不向人間怨不平,
相期浴火鳳凰生。
柔蠶老去應(yīng)無憾,
要見天孫織錦成!
葉嘉瑩《迦陵詩詞稿》守榕姐在2015年8月15日電傳她的好友陳文茜《今天的你比昨日的你慈悲、感恩》給我。
看到陳文茜說:自小我們學習許多課程,學數(shù)學1 1=29-5=4,但我們沒有學過人生何時該加、何時該減才會快樂;我們學英文、學歷史、學地理、學化學、甚至學天文學……宇宙大爆炸,在某個點上創(chuàng)造了生命,偶然創(chuàng)造了我們。但人如何才能快樂?所有我們學習的課本,都少了這門課。心里有同感。
現(xiàn)在的教育實際走偏了,缺少興趣培養(yǎng)是中國基礎(chǔ)數(shù)學教育中的失誤。中國的教育只重視傳授知識給學生,傳授學生會做題、會猜題的能力,側(cè)重在技術(shù)性訓練,培養(yǎng)的是應(yīng)試能力,鼓勵的是拿了獎就是好學生。為在高考時得到高分,很多重點學校往往采取題海戰(zhàn)術(shù),訓練學生的應(yīng)試能力。孩子放學回家后,除了完成教師留的功課,還要在家長強逼下,做完規(guī)定數(shù)量的教輔書上的題。讓學生感到讀書是一件不快樂的事情,不少原本對數(shù)學很有興趣的學生,變成了做題機器,在機械性的勞動中逐漸失去了對數(shù)學的興趣,學生的創(chuàng)新能力被打壓了,埋沒了天賦很高的人才。
丁肇中在2014年10月上海中歐國際工商學院大師課堂上談從物理實驗中獲得的體會:許多人認為,如果一個國家想要在技術(shù)和經(jīng)濟方面有競爭力,它必須集中于能有實際市場效益的實用性技術(shù)的發(fā)展,并使經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。從歷史的觀點來看,這觀點是錯誤的。如果一個社會將自己局限于技術(shù)轉(zhuǎn)化,顯然,經(jīng)過一段時間,基礎(chǔ)研究不能發(fā)現(xiàn)新的知識和新的現(xiàn)象后,也就沒有什么可以轉(zhuǎn)化的。所以,技術(shù)的發(fā)展是生根于基礎(chǔ)研究之中。
李克強總理在一次座談會上講道:我們要搞原始創(chuàng)新,就必須更加重視基礎(chǔ)研究,沒有扎實的基礎(chǔ)研究,就不可能有原始創(chuàng)新。國際數(shù)學界的最高獎項菲爾茲獎,中國至今沒有一人獲得。現(xiàn)在IT業(yè)發(fā)展迅猛,源代碼靠什么?靠數(shù)學!我們造大飛機,但發(fā)動機還要買國外的,為什么?數(shù)學基礎(chǔ)不行……所以,大學要從百年大計著眼,確實要有一批坐得住冷板凳的人。
2016年2月11日,麻省理工學院、加州理工學院以及美國國家科學基金在華盛頓進行物理學界的一次歷史性發(fā)布:
人類首次直接探測到引力波,愛因斯坦百年前預(yù)見的一種時空干擾波。麻省理工學院校長賴夫(L. Rafael Reif)就人類首次探測到引力波于12日致信全校,信中明確地指出:我們今天慶祝的發(fā)現(xiàn)體現(xiàn)了基礎(chǔ)科學的悖論:
它是辛苦的、嚴謹?shù)暮途徛,又是震撼性的、革命性的和催化性的。沒有基礎(chǔ)科學,最好的設(shè)想就無法得到改進,創(chuàng)新只能是小打小鬧。只有隨著基礎(chǔ)科學的進步,社會才能進步。
在圣何塞州立大學舉辦感謝教授服務(wù)餐會,輪到教書30年的我演講,我讓負責人念我提供的德隆古爾(Will Allen Dromgoole)寫的詩歌《造橋者》:
在一個寒冷陰沉的夜晚,
一個老人走在孤獨的路上,
不久來到一個巨大、深厚的裂口,
裂口下流著遲緩的水流。
他在微暗中走過去,
但是,當他安全到達彼岸時,
他回頭在那里造了一座橋梁。
旁邊一個旅人說:老人家,
你是在浪費你的力氣和精神,
因為這天結(jié)束時,你的旅程亦將結(jié)束,
你絕不會再經(jīng)過這里,
而你已渡過這個巨大、深厚的裂口,
你卻還要造一座橋,這是為了什么?
造橋的老人抬起他那灰白的頭,
說:這位朋友,在我來的這條路上,
有個少年跟在我后面,
他必定也會來到這裂口旁。
這個地方對我是沒構(gòu)成煩惱,
但對那位少年卻可能是個圈套。
因為他也必須在微暗中渡過這裂口,
我這座橋是為他而造的,這位朋友!
我只簡單地說:感謝圣何塞州立大學提供我機會從事教學和研究,我是為年輕一代造橋的人,如果有來生,我仍愿意從事教育的工作。
在我的散文集《夢里尋她千百度》中有一篇短文《我們都是造橋的人》,我寫道:有河,于是就應(yīng)該有橋,于是就有造橋的人。我們現(xiàn)在所取得的一些成績和成果,都是因為有許多人在我們的前面鋪路造橋。當我們要走完人生道路時,不應(yīng)該忘記還有后來人,我們應(yīng)該給他們造路建橋。
俄羅斯和蘇聯(lián)有很好的科普傳統(tǒng),許多著名科學家十分重視科普工作。我小時候患有數(shù)學恐懼癥,在初一時看到從蘇聯(lián)翻譯的帶有故事性的趣味數(shù)學書才對數(shù)學有興趣,以后還成為數(shù)學工作者。讓數(shù)學家把他們掌握的那些抽象生僻的詞匯帶進一般人的經(jīng)驗范圍卻是一件非常困難的事。我為了寫高度通俗化的類似法國數(shù)學家龐加萊(H.Poincar)能夠使工人、家庭婦女及教育水平不高的人看得懂的書,所費的時間比我寫數(shù)學論文還要多十倍以上。
這本書的對象是一般的讀者沒有經(jīng)過專業(yè)訓練的人、一些害怕數(shù)學或者對數(shù)學誤解的孩子。希望這套書能揭開數(shù)學神秘的面紗,讓更多人能欣賞它的美貌。希望一些對數(shù)學鄙視、認為數(shù)學無用的人,能知道自己是多么無知和幼稚。因此我不要求讀者是個有高深數(shù)學知識、了解各種數(shù)學符號和公式的人,只要讀者能耐心看完,這套書能讓讀者了解科學工作者的想象力和人文情懷。對于有強烈求知欲的孩子,以及想在數(shù)學領(lǐng)域有創(chuàng)新工作的年輕人,我在這里介紹一些有深度的難題以及還未解決的問題,他們可以通過對這些問題的解決與探索提高自己的能力。我期盼著所有數(shù)學教師都能成為研究者,期盼著數(shù)學教學研究能真正在學校生根、開花、結(jié)果,這樣才能提高學生研究性學習能力和素養(yǎng)。貧瘠深山里的老師們,不像在城市的數(shù)學老師容易取得參考資料和信息資訊,想到他們匱乏的情況,因此在寫書過程中盡量搜羅一些資料和題目,讓他們?nèi)菀桌,讓這套書成為一個小型圖書館。對于學數(shù)學專業(yè)的朋友們、數(shù)學愛好者閱讀這套書也不會是浪費時間,你們會看到許多和你們專業(yè)不相關(guān)的數(shù)學家的故事,知道他們的研究方法,他山之石可以攻玉,或許得到啟示另辟新天地。
我想衷心感謝下面的朋友: 吳沛林、邵慰慈、高振濱、梁崇惠、梁培基、張;、劉宜春、鄭振勇、陳錦福、林節(jié)玄、林開亮、蕭文強、錢永紅、唐小明,李小露幫我把一些文稿打成文檔校對,提供意見和資料,感謝上?茖W技術(shù)出版社編輯包惠芳、田廷彥為這套書的出版而奔忙。
2014年10月、11月、12月及2015年1月3日我進入急診室9次,真是大難不死。覺得時不我待。∫s快工作。本來我計劃在2015年10月時寄第6、7集的書稿給出版社,不幸在9月我的電腦壞了,我前幾年寫的書稿和研究論文及資料都沒有了。我找朋友及大學電腦技工都沒法使我的硬盤資料恢復。四個月只好恢復數(shù)學研究,用研究忘卻失去文稿的悲傷。屋漏偏逢連夜雨,健康又出狀況。13個月前我動了食道裂孔疝手術(shù),把上升到橫膈膜上的胃拉下去,把食道孔與胃連接的賁門縫小,結(jié)果不能吃東西,食欲下降,體重迅速下降38磅,幾次因食物而嘔吐。2016年1月14日又發(fā)生嘔吐不止的情況,要進入急診室。
在病房,我試寫了幾十年不寫的舊體詩:
病房抒懷一首
風燭殘年病魔摧,
形容枯槁似犯囚。
好事多磨折騰頻,
電腦機毀文稿丟,
多年辛勞盡湮滅,
人無遠慮近憂多。
枕戈達旦忍孤寂,
踟躕蝸行從頭越。
千難萬苦何所懼,
欲將心血灑寰宇。
我祈天公憫愚志,
不惜憐愛降霖雨。
蒼茫天地呈碧翠,
枯木逢春復蘇生。
榮譽財富身外物,
生命終結(jié)萬事空。
年輕時寫完第八集《數(shù)學和數(shù)學家的故事》時,我曾說:希望我有時間和余力能完成第九集到第四十集的計劃。屬于自己的日子已經(jīng)不多,不愿讓腦海中孕育出的眾多新思想和自己一同離去,生命是經(jīng)不起等待的,人生短暫,須只爭朝夕。身體虧損不易恢復,終日無食欲。只要有力氣,精神好,我就盡力把這套書寫完,沒有忘記華羅庚教授的心愿:寸知片識獻人民。
為促進中國科技和文化事業(yè)的發(fā)展起到積極作用,我希望讀者如有興趣可以發(fā)送電子郵件至: lixueshu2014@gmail.com,以和我交流。
2016.2.14于美國聯(lián)合市
序
前言
1. 眾數(shù)歸0的狄非游戲小學老師訓練
孩子的一個游戲/ 1
狄非游戲/ 1
6次歸0的正方形/ 5
安琪拉的三角形游戲/ 6
歷史與推廣/ 9
動腦筋想想看/ 10
2. 幾何數(shù)列與級數(shù)/ 12
世界上最古老的數(shù)學趣題/ 18
函數(shù)的概念/ 18
動腦筋想想看/ 23
3. 魅力無窮的無字證明/ 25
平面幾何的兩個基本定理/ 26
勾股定理/ 28
其他一些有趣結(jié)果/ 31
與整數(shù)有關(guān)的結(jié)果/ 34
與三角比有關(guān)的定理/ 39
動腦筋想想看/ 40
4. 婆羅摩笈多定理/ 42
婆羅摩笈多的算術(shù)工作/ 43
婆羅摩笈多的幾何工作/ 44
婆羅摩笈多面積公式更一般的形式/ 49
動腦筋想想看/ 51
5. 給一名害怕幾何的學生的信/
53
一名害怕幾何的學生的來信/ 54
從托爾斯泰的一篇小說看幾何的用處/ 60
6. 勾股弦幻方組的三種構(gòu)造方法/ 66
引言/ 66
勾股定理的由來及用途/ 67
最早提出構(gòu)造勾股弦幻方組的學者/ 71
斯潘塞的一個魔三角/ 75
我們的工作/ 76
埃馬努伊利茲的勾股弦幻方組/ 78
EE型勾股弦幻方組的拓廣/ 79
拓廣勾股數(shù)組,6元2次勾股弦幻方組(4∶2型)/ 80
拓廣勾股數(shù)組,4元3次勾股弦幻方組(3∶1型)/ 82
拓廣勾股數(shù)組,5元3次勾股弦幻方組(4∶1型)/ 84
拓廣勾股數(shù)組,7元5次勾股弦幻方組(6∶1型)/ 86
用4階幻方為基圖擴大倍數(shù)得到勾股弦幻方組的嘗試/ 87
用4階幻方構(gòu)造7元5次勾股弦幻方組(6∶1型)/ 88
用LL法構(gòu)造的勾股弦幻方組/ 89
勾3、股4、弦5幻方組/ 90
倍數(shù)勾股弦數(shù)組勾6、股8、弦10幻方組/ 92
勾股弦數(shù)組的拓廣: A3、B4、C5、D6幻方組/ 93
構(gòu)造勾股弦幻方組的三種方法大薈萃/ 95
對幻方遠景展望/ 98
7. 速算那些事兒/ 100
我不知道我怎樣變成了速算神童/ 100
速算大師威廉·克萊因/ 105
8. 籠罩在神奇面紗之下的不定方程/ 118
困擾人們長達358年的不定方程/ 119
中國是研究不定方程最早的國家/ 121
馬克思解過的不定方程/ 124
民間流傳的不定方程/ 125
如何求二元一次不定方程的整數(shù)解/ 128
擋板法/ 132
兩個重要的二元二次不定方程/ 135
例題精解/ 137
一些優(yōu)秀的不定方程的著作/ 146
動腦筋想想看/ 146
9. 有益大腦的數(shù)學思維游戲/ 151
數(shù)圖/ 152
互素圖的數(shù)學游戲/ 155
邊互素圖的數(shù)學游戲/ 159
10. 熊全治的回憶/ 163
我的家世/ 166
我的小家庭/ 167
我所受的教育/ 168
我大學畢業(yè)后的初期生活/ 170
辦理留美手續(xù)/ 175
在印度和紐約/ 175
在密歇根/ 176
在威斯康星大學及西北大學/ 178
在哈佛大學/ 179
在理海大學/ 180
格羅夫教授之晚年/ 182
與邦皮亞尼教授之交往/ 182
與霍普夫教授之交往/ 183
與莫爾斯教授之交往/ 184
所擔任過的職務(wù)及職業(yè)活動/ 185
我的研究及著作/ 187
11. 給《與小王子遨游不同的數(shù)學世界》讀者的信/
189
參考文獻/ 196