触摸数学这只大象
数学家华罗庚
实际上每个人都能了解数学,欣赏数学,意识到它在现代社会中的作用。更通常来讲,我认为,我们不论在数学方面,还是在艺术、木工、烹饪、绘画、唱歌等方面,都只发挥了我们的一小部分潜能。我们过早地止步不前。如果我们愿意探索外部世界和我们自身,我们每个人都能达到一个超乎我们想象的水平。
年轻人应该知道,在各行各业中,数学都是一个工具。大约三分之二的高薪工作,都要求超出算术以外的数学,作为一种训练,或作为日常应用。只有十分之一的低薪工作有这样的要求。(这些数字基于第十章的数据。)这种反差表明,在高技术经济中,数学是多么重要。一个人懂得的数学越多,就会有更多的职业之门向他开放。由于数学是这样一个生计问题,所以我用整整一章——第十章——来叙述在诸多行业中需要(或不需要)什么样的数学。(第九章也与此论题有关。)
德国哲学家、数学家莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646—1716),他和牛顿先后独立发明了微积分。
做父母的鼓励自己的孩子们研习数学是至关重要的。当“专家”们利用数字和计算机来影响决策时,每个人都不应惊慌失措。
数学就像寓言中三个瞎子所描述的一样。一个瞎子摸着大腿说:“它像一棵树。”另一个摸着象鼻子报告说:“它像一条蛇。”第三个瞎子摸着一只象耳朵说:“它像一只蝙蝠。”
数学也是这样。如果你把它了解为一个进行算术运算——求得长度和面积,以及计算成本和利润——的工具,它就是一把锤子,或者一把螺丝刀。如果你认为它是用以描述重力或染色体的几何形状的,你可能便会把它想象成专为物理学和生物学领域而创立的语言。上一堂几何课或微积分课,你或许又会把数学视为发展分析技巧的一种手段,适用于商业、法律或医务之类职业的一种训练科目。最后一种看法就是连锁旅店的创始人康拉德·希尔顿的看法。他在他写的《作我的客人吧》一书中是这样表述的:
我不力图使人相信,微积分,或者甚至代数与几何,乃旅馆经营所必需。但我要长期大声疾呼,它们绝不是钉在普通教育上的无用装饰物。对我来说,在任何情况下,迅速系统地阐述问题,把每个问题归结为最为简单明了的形式,是特别有用的。你确实不用代数公式,但是……我发现,为发展这一过程所必需的脑力活动,高等数学是最佳可能的锻炼……
全面的数学智能的训练,可以防止任何一种趋势被一些不相干的东西搅得模糊不清,或引入歧途……
数学家陈景润
国际数学大师陈省身
希尔顿不是强调数学重要性的唯一商业家。充满传奇色彩的金融学家瓦伦·巴佛特的伙伴查理斯·蒙格尔,1994年在南加利福尼亚大学的一次谈话中,向学商业的学生们建议:
首先是数学。你必须学会数的处理——基本运算。对于复利计算,排列组合的初等数学是大有用场的模型。这只是十分简单的代数,学起来不难。难的是你要做到日常化,几乎每天都用。
在哈佛商学院,把一年级学生结合在一起的竟是决策—树论。他们学习代数,并把它应用于现实生活问题。学生们惊奇地发现,中学代数在生活中是有用的。
触摸这只数学大象,还有许多别的方式。如果你体验到它的某些发现与论证的美妙,你便可把数学视为一种艺术形式,就像音乐或者绘画一样。如果你考虑到它的一些撩人心弦而又未获解答的问题,你甚至可以把它同地球上一片未开发的区域相比较。所有这些描写都是正确的,但没有一个道出事情的全部。
如果你触摸数学,主要是通过按一天一页的速率安排的一长串枯燥计算,或者是未加解释的一长串没头没脑的公式,你就会有一种最为偏颇的看法。在这种情况下,你可能会把数学视为一种惩罚;当你有权责备你的老师或课本时,你就会加以责备。
数学家苏步青为中学数学教师上课。
拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace, 1749—1827年),法国数学家、力学家和天文学家。
一门课程的教法肯定会影响孩子的学习好坏。看看这样的一群孩子吧:他们因为法语课不及格就宣布:“我是没有希望了。我就是没有语言天才。”他们完全忽略了他们已经掌握英语。如果这些学生花费一两年的功夫学习法语,他们很可能学会流利地说法语,甚至好到足以挣一个A+到手。教师给的评分并不能衡量这个孩子,而只是表明在一个特定的教学模式下这个孩子完成得怎么样。在某种意义上,它也是对教师的评估。
高斯(Carl Friedrich Gauss, 1777-1855),德国数学家、天文学家和物理学家。
在所有课程中,数学可以教得最好,也可以教得最坏。在数学课中,所有卡片都可摆在桌上:没有什么东西必须来自信念或某某权威人物的判断。一切都是有道理的。在一位准备充分的教师指导下,学生可以自己进行实验,自己有所发现,并揭示出许多未被告知的基本原理。这些实验不需要高档设备。铅笔和纸,一个计算器,一把尺子,一根绳子,骰子,以及若干个便士就够了。
阅读提示
本文选自《数字的力量:揭示日常生活中数学的乐趣和威力》,严子谦、严磊译,吉林人民出版社2000年版。
如果说在小学阶段你学的还是一种简单的算术的话,现在你真的已开始触摸数学这只大象了!这篇文章的作者想告诉你学数学是很必要的。学数学并不可怕。其实他想说的还有很多,比如数学是很优美的,差不多就是一种艺术等等。他写的是好厚的一本书,我们只是节选了开篇的一点点。读这篇文章,我们的建议有两点:
1.记住最后一段文字中关于数学课的论断:没有什么东西必须来自信念或某某权威人物的判断。一切都是有道理的。——以后你自己可以去验证。
2.试着去想想一个与数学本身关系不大的问题。即:为什么作者在论证学数学的必要性时不引用大数学家的话,却去引用像希尔顿饭店老板这样的大商家的话?想想吧,这个问题挺有趣的!