到了東京就是要玩數學──《數感日本參訪團景點介紹》（上）
文／陳俊宇 │ 喜愛科學與動漫，熱衷於將有趣的事物寫成推薦文讓更多人看見
製圖／陳俊宇 Source: 截圖/數學體驗館官網圖片/Sony ExploraScience官網圖片/文章圖片/Miraikan（日本科學未來館）圖片
今年 7 月我參加由數感實驗室所舉辦的「2019數感日本參訪團」，來到東京參觀了如「理數館」（RiSuPia）、「數學體驗館」、「Sony ExploraScience」、「國立日本科學博物館」、「科學未來館」這五個數理旅遊景點。
因此在這篇文章中，我會介紹前面三個主要與數學相關的景點，以及這些日本企業、策展人如何將數學、科學融入設施，讓對數學沒興趣的人也能好好享受。
理數館：以體驗遊戲展示科學知識
理數館是由日本企業 Panasonic 在東京都內以科學與數學為主題所設立的體感型博物館，在實際操作中體會科學與數學的樂趣。理數館的裝潢給人的感覺很有科技感，體驗設施在展現科學知識之餘，也不會忽略設施的趣味性。
質數桌上曲棍球
理數館中我最喜歡的遊戲是一款類似湯姆熊的桌上曲棍球，但推來推去的不是盤子，而是一個個的數字。
規則是這樣的，就像曲棍球那樣，會有球門要防守。在這裡數字會作為「球」，很多數字在玩家之間撞來撞去，接近的如果是質數，就可以讓它掉進你的門裡加分；如果不是質數就要防守，讓它掉進來會扣分。非質數被你敲到或是撞到牆壁，都會被分解成兩個因數。所以遊戲中，玩家不但手腳要快，還得隨時動腦，計算眼前這個數字是不是質數。
遊玩過程緊張刺激，從一開始簡單的 2 位數，一路到將大腦搞昏的 3 位數。像我跟朋友玩時就以為 527 是質數（17X31，這誰知道啊），結果被扣了超多分導致情勢完全逆轉。
製圖／陳俊宇 Source：影片截圖
虛擬與現實整合球
這個設施的玩法很簡單，一共約有 5 個關卡，每個關卡會在螢幕上顯示不斷掉球的管子與洞口。必須將手中的長條形積木貼在螢幕上，搭建軌道把球送進洞口中。
製圖攝影／陳俊宇
圓面積的另類證明方式動畫
數理館內有許多動畫來講解數學定理。我認為最有意思的是圓面積公式 \(\pi r^{2}\) 的證明方式。
將圓型以撥洋蔥的方式，一層又一層地撥開，圓就會變成一個三角形。這個三角形的底是原本的圓周長 \( 2\pi r\) ，高是半徑 r，所以面積就是 \( 2\pi r\) × \( r\) ÷ \( 2\) =\(\pi r^{2}\) 。
製圖攝影／陳俊宇
從哪丟都會進洞的球
在數理館內2樓有許多說明數學定理的模型。其中一個設施便展示「平行光進入拋物線會匯聚在同一個焦點」。
由於設施底部是拋物線曲面，從任何空口投球，球都會彈到位於焦點的洞口。
除了上述設施之外，理數館還有很多體驗遊戲，比如光學塗鴉、蟬的演化與質數、巨型七巧板，以及很多機率、幾何等相關體驗。在理數館中，對理科沒興趣的朋友，也能從如玩具般的設施中盡情遊玩；對理科有興趣的朋友，更是能從享受從設施中學到東西的快樂。
如果想要參觀帶有科技感的酷炫景點，或者想讓你的小孩對數學玩出興趣的朋友，絕不能錯過理數館這個好地方！
景點資訊
景點名稱：理數館 Risupia
地址：東京都江東区有明3–5–1
交通方式：臨海線国際展示場駅出站徒歩2分，或百合海鷗線有明駅出站徒歩3分
官網：理數館 Risupia
數學體驗館：以教具展示數學知識
「數學體驗館」由日本的數學家，同時也是東京理科大學的秋山仁教授所創立。秋山仁教授把我們在中學與大學數學裡面很多抽象的東西，做成實體可操作的教具讓大家體驗，包含像 畢氏定理 、 二項式定理 與 機率及統計 、 二進位 、 最短連結網路問題 、 定積分 等等。
由於內部不能拍照，所以我這邊的介紹就以在 YouTube 上能找到的影片為主軸。
Source：數學體驗館官網圖片
畢氏定理證明
我想大家在數學課都有學過畢氏定理。學生通常都會按照老師的指示直接背公式，卻不知道公式的證明方式。
數學體驗館有一個十分酷炫的模型。只要按下按鈕模型就會旋轉，以幾何的方式輕鬆證明畢氏定理。
最速降線實驗
最速降線是個歷史上有名的數學問題，由 4 位明星級的數學家，包含牛頓，利用三角函數、微積分等高等數學才得以解決。
最速降線問題：一個球在重力作用下，以速率為零開始，由點 A 移動到點 B（點 B 低於點 A），點 A 沿著甚麼路徑才能令所需的時間最短呢？
製圖／陳俊宇 Source：影片截圖
準正十四面體體積
準正十四面體的小豬在鋼棒上轉一圈時，就會變成長方體火腿，便能輕鬆算出體積。
小結： 學生與教師的數學體驗館
除了上述三個數學模型，裡面還有很多讓數學人感動或會心一笑的數學教具，一般民眾與觀光客都可以免費參觀。
數學體驗館十分適合國中生與高中生參觀。以剛從高中畢業的我為例，裡頭的教具有助於我去理解數學概念，以不一樣的觀點來看數學定理。
對於教育有熱誠的老師也能來數學體驗館參訪，說不定回國時也能嘗試做類似的教具，提升在學校的教學趣味性。
總之，數學愛好者到東京不來這裡實在是太可惜了！
景點資訊
景點名稱：秋山仁の数学体験館
地址：東京都新宿区神楽坂1–3
交通方式：JR東日本、東京Metro、東京都營地下鐵各線飯田橋駅出站徒歩3分
官網：秋山仁の数学体験館
玩光、玩影、玩聲音的實驗室——Sony ExploraScience
Sony ExploraScience 正如其名，是由日本企業Sony所開設的體感型實驗室。以寓教於樂的方式教孩子玩光、玩影、玩聲音，同時也展現出自家公司的多媒體科技。
設施裡有許多有趣的科技體驗設施。像是利用 AR 技術，讓鏡子前面的你換上不同造型的「AR變裝鏡」。自己怎麼動，螢幕上的機器人就怎麼動「變裝機器人」。只要按照桌上的指示比出手勢，就能在螢幕上召喚出不同動物的「手影桌子」。
其中我認為最有趣的是「模擬手機與基地台」
在展示桌上，正方體表示手機，棍子表基地台，顏色代表撥、接手機的對象。操作者可以自己選擇要播接給誰，展示中甚至做出距離基地台的遠近影響收訊品質（一到三格），以此方式簡單介紹模擬手機與基地台的概念。
與前兩個設施相比，Sony ExploraScience 娛樂性最高，十分適合家長帶著小孩來參觀體驗，在快樂遊玩的過程中也能提升孩童對於科學的興趣。
景點資訊
景點名稱：Sony ExploraScience
地址：東京都港區台場1–7–1 mediage 5F
交通方式：百合海鷗線 台場海濱公園站 步行3分鐘
透過實物將抽象的知識具體化，找出數學的趣味
我想這些景點最有價值的，就是能讓學生對於數學、科學產生興趣。
學生會對數學感到無聊，往往是因爲數學太過於抽象，不知道數學能做什麼。而這些景點透過實物將抽象的知識具體化，並且實際應用給大家看。學生能在玩樂的過程中，先對設施產生興趣，接著開始慢慢好奇其運作原理。回到學校學到該知識時，能夠更清楚它的原理，更有動力去學習。
這趟旅程有幾位陪著小孩的家長，在出發前她向同事抱怨自己要花錢到日本上數學課，自己恐怕只能在旁邊滑手機。而在逛完這些行程後，才發現自己很享受這次的旅程，半開玩笑地感嘆說「要是以前念書時有來玩過，或許對數學就會有不一樣的感受了吧。」
如果有機會去東京玩，除了原本就規劃好的景點，不妨安排上述場館，為行程中添加點數學趣味！沒有預定要去日本的讀者，也歡迎將這篇文章分享給你喜歡旅行的朋友，讓他有更多能選擇的景點。
最後也期許未來能有更多如「數感日本參訪團」的旅行活動，前往這些有趣的旅遊景點。
在下一篇文章中，我將會介紹「2019數感日本參訪團」去的另外兩個景點，「國立日本科學博物館」與「科學未來館」。
延伸閱讀
- 玩│《東京》台場Sony ExploraScience，玩光影與聲音的實驗室（Day4–3）
- 東北亞 遇見數學 - Northeast Asian history and mathematics FB
- 數感實驗室 Numeracy Lab FB
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