數(shù)學給人的錯誤印象是枯燥乏味,僅用來應付考試而已。事實上,有生活的地方就有數(shù)學。該書內(nèi)容豐富,講述形式生動、多樣,富有趣味性。作者以其深厚的功力,廣博的學識,將一般人認為枯燥的數(shù)學問題,深入淺出、趣味盎然地展現(xiàn)出來。
本系列勘稱華人數(shù)學科普著名品牌,是介紹數(shù)學和數(shù)學家故事的好書籍,體現(xiàn)了作者的創(chuàng)作熱情。作者本人是數(shù)學家,有很多第一手資料和獨到見解。特別是作者見識多,與許多世界級數(shù)學大師有交往,這在《數(shù)學和數(shù)學家的故事》中都是非常珍貴的。這套書對于我國的精神文明建設、傳播正能量具有積極的作用。
2000年,在《數(shù)學教育研究》上,有兩位數(shù)學教育工作者發(fā)表了一項調(diào)查報告,探討初中學生對數(shù)學家的印象Picker S H, Berry J S. Investigating pupils images of mathematicians, Educational Studies in Mathematics, 2000,43(1): 6594.。參與研究計劃的初中學生各自畫一張數(shù)學家的圖像,并且回答兩個問題,分別是: (1)你認為哪些工作崗位需要聘用數(shù)學家?(2)為什么你認為數(shù)學家有如你描繪的樣子?共有476名初中學生參與研究計劃,他的年齡介乎12至13歲,來自美國、英國、芬蘭、瑞典和羅馬尼亞。雖然研究者指出學生作答(1)時并非全部只選中學教師為答案,意指他們并非把數(shù)學家的工作范圍局限于中學的數(shù)學教師,但從大部分圖像顯示出來,初中學生心目中的數(shù)學家形象,其實都是來自他們的數(shù)學教師。
正因如此,這項調(diào)查結(jié)果使數(shù)學教育界十分擔憂。大部分學生都把數(shù)學家描繪成令人生厭的悶蛋,甚至是令人害怕的專制獨裁者,脾氣暴躁,強迫學生做大量他們不感興趣的習題,但又少作解釋。有些學生把數(shù)學家描繪成古怪孤僻的人,沒有朋友(除了別的同樣古怪的數(shù)學家!),不修邊幅,衣衫襤褸,面容憔悴,愁眉深鎖(因為經(jīng)常思考難題。K坪醵鄶(shù)人對數(shù)學家得來的印象,是他們與別人格格不入,有如生活在另一個世界的怪物。如果學生從小便認為數(shù)學家是怪物,他們自然對數(shù)學這行業(yè)亦畏而遠之,不想因為從事這行業(yè)而被人視為怪物。于是,不單從事數(shù)學工作的生力軍數(shù)目減少,數(shù)學教師的數(shù)目也減少,數(shù)學教師的素質(zhì)也因此降低,導致的惡性循環(huán)就是學生的數(shù)學素質(zhì)受影響,更少有志者繼續(xù)進修數(shù)學,以致數(shù)學這行業(yè)將會日漸凋零。證諸數(shù)學在現(xiàn)代社會各領域發(fā)揮的作用,這絕不是大家愿意見到的現(xiàn)象。
其實,數(shù)學家也是凡人一名,與其他人沒有分別。很多數(shù)學家的行為舉止和品格性情與常人無異,既有好人也有不那么好的人,既有正常人也有不那么正常的人;總而言之,數(shù)學家并不算是一群特別與其他人非常不同的“怪蛋”,與其他人一樣,他們也有喜怒哀樂。但話得說回來,好些數(shù)學家由于所受的數(shù)學教養(yǎng)熏陶,在工作環(huán)境當中培養(yǎng)出來某些習性,又的確與一般人有點分別。20世紀60年代在紐約庫朗數(shù)學科學研究所任職的數(shù)學家卡佩爾(Sylvain Edward Cappell)曾經(jīng)作了這樣的中肯解釋: 所有數(shù)學家都生活在兩個不同的世界里。一個是由完美的理想形式構(gòu)成的晶瑩剔透的世界,一座冰宮。但他們還生活在普通世界里,事物因其發(fā)展或轉(zhuǎn)瞬即逝,或朦朧不清。數(shù)學家們穿梭于這兩個世界,在透明世界里,他們是成人,在現(xiàn)實世界里,他們成了嬰兒。同時,由于數(shù)學感覺較敏銳,好些數(shù)學家比別人擁有一種“行內(nèi)幽默感”,卻不一定受到其他人即時認同。讓我說一則個人的小故事以說明這一點。在2004年除夕,有一位好友寄來賀歲電郵,是一頁印得密密麻麻的“!弊郑顫M了一個矩形框,下面有句祝福語,內(nèi)容是說送上2004個“!币宰0部涤淇!我馬上回復好友,向他道謝并送上同樣的祝福,但不忘加上一句:“非常感謝你的一番心意,不過那兒絕對不會有2004個‘!郑挥脭(shù)也知道!”
我沒有仔細數(shù),不知道那矩形框內(nèi)有多少個“!弊,但我知道2004=2*2*3*167是2004的質(zhì)因數(shù)分解。要把2004個“福”字恰好放在一個矩形框內(nèi),那個矩形框的長和寬必定相差很多(例如12*167,4*501,6*334,等等),矩形必定非常狹長,絕不能有如那種接近方形的樣子。
數(shù)學家的傳記并不缺乏,其中最為人傳頌的一本是貝爾(Eric Temple Bell)在1932年出版的《大數(shù)學家》(Men of Mathematics)。不過這本書得到的評價卻是褒貶參半,有不少評論者認為書的內(nèi)容與史實不符,渲染之余以訛傳訛。不過,我們對作者應該持較公平的態(tài)度,因為在序言中他已作聲明:“本書絕無任何意思作為一本數(shù)學史著述,甚至不是數(shù)學史的任何片斷敘述。”書內(nèi)講述多位古往今來的數(shù)學大師的生平故事,彌漫著一種浪漫情懷,雖然與史實不一定完全相符,但對讀者而言,倒是非常吸引及鼓舞人的。書的數(shù)學內(nèi)容不要求讀者懂得很多,幾乎不涉及任何技術細節(jié),但又帶出數(shù)學家學術生涯引人入勝之處,令讀者深深感受到數(shù)學家馳騁于智性世界的樂趣和激情。當年我在大學一年級暑假借了此書閱讀,深受數(shù)學學術生涯吸引,日后從事數(shù)學工作,此書對我的影響是明顯的。
另外一套《數(shù)學和數(shù)學家的故事》叢書,從20世紀的1978年至1999年陸續(xù)出版第一集至第八集,就更為海峽兩岸、港澳地區(qū)的中學師生熟悉,是不少人從中獲益匪淺的數(shù)學普及讀物。這套叢書影響了一代又一代的師生,叢書的作者用的筆名是“李學數(shù)”,真名是李信明。我與信明兄相識于20世紀70年代后期,也算是一段緣分。1975年我回到母校香港大學數(shù)學系任教,當時有意多做一些普及數(shù)學工作。早在回港任教之前幾年,我在美國一所大學任職,課余與在香港的朋友合作為一本中學生雜志的專欄撰稿,寫一些介紹數(shù)學知識的趣味小品,用的筆名是“蕭學算”。回到香港后,在1977年秋季到一所中學以“從圓周率的計算看數(shù)學的發(fā)展和應用”為題,作了一次講座。過了不久,在一本香港雜志《廣角鏡》讀到一篇文章,題為“科學上常用的常數(shù)——圓周率”《廣角鏡》.1978,68(5): 5359.,感到很親切,自然萌生與作者取得聯(lián)絡的念頭,好向他請教寫作普及數(shù)學文章之道。尤其見到作者的名字“李學數(shù)”,想起自己用過的筆名,就更有那股意欲了!于是,我寫信給《廣角鏡》,請編輯向作者轉(zhuǎn)交我寫給他的信。過了一些時候,我收到信明兄的熱情回函,接著大家信來信往,成了好友,過了兩年后大家還有機會見面呢。
信明兄的數(shù)學普及作品,除了數(shù)學內(nèi)容新穎吸引,使讀者在數(shù)學方面大有得益以外,他筆下那種感時憂國的人文情懷,更為難得,往往感染了讀者,使讀者更好明白作為知識分子的責任和說真話的精神。就像在這本書里敘述的數(shù)學家的故事,其實每一章都刻畫出這些數(shù)學家和他們的同伴身處大時代的精神面貌,讀者仔細玩味的話,當有所得。
李學數(shù),又名李信明,1945年出生于新加坡,畢業(yè)于南洋大學數(shù)學系,留學加拿大緬尼多巴大學,獲得數(shù)學碩士學位。1973年起在法國南巴黎大學從事7年半研究工作。后到哥倫比亞大學攻讀計算機碩士學位,1984年獲得史蒂文斯理工大學數(shù)學博士學位,F(xiàn)為美國圣何塞州立大學計算機系退休教授,發(fā)表多篇論文。喜讀中國史及文學名著。寫過很多數(shù)學普及文章,《數(shù)學和數(shù)學家的故事》是其代表作。
1. 歐拉是圖論的開山祖師
——從“切蛋糕問題”談起/ 1
切蛋糕問題/ 2
老黎提的問題/ 4
哥尼斯堡的七橋問題/ 5
小城七座橋故事/ 9
一筆畫的游戲/ 14
歐拉在圖論上的另一個定理/ 14
歐拉公式的應用/ 16
動腦筋與自學問題/ 17
2. 學會逆向思維/ 21
我為什么要寫數(shù)學童話故事書/ 22
學會逆向思維/ 25
動腦筋想想看/ 36
3. 獲國際數(shù)學大賽金牌的漸凍人樓印根/ 39
什么是漸凍人/ 40
英國理論物理學家霍金是漸凍人/ 41
11歲華裔漸凍人樓印根獲國際數(shù)學大賽金牌/ 43
[附錄]世界數(shù)學團體錦標賽兒童組題目/ 49
4. 郵票上的希臘數(shù)學定理/ 54
最偉大的數(shù)學定理之一/ 54
希臘數(shù)學家畢達哥拉斯/ 55
歐幾里得的證明/ 58
勾股定理的各種證明方法/ 60
巴比倫、埃及、中國的發(fā)現(xiàn)/ 69
勾股定理讓中國高考生競折腰/ 77
動腦筋想想看/ 79
5. 我的數(shù)學普及工作
——在內(nèi)華達大學演講側(cè)記/ 83
2002年1月31日/ 83
2002年2月1日/ 85
6. 破解龐加萊猜想的俄羅斯數(shù)學家佩雷爾曼/ 93
少年天才/ 94
龐加萊猜想/ 100
早期的證明/ 102
佩雷爾曼的突破/ 108
拒絕接受菲爾茲獎/ 111
爭議/ 116
陶哲軒對“龐加萊猜想的破解”的看法/ 127
佩雷爾曼和母親移居瑞典/ 129
與格羅滕迪克具有驚人的相似性/ 130
7. 一個奇怪的夢中演講/ 133
第一個探索/ 139
對稱數(shù)的性質(zhì)/ 144
素數(shù)金字塔/ 150
還未解決的有關對稱數(shù)的問題/ 154
動腦筋想想看/ 155
[附錄1]1到200轉(zhuǎn)變到對稱數(shù)的次數(shù)/ 157
[附錄2]小于130萬的對稱素數(shù)/ 161
8. 2016年是個好年頭/ 163
陳國強教授的新春賀信/ 163
6,66和666的一些性質(zhì)/ 164
什么是三角形數(shù)/ 165
蕭文強教授的新春賀信/ 170
梁培基先生的賀年卡/ 171
三層五星圖基本定義/ 173
動腦筋想想看/ 175
9. 追求研究的樂趣/ 179
10. 需要十億年才能看完的世界最長的數(shù)學證明/ 185
奇妙的勾股數(shù)/ 191
厄多斯葛立恒的問題/ 192
把問題簡化/ 193
三色畢氏數(shù)問題/ 196
三俠客出馬/ 197
動腦筋算算看/ 200
參考文獻/ 201