《數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)家的故事》是一本介紹古今中外數(shù)學(xué)家生平事跡和各種有趣數(shù)學(xué)問題的數(shù)學(xué)普及讀物。在這套科普讀物中,青少年不僅可以了解和涉獵歷史上許多著名的數(shù)學(xué)問題,而且也有可能了解和認(rèn)識數(shù)學(xué)界的最新成果、發(fā)展趨勢和動向,進(jìn)而激發(fā)對數(shù)學(xué)學(xué)科的興趣愛好,以及崇尚科學(xué)的求實(shí)精神。感受思維的體操,體味數(shù)學(xué)的奧妙。第7冊介紹了加德納、哈柏林等著名數(shù)學(xué)家的故事,以及幻方中的有趣結(jié)果。
本系列勘稱華人數(shù)學(xué)科普著名品牌,是介紹數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)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(xué)家,有很多第一手資料和獨(dú)到見解。特別是作者見識多,與許多世界級數(shù)學(xué)大師有交往,這在《數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)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(shè)、傳播正能量具有積極的作用。
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(xué)習(xí)許多課程,學(xué)數(shù)學(xué)‘1+1=2’‘9-5=4’,但我們沒有學(xué)過人生何時(shí)該加、何時(shí)該減才會快樂;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?所有我們學(xué)習(xí)的‘課本’,都少了這門課!毙睦镉型。
現(xiàn)在的教育實(shí)際走偏了,缺少興趣培養(yǎng)是中國基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教育中的失誤。中國的教育只重視傳授知識給學(xué)生,傳授學(xué)生會做題、會猜題的能力,側(cè)重在技術(shù)性訓(xùn)練,培養(yǎng)的是應(yīng)試能力,鼓勵的是拿了獎就是好學(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,還要在家長強(qiáng)逼下,做完規(guī)定數(shù)量的教輔書上的題。讓學(xué)生感到讀書是一件不快樂的事情,不少原本對數(shù)學(xué)很有興趣的學(xué)生,變成了做題機(jī)器,在機(jī)械性的勞動中逐漸失去了對數(shù)學(xué)的興趣,學(xué)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(xué)院大師課堂上談從物理實(shí)驗(yàn)中獲得的體會:“許多人認(rèn)為,如果一個國家想要在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面有競爭力,它必須集中于能有實(shí)際市場效益的實(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)來看,這觀點(diǎn)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(shí)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(qiáng)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(shí)的基礎(chǔ)研究,就不可能有原始創(chuàng)新。國際數(shù)學(xué)界的最高獎項(xiàng)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(xué)!我們造大飛機(jī),但發(fā)動機(jī)還要買國外的,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)院以及美國國家科學(xué)基金在華盛頓進(jìn)行物理學(xué)界的一次歷史性發(fā)布: 人類首次直接探測到引力波,愛因斯坦百年前預(yù)見的一種時(shí)空干擾波。麻省理工學(xué)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(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。沒有基礎(chǔ)科學(xué),最好的設(shè)想就無法得到改進(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,社會也才能進(jìn)步。”
在圣何塞州立大學(xué)舉辦感謝教授服務(wù)餐會,輪到教書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)寫的詩歌《造橋者》: 在一個寒冷陰沉的夜晚,
一個老人走在孤獨(dú)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(dāng)他安全到達(dá)彼岸時(shí),
他回頭在那里造了一座橋梁。
旁邊一個旅人說:“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?yàn)樗脖仨氃谖抵卸蛇^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(xué)提供我機(jī)會從事教學(xué)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?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(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)書才對數(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。我為了寫高度通俗化的類似法國數(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,所費(fèi)的時(shí)間比我寫數(shù)學(xué)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(xùn)練的人、一些害怕數(shù)學(xué)或者對數(shù)學(xué)誤解的孩子。希望這套書能揭開數(shù)學(xué)神秘的面紗,讓更多人能欣賞它的美貌。希望一些對數(shù)學(xué)鄙視、認(rèn)為數(shù)學(xué)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(xué)知識、了解各種數(shù)學(xué)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(xué)工作者的想象力和人文情懷。對于有強(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(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(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)的朋友們、數(shù)學(xué)愛好者閱讀這套書也不會是浪費(fèi)時(shí)間,你們會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;、劉宜春、鄭振勇、陳錦福、林節(jié)玄、林開亮、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,提供意見和資料,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”。覺得“時(shí)不我待。∫s快工作”。本來我計(jì)劃在2015年10月時(shí)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(xué)電腦技工都沒法使我的硬盤資料恢復(fù)。四個月只好恢復(fù)數(shù)學(xué)研究,用研究忘卻失去文稿的悲傷!拔萋┢赀B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(jìn)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(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,
人無遠(yuǎn)慮近憂多。
枕戈達(dá)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(fù)蘇生。
榮譽(yù)財(cái)富身外物,
生命終結(jié)萬事空。年輕時(shí)寫完第八集《數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)家的故事》時(shí),我曾說:“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!睂儆谧约旱娜兆右呀(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(fù),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(xiàn)人民。”
為促進(jìn)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。
李學(xué)數(shù),又名李信明,1945年出生于新加坡,畢業(yè)于南洋大學(xué)數(shù)學(xué)系,留學(xué)加拿大緬尼多巴大學(xué),獲得數(shù)學(xué)碩士學(xué)位。1973年起在法國南巴黎大學(xué)從事7年半研究工作。后到哥倫比亞大學(xué)攻讀計(jì)算機(jī)碩士學(xué)位,1984年獲得史蒂文斯理工大學(xué)數(shù)學(xué)博士學(xué)位,F(xiàn)為美國圣何塞州立大學(xué)計(jì)算機(jī)系退休教授,發(fā)表多篇論文。喜讀中國史及文學(xué)名著。寫過很多數(shù)學(xué)普及文章,《數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)家的故事》是其代表作。
序/ 1
前言/ 1
1. 數(shù)學(xué)普及大師
——馬丁?加德納/ 1
偉大的數(shù)學(xué)科普作家/ 2
《科學(xué)美國人》“數(shù)學(xué)游戲”專欄作家/ 6
超級魔術(shù)大師/ 9
與偽科學(xué)進(jìn)行斗爭/ 11
馬丁?加德納的家庭/ 16
《注釋版愛麗絲》/ 17
加德納代表作/ 20
發(fā)現(xiàn)天才和啟發(fā)普通人做研究/ 24
加德納后繼無人/ 28
馬丁?加德納聚會/ 29
2. 加德納的一些數(shù)學(xué)趣題/ 32
3. 中國是幻方的起源地/ 47
古代中國傳說/ 48
縱橫圖是怎樣排出來的?/ 49
早期幻方的重要實(shí)物證據(jù)/ 59
動腦筋算算看/ 65
4. 我所喜愛的4階幻方/ 67
印度神廟的幻方/ 68
楊輝的四四圖/ 72
一個奇妙無比的4階幻方/ 76
動腦筋與自學(xué)問題/ 77
5. 封丘農(nóng)民數(shù)學(xué)家梁培基/ 82
農(nóng)民與“家學(xué)數(shù)”/ 83
農(nóng)民“幻方迷”/ 84
千里馬常有,而伯樂不常有——緣遇貴人/ 88
直接書寫法構(gòu)造4k階幻方/ 94
設(shè)計(jì)出國慶60周年五星圖/ 98
澳門回歸五星圖/ 101
設(shè)計(jì)出抗戰(zhàn)勝利70周年五星圖/ 104
安貧樂道富有文采/ 106
對于數(shù)字情有獨(dú)鐘/ 108
梁培基的研究成果/ 109
飲水不忘思源/ 113
我對梁培基先生的評價(jià)/ 115
動腦筋算算看/ 118
6. 哈伯林
——加拿大杰出的數(shù)學(xué)家/ 123
7. 舉世聞名的中國剩余定理
——兼談南宋秦九韶及清朝黃宗憲的工作/ 135
駕時(shí)光機(jī)器到過去/ 135
同余的概念/ 141
中國古算書中的一個問題/ 143
《孫子算經(jīng)》的解法/ 145
中國剩余定理/ 147
秦九韶的“大衍求一術(shù)”/ 152
清朝黃宗憲的求乘率法 / 152
動腦筋算算看/ 157
8. 南宋大數(shù)學(xué)家秦九韶/ 160
秦九韶的爭議人生/ 162
郭書春以秦九韶的九段系文辯誣/ 165
《數(shù)書九章》/ 169
霍納法事實(shí)上是秦九韶算法/ 174
遲來的紀(jì)念——四川安岳秦九韶紀(jì)念館/ 178
動腦筋算算看/ 183
9. 世界上最早的算法
——?dú)W幾里得算法/ 185
輾轉(zhuǎn)相除法/ 185
《幾何原本》中的輾轉(zhuǎn)相除法/ 189
和輾轉(zhuǎn)相除法有關(guān)的數(shù)學(xué)游戲/ 191
中國古代怎樣求兩個數(shù)的最大公約數(shù)?/ 192
輾轉(zhuǎn)相除法的應(yīng)用/ 194