应的值域都是整个实数域
首先呢，让我们来一个牛B函数大回顾。这下我不知道要赚多少的PV。你能否构造一个函数f(x)，使得：
它是一个阶梯状的连续函数？
它是除常函数之外的没有最小正周期的周期函数？
该函数只在一点连续？
该函数在[0,1]和(0,1)之间形成一一对应？
该函数某一点导数为正，但该点邻域不构成单增区间？
平面上任意小的圆内均包含函数上的点？
另外还有一些可能是众所周知（所以没在Blog里写过）的函数，比如处处连续但处处不可导的函数、在有理点处处不连续在无理点处处连续的函数等等。
好了，现在呢，又一个牛B东西出现了。你能不能想出这样一个函数f，它的定义域和值域都是R，并且对于任意小的区间l=(u,v)，这个函数都能把(u,v)满射到整个R上。换句话说，是否存在这样的函数f(x)，对于任意一个实数t以及任意一个区间(u,v)，总存在一个x满足u<x<v且f(x)=t。
统计数据、相关性与因果关系
在去年10月份的数学文化节期间，我去听了好几次讲座，其中有一些讲的相当精彩。时间过得好快，转眼间又是一年了，如果不是Wind牛发短信问我去不去听讲座，我估计今年数学文化节过了都还想不起这档子事。于是和Wind牛跑去二教309，听了一场叫做《从数据中挖掘因果关系》的讲座。这个题目是很有趣的：数据本身并不说谎，难就难在我们如何从中挖掘出正确的信息。当我们讨论数据时，我们讲的最多的是数据的相关性，而我们希望得到的则是事件之间的因果联系；但事实往往是复杂的，统计数据有相关性并不意味着两个事件具有因果联系，而具有因果联系的两件事从统计数据上看有时也并不相关。
对于前者，最简单的例子就是公鸡打鸣与太阳升起：公鸡打鸣与太阳升起总是同时发生，但这并不表示把全世界所有的公鸡都杀光了后太阳就升不起来了。统计发现，手指头越黄的人，得肺癌的比例越大。但事实上，手指的颜色和得肺癌的几率之间显然没有直接的因果联系。那么为什么统计数据会显示出相关性呢？这是因为手指黄和肺癌都是由吸烟造成的，由此造成了这两者之间产生了虚假的相关性。我们还可以质疑：根据同样的道理，我们又如何能从统计数据中得出吸烟会致癌的结论呢？要想知道吸烟与癌症之间究竟是否有因果联系的话，方法很简单：找一群人随机分成两组，规定一组抽烟一组不抽烟，过它十几年再把这一拨人找回来，数一数看是不是抽烟的那一组人患肺癌的更多一些。这个实验方法本身是无可挑剔的，但它太不道德了，因此我们只能考虑用自然观察法：选择一些本来都不吸烟的健康人进行跟踪观察，然后呢，过段时间这一拨人里总会出现一些失意了堕落了犯上烟瘾的人，于是随着时间的流逝这帮人自然而然地分成了可供统计观察的两组人。注意，这里“是否吸烟”这一变量并不是随机化得来的，它并没有经过人为的干预，而是自然区分出来的。这是一个致命的缺陷！统计结果表明，犯上烟瘾的那些人得肺癌的几率远远高于其他人。这真的能够说明吸烟致癌吗？仔细想想你会发现这当然不能！原因恰似黄手指与肺癌一例：完全有可能是某个第三方变量同时对“爱吸烟”和“患肺癌”产生影响。1957年，Fisher提出了两个备选理论：癌症引起吸烟（烟瘾是癌症早期的一个症状），或者存在某种基因能够同时引起癌症和烟瘾。
有虚假的相关性数据，就有虚假的独立性数据。“健康工人效应”是一个特别有意思的理论。调查发现，在铀矿工作的工人居然与其它人的寿命一样长（有时甚至更长）。这表明在铀矿工作对身体无害么？当然不是！其实，是因为去铀矿工作的工人都是经过精心挑选的身强体壮的人，他们的寿命本来就该长一些，正是因为去了铀矿工作才把他们的寿命拉低到了平均水平。这一有趣的细节导致了数据的伪独立性。类似地，有数据表明打太极拳的人和不打太极拳的人平均寿命相同。事实上呢，太极拳确实可以强身健体、延长寿命，但打太极拳的人往往是体弱多病的人，这一事实也给统计数据带来了虚假的独立性。
趣闻：世界上最大的数是多少？
你能想到的最大的数是多少？我电脑里A片的字节数？人体的细胞个数？整个地球的质量？宇宙间所有原子的个数？当然，在数学研究中，数学家们很可能会创造出一些比这些数都大的数。
1938年，数学家Edward Kasner的外甥发明了一个表示10^100的单词googol，这个数已经超过了宇宙中所有原子的个数。Pólya曾经猜想，小于等于n的正整数中，质因子个数为奇数的数不少于质因子个数为偶的数；1958年数学家C. B. Haselgrove首先给出了一个长达361位的反例。上个月，人们找到了一个新的Mersenne素数2^43112609-1，它一共有12978189位。1955年，数学家Stanley Skewes证明在不超过10^(10^(10^963))的范围内存在x满足π(x) > li(x)，其中π(x)表示不超过x的素数有多少个，而li(x)则是dt/ln(t)从0到x的定积分。
停机问题、Chaitin常数与万能证明方法
高中一次英语课上，英语老师问我们，如果你有机会乘坐时光机回到过去，你想利用这次机会来干啥。“人上一百，形形色色”这句老话得到了完美的验证。什么“回去看看四大美女”呀、“看看金字塔是怎么建造的”呀、“回到三年前的那个风雨交加的夜晚握住她的手深情地告诉她其实我不想让你离开我你知道你走了之后我有多么痛苦吗”之类的东西，各种稀奇古怪的想法都被我们说了个遍。我还记得当时我说的啥——一个无比实用的雕虫小技。我说，我就想回到一个星期前，然后去买彩票。发明一个新东西并不是关键，关键是你怎么去使用它。
最奇怪的幻想总是来自于最奇怪的需求。大家有过这种经历吗？看到自己写的程序运行了半天都还没有任何结果，于是开始纠结，到底是再等一会儿呢还是强行终止了检查一下看程序写错没；犹豫了半天决定杀掉进程后，检查了半天又发现程序没有写错。于是开始怨念，早知道程序没有死循环的话刚才就多等一会儿了。此时，你会突然开始幻想，有没有什么编译器能够事先告诉你你的程序是否会无限运行下去？虽然编程判断一段代码是否会无限执行下去很可能会相当的困难，但我们仍然不排除会有某个天才程序员想出了一个比三角恋爱更加复杂的算法，花它五年的功夫为他心爱的编译器写出了这样一个强大的插件。为什么不可能呢？这个东西看上去似乎比时光旅行机更现实一些。或许我们会在某个科幻电影中看到，一个程序员在黑黢黢的屏幕上输入了几个数，敲了一下回车，然后屏幕上立即用高亮加粗字体显示“警告：该输入数据会导致程序无限运行下去，确定执行？(Y/N)”。如果有一天，这一切真的成为了现实，那么你能利用这个玩意儿来做些什么实用的、有价值的事情？如果我说你能靠这玩意儿发大财你相信么？