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从圆周率到梅森素数，从欧拉方程到世界七大数学难题之一的NP完全问题，这部由美国福克斯广播公司出品的情景喜剧动画片不仅仅是超现实幽默，还蕴藏着数不清的数学难题及科学知识，与某些国产动画片的暴力幽默截然相反。
作为动画史上最受欢迎的节目之一，《辛普森一家》推出三十多年来一直饱受好评，至今已更新至三十一季。它的作者巧妙地将搞笑幽默与家庭故事结合在一起，同时针砭时弊地反映出美国文化与社会存在的问题。
毫无疑问，《辛普森一家》因其幽默而大放异彩，这种幽默将低级趣味与科学内涵结合在一起，引人发笑的同时也能让观众获得科学知识，一举两得。而不是像《喜洋洋与灰太狼》中在抓羊与失败之间周而复始，或者在平底锅拍打脑袋和“我一定会回来的”的声音中剧情完结；更不是像《熊出没》中熊大熊二联合森林动物们竭力阻止光头强砍树，让养家糊口的伐木工被老板臭骂。
一个节目的质量一定程度上反映了制作人员的整体素质，动画片更是如此。《辛普森一家》中这些高深晦涩的数学知识由才华横溢的制作人多番尝试，有机加入到剧情中，他们中的许多人在常青藤联盟大学获得了数学、物理或计算机科学的博士学位，丰富的知识储备让他们在面对复杂剧情之时也能游刃有余地平衡幽默与科学。
以下是《辛普森一家》中一些最令人难忘的数学笑话，这是对这部已经连续上演了30年仍没有任何停播迹象的动画连续剧的致敬。
内容
肥胖老爹荷马的小黑板超市老板的惊人记忆力将概率统计应用于棒球比赛
01肥胖老爹荷马的小黑板
让我们从这场表演中最令人眼花缭乱的数学插曲开始吧。在向“门罗公园的巫师”(托马斯·爱迪生的昵称)致敬的《常青梯田的巫师》(1998年)中，荷马似乎倾向于追随爱迪生的脚步，从每三秒钟响一次的闹钟到往脸上化妆的猎枪，无不出自他手下，管他有用没用，做了就行。
黑板上的三个公式
在他紧张的研究和开发过程中，观众可以瞥见荷马的黑板上潦草地写着几个数学方程。这些不是作为填充内容或布景无意添加的随机符号和数字。事实上，它们在物理学领域具有举足轻重的地位。
第一个方程结合了普朗克常数、引力常数和光速，预测了希格斯玻色子的质量。将数据代入，计算可得出结果：775 GeV，远远高于2012年希格斯玻色子最终被发现时的125 GeV测量值，耐人深思。
最后一个等式关系到宇宙的密度。如果Ω(t0)大于1，这意味着宇宙最终会在自身重量的作用下内爆。发生内爆后，这个等式很快变成了“小于1”。在这种形式下，方程表明宇宙一直在膨胀。
作为数学的一个重要分支，拓扑学是研究几何图形或空间在连续变形条件下保持不变的性质，例如拉伸、扭曲。在拓扑超透镜中，字母“A”和“R”本质上是相同的，因为它们都是由一个有两条腿的环组成的，数学家称这两个物体为同胚。
如果把两者中的一个通过拉伸改变形状，就会得到一个A或者一个R，相比之下，你永远也不可能通过改变H的形状而得到A，因为它俩不同胚。同样，你永远也不能把一个中心有孔的甜甜圈变成一个没有孔的球体。
在拓扑学中，只能通过拉伸或扭曲变形。然而，荷马说啃咬并不违反规则，所以一个被啃咬的甜甜圈会变成香蕉，然后香蕉会变成一个球体。
把第二个方程留到最后，因为它背后是数学史上最精彩的数学命题之一，尽管它看起来像一些随机数。上面写着:
成立与否？
那些对数学或数学史有所了解的人，一定知道这和费马大定理有关。
1637年，皮耶·德·费马在丢番图的《算术副本》的空白处用拉丁文潦草地写了几个句子，基本上是说，虽然下面的等式有无穷多个解:
x + y = z
但当n＞2时，不可能找到满足以下等式的三个不同的整数解：
费马还留下了数学史上最令人沮丧的笔记之一，他写道:“我发现了一个真正了不起的证据，但空白太小，写不下。”三百多年以来，世界上最伟大的数学家一直试图破解这个方程式，几经坎坷之下，终于在1995你那被英国数学家怀尔斯成功证明。
怀尔斯与费马大定理
02超市老板的惊人记忆力
在《镣铐中的玛吉》(1993)中，美枝因在超市购物时忘记付一瓶波旁威士忌的钱，被判入店行窃而受审。
审判进行得不太顺利，尤其是因为美枝找了一个名叫莱昂内尔·胡茨的粗心律师。律师的策略是抹黑便利店老板Apu的记忆力。不过，这招似乎用错对象了，因为Apu有着超强的记忆力。“事实上，我可以背诵圆周率到四万位，最后一个数字是1。”Apu告诉法官和陪审团。
经查证，圆周率的第四万位的的确确是1。要知道在1995年，无差错背诵圆周率的吉尼斯世界纪录也才小数点后42195位，由一位日本学生创造，十年之后，此纪录被西北农林科技大学学生吕超以67890位打破。
对于大多数人来说，能记到3.1415926已经可以当做炫耀的资本了，更别说几万位了。在这个数学趣事背后，一封信起了至关重要的作用。在1993年写这一集脚本的时候，作者收到了一封来自美国宇航局的信件，信纸上打印了圆周率的前40000位数字，最后一位数字是1，于是作者突发奇想，把这一数学知识编入了剧情之中。
π 圆周率
03将概率统计应用于棒球比赛
在动画片中，8岁的丽莎·辛普森以擅长数学(几乎任何学科)，并且以一个书呆子的形象为观众熟知。在《金钱巴特》(2010年)中，巴特的棒球队失去了他们的教练，丽莎走上前去填补这个职位，希望获得证书，为她赢得常青藤联盟奖学金占得先机。
美枝与成堆的书籍
虽然丽莎对棒球一无所知，但她运用了深奥的数学分析和统计学原理，对球队做出管理决策。在这一集的一个场景中，丽莎沉浸在一堆专业书籍中，其中包括《比尔·詹姆斯历史棒球摘要》，内容是讲述了一个经费不足的棒球队——奥克兰运动家队，面对不利形势，教练员违反常规，大胆采用数据分析来挑选球员，而不是沿用业内通用的球探选球员的方法，并最终取得显著效果的故事。
丽莎基于统计学的策略获得了成功，将球队转危为安，豪取连胜。但是在州冠军赛中，她对统计数据和概率的使用把巴特弄糊涂了，巴特没有听从丽莎的指示，而是凭直觉行事，让球队输掉了这场胜利。
《辛普森一家》动画系列中还有许多其他的数学例子。
除了《辛普森一家》，科学元素在美国电影电视剧中也多有提及，从《生活大爆炸》中谢尔顿口中蹦出的满是科学术语的绕口令，到《星球大战》中的离子引擎发动机。而为了将科学知识更好的与剧情融合，好莱坞的编剧和美国的科学家们专门成立了一个协会，帮助编剧和科学家们更好的沟通与交流，使得电影在科学知识上表达得更加准确，以免出现低级的常识性错误，误导观众。
弦理论，理论物理的一个分支学科
04艺术来源于生活，也要服务于生活
作为艺术的一种综合表现形式，动画片由于受众群体的特殊性，一直被严格审核。从《喜羊羊与灰太狼》以及《熊出没》的停播便能窥见一二，认知能力不全又善于模仿的儿童，极易受到剧情的影响。
以上两部动画片均围绕着环境、动物保护展开，从出发点考量，具有教育意义，但违背自然规则、充满暴力的情节有失偏颇，高重合度的情节发展反映出制作人存在的某些问题。当“我一定会回来的”成为历史、小猪佩奇席卷全国，中国具有教育性质的动画片也有待发展，寓教于乐才是正道！
欧美国家的动画片能取得成功，绝不仅仅是靠成熟的商业运作模式，在如今这个“内容为王”仍不过时的时代，靠作品说话仍是硬道理！
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