“你知道吗？广州塔的表面虽然是个曲面，但它的外侧却是由一条条直线结构旋转而成的。”11月18日下午，中国科学院院士、广州南方学院校长汤涛为广州市第一中学（高中校区）（下称“一中”）的师生介绍了广州塔的设计结构，引起了许多学生的好奇。
这是由广州市科学技术协会、广州市教育局、中国科学院广州分院和广州南方学院联合举办的2024年广州“院士专家校园行” 活动之一，800余名一中师生参与了一场题为“高科技时代的数学与艺术”的科普讲座。
讲座上，汤涛以黄金分割、勾股定理、拓扑学、斐波那契等数学原理为例，探讨了数学与绘画、建筑、音乐、雕塑的关系，阐释数学原理在艺术中的运用以及数学中所蕴含的艺术。
“我们熟悉的‘小蛮腰’广州塔表面上看是中间细两头宽的光滑曲面，但每根钢管自下而上其实都是直的。”汤涛介绍，这种由直线运动所产生的曲面叫做直纹面，所有的钢管经过一定的角度控制呈现出曲面效果，“如果直接使用弯曲的建筑材料，建造难度则会大大提升，广州塔正是一个很典型的数学原理应用案例”。
此外，汤涛介绍了“傅里叶变换”的概念，在音频处理时，这一概念被用于识别和分析信号的频率成分，声音能被表示成一个三角函数来展开，“也就是说我们可以把声音变成数字”，汤涛表示，我们的手机能储存成千上万首歌曲，原因正是每一首歌都变成了数字，而这些数字又能在我们想听音乐的时候还原成音乐。
在互动交流环节，有学生提问人工智能的时代，数学应该如何发展？
“每一个时代人类所需要解决的问题不一样，人工智能时代，数学需要解决我们生命中的问题。”在汤涛看来，目前数学还没有为生命科学提供充足的工具，比如脑科学，人的大脑究竟是怎样的结构，其中必然蕴含一定的数学原理，这是未来数学研究可能的发展方向。
广州“院士专家校园行”自2017年举办至今，先后了19名院士、100多名专家学者开展科普讲座789场，现场受益中小学生29万多人次。此次活动是汤涛自今年4月接任广州南方学院校长以来，受邀走进中学开讲的“院士专家校园行”系列科普讲座第二场。
广州市第一中学党委书记罗锦虹表示，一中始创于1928年，是广州市第一所公立中学。建校96年来，学校先后培养出七位院士，与院士有着深厚的缘分。“此次活动让学校师生与院士近距离接触，感受数学与艺术结合的魅力，这不仅能拓宽学校师生的视野，更在学生心中种下了探索新知的种子。”罗锦虹说。
采写：南方+见习记者 谢望海 记者 陈伊纯
拍摄：南方+见习记者 谢望海
通讯员 鲁锐
【作者】 谢望海；陈伊纯
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