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与小王子遨游奇幻的数学世界
——要有勇气踏出研究第一步

── 李学数 ──


道虽迩,不行不至;
事虽小,不为不成。

——荀子
有无数的天才生存和死亡没发现——或是他自己或是被别人。
——美国作家马克吐温(Mark Twain)

  “老爷爷,你有没有遇过喜欢数学的有天分的小朋友?”

  “有。”

  “能否讲他们的故事?”

  “可以。许多年前台湾的邱守榕大姐要我教她暑期班给高中数学老师来进修的中国数学史的课。我很愉快与来自各地的台湾数学老师在一起。课讲完之后,有一天有一位学生问我有什么心愿。”

  我对他说:“我很想看一本唐玄奘写的《大唐西域记》,可惜这里的图书馆没有看到。我希望能回美国之前能在台湾看到这本书。”

  他问我为什么想读这本书?

  我说:“很多年前我到法国留学和研究数学,当时我不懂法文,但我想如果我能把法国的数学学到手,并且学好法文,我以后可以把法国一些名著翻译成中文,这可能比我自己成为一个数学家更能造福更多的人。我很想知道一个唐朝不懂梵文的中国僧人,怎样能历尽千难万苦到西方取经,最后能翻译成中文,千年之后人们要诵念他翻译的圣文的人的经历。

  “我想知道他怎样能在众多的印度方言中学到印度语言,而能印度高僧用他们的语言答辩佛理。”

  “你有没有找到这本书呢?”

  “我的学生是一个佛教徒,他说在台湾南部高雄有一个佛光山,那里的寺庙肯定有唐玄奘的这本书,于是他安排我去佛光山住几天,我在那里真的看到这书,并且用三天时间读了该书。”

  “啊!你的收获不少。”

  “我还有一个收获见到了一个数学小天才。这老师介绍他哥哥一家人给我认识,并且说他的小侄子很喜欢数学,看我是否能见他们,并给他们对这孩子一些建议。”

  “你有没有看到他们呢?”

  “有。我看到这家人,而且在我和他的哥哥嫂嫂交谈时,这个小孩子(当时我想他差不多是六七岁)在自个儿走来走去,玩乘的游戏。”

  “真的吗?这么小的孩子会乘,他在背九九表。”

  “是的,他把数学当游戏。他父亲说这孩子平时就会自编自玩一些和数字有关的游戏。

  “我最初也以为他在背九九表,结果一听不是这样。”

  “他在做什么呢?”

  “他在念:1×2 = 2 2×2 =4
  3×2 = 6 4×2 =8
  5×2 = 10 6×2 =12
  7×2 = 14 8×2 =16
  9×2 = 18 10×2 =20。”

  “哇!真的厉害。”

  “他继续一面走,一面念:
  11×2 = 22
  12×2 = 24
  13×2 = 26
  14×2 = 28
  15×2 = 30”

  我问他的父亲:“是你教他的吧!”

  这父亲说:“没有,这孩子自己发现的。”

  “我不动声色的观察他,这孩子念的很起劲,他一直念到 100×2 = 200 为止。

  “我说你这孩子真的是有‘数学缘’,应该好好培养,以后一定是个人材。

  “他问我有什么好方法,可以教导这孩子。

  “我说这孩子是一个好苗子,但是希望你们不要拔苗助长。我会很快离开台湾,我介绍 一位在高雄师范大学数学系的牟忠中老教授给你们。你们应该就近请教他。他会给你们的孩子很好的帮助。”

  “你后来有没有再和这个孩子联系?”

  “很可惜, 我后来由于教学繁忙,而且身体不好,我没有和许多人联系。我也就失去和这孩子联络。这是很可惜的事。”

  “是否有数学天才的人呢?”

  “这世界上芸芸众生,每个人的天赋不一样。有些人的确是和其他人不一样,才智过人。

  “布莱斯·帕斯卡(Blaise Pascal,1623-1662年) 是法国数学家、物理学家和宗教哲学家,他9岁时就对振动物体写了一篇论文。他在11岁那年用一块煤在墙上写了他的第一个几何的证明。

  “在12岁那年,帕斯卡(Pascal) 开始参加数学学院的会议。他从父亲那里学习了不同的语言,尤其是拉丁语和希腊语,但是父亲没有教他数学。这增加了年轻的帕斯卡的好奇心,帕斯卡继续尝试几何图形,甚至为标准的几何术语制定了自己的名字。

  “年仅16岁帕斯卡撰写了一部重要的关于投影几何的简短著作,名为《圆锥曲线》。

  “在射影几何中,帕斯卡尔定理(也称为 hexagrammum mysticum 神秘六边形定理)指出,如果在圆锥上选择了六个任意点(在适当的仿射平面上可以是椭圆,抛物线或双曲线),并由线段以任意顺序连接形成六边形,则六边形的三对相对边(必要时可延伸)在一条直线上的三个点处相交,称为直线的六边形。

  “他以帕斯卡定理和在数学,哲学和物理学上的许多其他贡献而闻名。到19岁时,帕斯卡已经开始开发一种手持式机械计算器。

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  “约翰·冯·诺依曼(János von Neumann) 于1903年出生在匈牙利,以其疯狂的记忆和对学习的狂热欲望而脱颖而出。6岁时,在脑海中除以8位数字,以此来逗乐父母的朋友和邻居。他还喜欢讲古典希腊语的笑话。诺伊曼六岁时就可以和他父亲一起讲古典希腊语。作为聚会的把戏,这个矮小的神童会记住电话簿中的页面他将记住电话簿中的整页并回答有关姓名,电话号码和地址的问题,或者是从上到下背诵该页面。

  “到8岁时,他就熟悉微分和积分。他十几岁的时候发表了第一篇科学论文。

  “我认识一位老数学家。他也是匈牙利人,名叫保罗·厄多斯(Paul Erdős, 1913-1996)。三岁时能作二个三位数乘积的心算,到他四岁的时候,他就可以算出一个人活着多少秒。有一次,当他的父母的一个朋友问到250小于100多少时,三岁的 Erdős 回答‘150低于零’,他四岁时自己发现了负数。

  “而在18岁时读大学用初等方法证明了一个数论上著名的定理:对于任意 n ≥ 2,在 [n, 2n] 之间一定有一个素数。

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厄多斯三岁时能作三位数乘积的心算漫画
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8岁时的厄多斯

  “他一生不寻找正式的工作,也不结婚,到处流浪,四处与朋友研究探讨数学,与超过五百多人合写论文。生前发表的论文超过一千四百多篇。他在1996年去世之后,还有许多论文陆续发表。——这是一个去世多年还有论文发表的数学家。”

  “哇!真是一个奇怪的人。“

  “我在年青时听过他来我校演讲,他讲过他与匈牙利布达佩斯一个数学神童相见的故事。

  厄多斯长年在外国,有一次回家乡,他的一个布达佩斯老朋友教育家特特·罗莎(Peter Rosa) 告诉他有一位数学老师的儿子名叫泊萨(Lajos Pósa,1947.12.9-) 是一个对数学有兴趣的小天才。他建议厄多斯应该去看这孩子。

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罗莎

  他们在一间餐馆见面。厄多斯看这个12岁的孩子,就提出了一个他最近解决的问题:“如果你有 n+1 个数,这些数都小于或等于2n,你一定能找到两个数是互素的。”

  厄多斯说他发现这定理的证明要十多分钟,而他惊异这个小家伙竟然能不到半分钟给出这个定理的证明。

  “啊!这孩子怎么这样厉害?他怎样证明呢?”

  “我以后会解释他的证明方法。”

  “老爷爷,我很想能够像你一样能发现一些新的数学原理和定理。这样我可以领略到发现的快乐。

  “你可以教我怎样研究的技巧吗?”

  “可以的。我年青的时候就认为只要一个人对数学有兴趣,有一些的基本训练都是可以研究的。我很早就写过一篇文章说:《谁也可以发现定理》,就是表达我的看法。

  “人们说数学 是打开科学大门的钥匙。

  “你如果站在科学大门前面匙孔看,你只能见到门后局部的景色。要看后面的景色,你要打开大门。

  “你必须敞开心胸,不要让任何以前的旧知识局限你,要勇敢的跨出脚步,往前探索。

  “不要害怕失败,也不要患得患失。要有心中无求,不求结果就会自然来。如果你心中一直要有结果,有时会产生负担,反而会难得成果。一句话,就是要‘顺其自然’。

  “几千年前中国哲学家荀子曾说:‘道虽迩,不行不至;事虽小,不为不成。’你要懂得这个道理。”

写于2018.6.1
2020.6.17改写



自强不息 力求上进

2020年06月28日首版 Created on June 28, 2020
2020年06月29日改版 Last updated on June 29, 2020