本書是由丘成桐等主編的“數(shù)學(xué)與人文”系列叢書中的第二十二輯。叢書以大學(xué)生為主要讀者對象,同時也適合中學(xué)數(shù)學(xué)教師閱讀;它不僅適合數(shù)學(xué)領(lǐng)域的師生、研究人員閱讀,而且也是社會上知識階層有益的讀物。叢書中的文章涵蓋數(shù)學(xué)學(xué)科、數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)教育等方面的內(nèi)容。
沒有什么學(xué)科領(lǐng)域比數(shù)學(xué)更像競技體育了。數(shù)學(xué)家鉆研數(shù)學(xué)難題,有時不僅僅是為了探究數(shù)學(xué)的抽象結(jié)構(gòu)或解決重要的應(yīng)用問題;而更像是在參加一場智力上的競賽,優(yōu)勝者贏得榮耀和地位。如同體育比賽,數(shù)學(xué)也是“勝者為王”——往往只承認(rèn)第一名而忽視第二名。在近代數(shù)學(xué)史中,數(shù)學(xué)家的解題競爭曾經(jīng)是數(shù)學(xué)發(fā)展的重要動力。在當(dāng)代,各種數(shù)學(xué)競賽作為數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的補充盛行于大中小學(xué),甚至出現(xiàn)了仿效體育奧林匹克的“國際數(shù)學(xué)奧林匹克”(IMO)。然而,特別是在中國,過分看重數(shù)學(xué)競賽的成績,把它們當(dāng)作保送學(xué)生進(jìn)名校的“敲門磚”的做法,也受到廣泛的質(zhì)疑和批評。
本專輯將呈現(xiàn)數(shù)學(xué)競賽的若干方面,以期讓讀者對數(shù)學(xué)的這一重要特點有更多的了解,并能幫助推動關(guān)于如何正確理解數(shù)學(xué)競賽與數(shù)學(xué)研究之間的關(guān)系以及如何在數(shù)學(xué)教育中合理開展數(shù)學(xué)競賽活動等問題的深入思考和討論。
汪曉勤和郭學(xué)萍的“16世紀(jì)的數(shù)學(xué)競賽與三次方程求根公式的誕生”,以翔實的史料,生動描述了16世紀(jì)意大利數(shù)學(xué)家之間關(guān)于求解三次方程的激烈競爭;這場競爭導(dǎo)致復(fù)數(shù)的發(fā)現(xiàn),并刺激后輩數(shù)學(xué)家尋找更高次方程的根式解——其最終結(jié)果是19世紀(jì)阿貝爾和伽羅瓦開創(chuàng)現(xiàn)代代數(shù)學(xué)的工作。王善平的“17世紀(jì)賭金分配的解題競爭與概率論的誕生”,通過解讀當(dāng)時法國兩位數(shù)學(xué)家帕斯卡和費馬之間的通信,介紹他們?nèi)绾位ハ嗵魬?zhàn)解決關(guān)于賭金分配的問題——他們的工作開創(chuàng)了近代概率論這門學(xué)科。
牛偉強的“普特南數(shù)學(xué)競賽簡介”,讓我們得以了解這個享有盛名的美國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽的起源、規(guī)則和發(fā)展。汪杰良的文章,介紹了以國際數(shù)學(xué)大師丘成桐先生命名的中學(xué)數(shù)學(xué)獎,該獎的宗旨是:“激發(fā)中學(xué)生對于數(shù)學(xué)研究的興趣和創(chuàng)造力,鼓勵中學(xué)生在數(shù)學(xué)方面的創(chuàng)造性,培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)年輕的數(shù)學(xué)天才,建立中學(xué)教師和大學(xué)教授之間的聯(lián)系!
冷崗松的文章對數(shù)學(xué)競賽命題的類型、評判標(biāo)準(zhǔn)作了深入的分析,并給出許多有趣的例子來演示如何產(chǎn)生合適的競賽命題。田廷彥的“奧數(shù)與奧數(shù)熱之我見”,結(jié)合其親身經(jīng)歷,對奧數(shù)的特點、奧數(shù)熱的形成及其所產(chǎn)生的社會問題進(jìn)行了剖析和反思。馮大誠在其文章中,回憶自己在20世紀(jì)60年代參加的中學(xué)生數(shù)學(xué)競賽;并對比當(dāng)時的教育狀況,對現(xiàn)代中國教育的急功近利作了分析和批評。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者維爾切克(FrankWilczek)在其文章中,談到自己在高中時代參加“西屋青少年科學(xué)競賽”(現(xiàn)更名為“英特爾青少年科學(xué)競賽”)獲得優(yōu)勝獎,這件事如何改變了他的一生,并認(rèn)為這個青少年科學(xué)競賽在美國科學(xué)中有重要的作用。兩位菲爾茲獎獲得者高爾斯(W.Timothy Gowers)和斯米爾諾夫(Stanislav Smirnov)他們也是IMO金牌獲得者——分別撰文,以親身的體驗告訴我們,奧數(shù)競賽問題與數(shù)學(xué)研究問題之間的根本差別。
本專輯還刊載了謝耘的文章“創(chuàng)新的挑戰(zhàn)與教育的缺失”,其中對現(xiàn)有的教育體系如何有效支撐創(chuàng)新作了很有啟發(fā)性的論述和建議。郭書春的“李善蘭翻譯的微分、積分與《九章筭術(shù)》”,通過對中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)經(jīng)典及其劉徽注的鞭辟入里的分析,考察了“微分”和“積分”這兩個詞在中西方數(shù)學(xué)中所代表之含義的異同。約翰·麥卡利(John McCleary)的“流形與纖維空間的歷史”,形象地用“烏龜”和“兔子”來形容兩類不同工作方式的數(shù)學(xué)家,他們共同創(chuàng)造和發(fā)展了現(xiàn)代微分幾何中一些重要的基本概念。
王善平,在深入了解數(shù)學(xué)史之后,你就會發(fā)現(xiàn),至少在16、17世紀(jì),數(shù)學(xué)家曾經(jīng)熱衷于解題競爭,以享受在智力上戰(zhàn)勝同行對手的極大滿足,并贏得朝野上下的贊賞和景仰;這種解題競爭對數(shù)學(xué)發(fā)展也起到了重要的推動作用。
牛偉強,盡管普特南數(shù)學(xué)競賽的參賽對象僅限于美國和加拿大的四年制大學(xué)或兩年制學(xué)院沒有獲得過學(xué)位的在讀大學(xué)生,但是隨著越來越多外國學(xué)生到美國和加拿大求學(xué),特別是近十余年來自國際數(shù)學(xué)奧林匹克的獎項獲得者越來越多地參加普特南數(shù)學(xué)競賽并取得優(yōu)異的成績,現(xiàn)在的普特南數(shù)學(xué)競賽已經(jīng)具有了廣泛的國際影響力,其對后來美國數(shù)學(xué)人才的培養(yǎng)乃至整個數(shù)學(xué)教育都產(chǎn)生了重要的影響。
《數(shù)學(xué)與人文》叢書序言(丘成桐)
前言(熊斌)
數(shù)學(xué)史上有名的解題競爭
16世紀(jì)的數(shù)學(xué)競賽與三次方程求根公式的誕生(汪曉勤、郭學(xué)萍)
17世紀(jì)賭金分配的解題競爭與概率論的誕生(王善平)
數(shù)學(xué)競賽面面觀
普特南數(shù)學(xué)競賽簡介(牛偉強)
丘成桐中學(xué)數(shù)學(xué)獎介紹(汪杰良)
談?wù)剶?shù)學(xué)競賽命題(冷崗松)
奧數(shù)與奧數(shù)熱之我見(田廷彥)
親歷60年代的數(shù)學(xué)競賽——兼說教育的急功近利(馮大誠)
青少年科學(xué)競賽如何影響了美國科學(xué)(Frank Wilczek,譯者:梁丁當(dāng))
從數(shù)學(xué)競賽到數(shù)學(xué)研究
國際數(shù)學(xué)奧林匹克問題與研究問題之比較
——從Ramsey理論談起(W.Timothy Gowers,譯者:張瑞祥)
如何比較研究問題與國際數(shù)學(xué)奧林匹克問題?
——圍繞游戲漫步(Stanislav Smirnov,譯者:姚一雋)
創(chuàng)新與教育
創(chuàng)新的挑戰(zhàn)與教育的缺失(謝耘)
數(shù)學(xué)史
李善蘭翻譯的微分、積分與《九章笄術(shù)》(郭書春)
流形與纖維空間的歷史:烏龜與兔子(約翰·麥卡利,譯者:羅之麟)