不向人間怨不平,
相期浴火鳳凰生。
柔蠶老去應(yīng)無(wú)憾,
要見(jiàn)天孫織錦成!
葉嘉瑩《迦陵詩(shī)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(shuō):自小我們學(xué)習(xí)許多課程,學(xué)數(shù)學(xué)1 1=29-5=4,但我們沒(méi)有學(xué)過(guò)人生何時(shí)該加、何時(shí)該減才會(huì)快樂(lè);我們學(xué)英文、學(xué)歷史、學(xué)地理、學(xué)化學(xué)、甚至學(xué)天文學(xué)……宇宙大爆炸,在某個(gè)點(diǎn)上創(chuàng)造了生命,偶然創(chuàng)造了我們。但人如何才能快樂(lè)?所有我們學(xué)習(xí)的課本,都少了這門課。心里有同感。
現(xiàn)在的教育實(shí)際走偏了,缺少興趣培養(yǎng)是中國(guó)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教育中的失誤。中國(guó)的教育只重視傳授知識(shí)給學(xué)生,傳授學(xué)生會(huì)做題、會(huì)猜題的能力,側(cè)重在技術(shù)性訓(xùn)練,培養(yǎng)的是應(yīng)試能力,鼓勵(lì)的是拿了獎(jiǎng)就是好學(xué)生。為在高考時(shí)得到高分,很多重點(diǎn)學(xué)校往往采取題海戰(zhàn)術(shù),訓(xùn)練學(xué)生的應(yīng)試能力。孩子放學(xué)回家后,除了完成教師留的功課,還要在家長(zhǎng)強(qiáng)逼下,做完規(guī)定數(shù)量的教輔書(shū)上的題。讓學(xué)生感到讀書(shū)是一件不快樂(lè)的事情,不少原本對(duì)數(shù)學(xué)很有興趣的學(xué)生,變成了做題機(jī)器,在機(jī)械性的勞動(dòng)中逐漸失去了對(duì)數(shù)學(xué)的興趣,學(xué)生的創(chuàng)新能力被打壓了,埋沒(méi)了天賦很高的人才。
丁肇中在2014年10月上海中歐國(guó)際工商學(xué)院大師課堂上談從物理實(shí)驗(yàn)中獲得的體會(huì):許多人認(rèn)為,如果一個(gè)國(guó)家想要在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面有競(jìng)爭(zhēng)力,它必須集中于能有實(shí)際市場(chǎng)效益的實(shí)用性技術(shù)的發(fā)展,并使經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。從歷史的觀點(diǎn)來(lái)看,這觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。如果一個(gè)社會(huì)將自己局限于技術(shù)轉(zhuǎn)化,顯然,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,基礎(chǔ)研究不能發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)和新的現(xiàn)象后,也就沒(méi)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(qiáng)總理在一次座談會(huì)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(méi)有扎實(shí)的基礎(chǔ)研究,就不可能有原始創(chuàng)新。國(guó)際數(shù)學(xué)界的最高獎(jiǎng)項(xiàng)菲爾茲獎(jiǎng),中國(guó)至今沒(méi)有一人獲得,F(xiàn)在IT業(yè)發(fā)展迅猛,源代碼靠什么?靠數(shù)學(xué)!我們?cè)齑箫w機(jī),但發(fā)動(dòng)機(jī)還要買國(guó)外的,為什么?數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不行……所以,大學(xué)要從百年大計(jì)著眼,確實(shí)要有一批坐得住冷板凳的人。
2016年2月11日,麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院以及美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金在華盛頓進(jìn)行物理學(xué)界的一次歷史性發(fā)布:
人類首次直接探測(cè)到引力波,愛(ài)因斯坦百年前預(yù)見(jiàn)的一種時(shí)空干擾波。麻省理工學(xué)院校長(zhǎng)賴夫(L. Rafael Reif)就人類首次探測(cè)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(xué)的悖論:
它是辛苦的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮途徛,又是震撼性的、革命性的和催化性的。沒(méi)有基礎(chǔ)科學(xué),最好的設(shè)想就無(wú)法得到改進(jìn),創(chuàng)新只能是小打小鬧。只有隨著基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步,社會(huì)才能進(jìn)步。
在圣何塞州立大學(xué)舉辦感謝教授服務(wù)餐會(huì),輪到教書(shū)30年的我演講,我讓負(fù)責(zé)人念我提供的德隆古爾(Will Allen Dromgoole)寫(xiě)的詩(shī)歌《造橋者》:
在一個(gè)寒冷陰沉的夜晚,
一個(gè)老人走在孤獨(dú)的路上,
不久來(lái)到一個(gè)巨大、深厚的裂口,
裂口下流著遲緩的水流。
他在微暗中走過(guò)去,
但是,當(dāng)他安全到達(dá)彼岸時(shí),
他回頭在那里造了一座橋梁。
旁邊一個(gè)旅人說(shuō):老人家,
你是在浪費(fèi)你的力氣和精神,
因?yàn)檫@天結(jié)束時(shí),你的旅程亦將結(jié)束,
你絕不會(huì)再經(jīng)過(guò)這里,
而你已渡過(guò)這個(gè)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(shuō):這位朋友,在我來(lái)的這條路上,
有個(gè)少年跟在我后面,
他必定也會(huì)來(lái)到這裂口旁。
這個(gè)地方對(duì)我是沒(méi)構(gòu)成煩惱,
但對(duì)那位少年卻可能是個(gè)圈套。
因?yàn)樗脖仨氃谖抵卸蛇^(guò)這裂口,
我這座橋是為他而造的,這位朋友!
我只簡(jiǎn)單地說(shuō):感謝圣何塞州立大學(xué)提供我機(jī)會(huì)從事教學(xué)和研究,我是為年輕一代造橋的人,如果有來(lái)生,我仍愿意從事教育的工作。
在我的散文集《夢(mèng)里尋她千百度》中有一篇短文《我們都是造橋的人》,我寫(xiě)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(jī)和成果,都是因?yàn)橛性S多人在我們的前面鋪路造橋。當(dāng)我們要走完人生道路時(shí),不應(yīng)該忘記還有后來(lái)人,我們應(yīng)該給他們?cè)炻方颉?/p>
俄羅斯和蘇聯(lián)有很好的科普傳統(tǒng),許多著名科學(xué)家十分重視科普工作。我小時(shí)候患有數(shù)學(xué)恐懼癥,在初一時(shí)看到從蘇聯(lián)翻譯的帶有故事性的趣味數(shù)學(xué)書(shū)才對(duì)數(shù)學(xué)有興趣,以后還成為數(shù)學(xué)工作者。讓數(shù)學(xué)家把他們掌握的那些抽象生僻的詞匯帶進(jìn)一般人的經(jīng)驗(yàn)范圍卻是一件非常困難的事。我為了寫(xiě)高度通俗化的類似法國(guó)數(shù)學(xué)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(shū),所費(fèi)的時(shí)間比我寫(xiě)數(shù)學(xué)論文還要多十倍以上。
這本書(shū)的對(duì)象是一般的讀者沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的人、一些害怕數(shù)學(xué)或者對(duì)數(shù)學(xué)誤解的孩子。希望這套書(shū)能揭開(kāi)數(shù)學(xué)神秘的面紗,讓更多人能欣賞它的美貌。希望一些對(duì)數(shù)學(xué)鄙視、認(rèn)為數(shù)學(xué)無(wú)用的人,能知道自己是多么無(wú)知和幼稚。因此我不要求讀者是個(gè)有高深數(shù)學(xué)知識(shí)、了解各種數(shù)學(xué)符號(hào)和公式的人,只要讀者能耐心看完,這套書(shū)能讓讀者了解科學(xué)工作者的想象力和人文情懷。對(duì)于有強(qiáng)烈求知欲的孩子,以及想在數(shù)學(xué)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(wèn)題,他們可以通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的解決與探索提高自己的能力。我期盼著所有數(shù)學(xué)教師都能成為研究者,期盼著數(shù)學(xué)教學(xué)研究能真正在學(xué)校生根、開(kāi)花、結(jié)果,這樣才能提高學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力和素養(yǎng)。貧瘠深山里的老師們,不像在城市的數(shù)學(xué)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(xiě)書(shū)過(guò)程中盡量搜羅一些資料和題目,讓他們?nèi)菀桌,讓這套書(shū)成為一個(gè)小型圖書(shū)館。對(duì)于學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)的朋友們、數(shù)學(xué)愛(ài)好者閱讀這套書(shū)也不會(huì)是浪費(fèi)時(shí)間,你們會(huì)看到許多和你們專業(yè)不相關(guān)的數(shù)學(xué)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;⒁舜、鄭振勇、陳錦福、林節(jié)玄、林開(kāi)亮、蕭文強(qiáng)、錢永紅、唐小明,李小露幫我把一些文稿打成文檔校對(duì),提供意見(jiàn)和資料,感謝上?茖W(xué)技術(shù)出版社編輯包惠芳、田廷彥為這套書(shū)的出版而奔忙。
2014年10月、11月、12月及2015年1月3日我進(jìn)入急診室9次,真是大難不死。覺(jué)得時(shí)不我待!要趕快工作。本來(lái)我計(jì)劃在2015年10月時(shí)寄第6、7集的書(shū)稿給出版社,不幸在9月我的電腦壞了,我前幾年寫(xiě)的書(shū)稿和研究論文及資料都沒(méi)有了。我找朋友及大學(xué)電腦技工都沒(méi)法使我的硬盤資料恢復(fù)。四個(gè)月只好恢復(fù)數(shù)學(xué)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(gè)月前我動(dòng)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(jìn)入急診室。
在病房,我試寫(xiě)了幾十年不寫(xiě)的舊體詩(shī):
病房抒懷一首
風(fēng)燭殘年病魔摧,
形容枯槁似犯囚。
好事多磨折騰頻,
電腦機(jī)毀文稿丟,
多年辛勞盡湮滅,
人無(wú)遠(yuǎn)慮近憂多。
枕戈達(dá)旦忍孤寂,
踟躕蝸行從頭越。
千難萬(wàn)苦何所懼,
欲將心血灑寰宇。
我祈天公憫愚志,
不惜憐愛(ài)降霖雨。
蒼茫天地呈碧翠,
枯木逢春復(fù)蘇生。
榮譽(yù)財(cái)富身外物,
生命終結(jié)萬(wàn)事空。
年輕時(shí)寫(xiě)完第八集《數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)家的故事》時(shí),我曾說(shuō):希望我有時(shí)間和余力能完成第九集到第四十集的計(jì)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(zhēng)朝夕。身體虧損不易恢復(fù),終日無(wú)食欲。只要有力氣,精神好,我就盡力把這套書(shū)寫(xiě)完,沒(méi)有忘記華羅庚教授的心愿:寸知片識(shí)獻(xiàn)人民。
為促進(jìn)中國(guó)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(guó)聯(lián)合市
序
前言
1. 眾數(shù)歸0的狄非游戲小學(xué)老師訓(xùn)練
孩子的一個(gè)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(dòng)腦筋想想看/ 10
2. 幾何數(shù)列與級(jí)數(shù)/ 12
世界上最古老的數(shù)學(xué)趣題/ 18
函數(shù)的概念/ 18
動(dòng)腦筋想想看/ 23
3. 魅力無(wú)窮的無(wú)字證明/ 25
平面幾何的兩個(gè)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(dòng)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(dòng)腦筋想想看/ 51
5. 給一名害怕幾何的學(xué)生的信/
53
一名害怕幾何的學(xué)生的來(lái)信/ 54
從托爾斯泰的一篇小說(shuō)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(lái)及用途/ 67
最早提出構(gòu)造勾股弦幻方組的學(xué)者/ 71
斯潘塞的一個(gè)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(kuò)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(duì)幻方遠(yuǎn)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(zhǎng)達(dá)358年的不定方程/ 119
中國(guó)是研究不定方程最早的國(guó)家/ 121
馬克思解過(guò)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(gè)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(dòng)腦筋想想看/ 146
9. 有益大腦的數(shù)學(xué)思維游戲/ 151
數(shù)圖/ 152
互素圖的數(shù)學(xué)游戲/ 155
邊互素圖的數(shù)學(xué)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(xué)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(xué)及西北大學(xué)/ 178
在哈佛大學(xué)/ 179
在理海大學(xué)/ 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(dān)任過(guò)的職務(wù)及職業(yè)活動(dòng)/ 185
我的研究及著作/ 187
11. 給《與小王子遨游不同的數(shù)學(xué)世界》讀者的信/
189
參考文獻(xiàn)/ 196