星期四, 9月 13, 2007

《好書介紹》數學故事書的閱讀新視界(適合對象:教師、家長)

☉王道還【2000/01/17/聯合報】

「數學是人類發明,迷惑自己又迷惑他人的東西。」

這是初中教我數學的賴勝藏老師說過的一句話,
讓我第一次覺得數學似乎是一種奇怪的心智體操。
我因而產生了好奇心,想窺探數學的奧祕,
從此愛上了「數學故事 書」。
那時我著迷的,不是解題的挑戰,
而是「數學怪人」以及莫名其妙的數學式子。
阿基米德大概是我第一個數學英雄,一想起他從澡缸裡跳出來,
大叫:「我發 現了(浮力原理)!」我也興奮起來,
雖然不免又尷尬又下流地想像他光著身子的德行。

大概是愛屋及烏吧,其他的「科學故事書」(現在流行叫做「科普」)
我也是有機會就讀。興趣至今不衰,是習慣,也是在找靈感。
外行看熱鬧,內行看門道。對於 本行的、自以為熟悉的題材,
作者能不能新瓶裝舊酒,以嶄新方式表現功力,是觀察重點。
外行的、不熟悉的領域,看的是作者起承轉合的瓞事功力。
說白了,除了 想看好看的故事,還想偷招。

《費瑪最後定理》、《不只一點瘋狂》、
《幹嘛學數學?》這三本書,
都是好看的故事書,舉重若輕,引人入勝。
多數人都怕數學,無論上課還是做作業,
都有不知 為何而戰、為誰而戰的浩歎。
檢討起來,自己、老師與課本都有責任。
要是課本能寫得像這三本書一樣,
自己與老師的壓力,大約都能減輕。

■數學是什麼?–人腦創造最困難的問題

三本書的主題不同,可是都在處理一個大問題:「數學是什麼?」——
這大概是人腦創造的最困難的問題。
科學家好不容易弄清楚了:
許多動物與人類嬰兒都有基本 的「數學觀念」,
像是「多」、「少」,「大於」、「小於」等等。
可是那到底不是令人敬畏的「數學」。
我們說的「數學」大有來歷,發源於古希臘。
這個事實本 就是一「奇」。
古往今來那麼多人類社群,沒有一個不會數數、計算的。
可是只有古希臘的學者,
為「數學證明」搞出一大堆清規誡律,這才有了「數學」。

更奇的是,這個自尋煩惱的「傳統」居然有傳人,
而且他們入迷的程度,
希臘人都比不上——不惜犧牲常識。
就拿負數來說吧。「負二個蘋果」像話嗎?
承認了負二之後,那麼負二開根號呢?虛數。
就這樣,純理、純淨的數學世界開展了。

最令人參不透的,是向壁虛構的「數」,
居然有現實意義。
負數、虛數本是純(蠢)理的產物,最後都產生了大用,
成為描述某些自然現象的方便工具。

■發明,發現–由猜想到證明秩序的存在

數學究竟是人類發明的,還是人類發現的呢?

「費瑪定理」是發明的。費瑪在十七世紀第一年出生,
「業餘數學家之王」,他靈光閃現,
將大家熟悉的畢氏定理(商高定理)動了手腳,就創造了一個謎,
讓後世的數學家傷透腦筋,創下了以數學謎題贏得不朽聲名的先例。
這定理的來歷已經夠傳奇了。

《費瑪最後定理》的作者全力經營的,就是「傳奇」。
「費瑪最後定理」一九九四年秋天終於
由美國普林斯頓大學教授懷爾斯「證明」了,
那是他獨力花了八年時 間,
綜合了幾個不同領域的數學,才完成的大業。
讀者能不能了解懷爾斯的證明並不重要(這一方面作者不太成功),
可是讀者一定會對純理世界的一絲不苟印象深 刻。
懷爾斯雖然一意孤行,
可是他使用的數學工具與線索,全是前人的遺澤。
相對說來,那些人在讀者心中,可能比懷爾斯還更鮮活些。

《不只一點瘋狂》刻畫的匈牙利數學家艾狄胥(一九一三~一九九六),
對「費瑪最後定理」不感興趣。
他是個現代傳奇人物,終身未婚,四海為家。
他認為「生命 的意義是猜想與證明」,換言之,生命就是數學。
他沒有孩子,可是合作過論文的人近五百人,
出版過一千五百篇以上的論文。
因此他的生命是完滿的——他的「數 學基因」必然流傳後世。
像艾狄胥這樣的人,很難向外行人介紹。
如果只在所謂「人性面」著墨,無法彰顯他的「生命意義」;
可是談數學,以艾狄胥涉獵之廣、發表數量之龐大,也得費心爬梳。
作者的剪裁令人激賞,而且一些重要的概念,
作者夾瓞夾議,讀者容易現學現賣。

例如作者瓞述艾狄胥年輕時就領略了拉姆西定理的精義——
完全失序幾乎是不可能的。
根據這個定理,在一大批隨機資料中,只要嘗試找,一定可以發現秩序。
所以 仰望夜空繁星,什麼獵戶、雙魚、水瓶,只要你想得到,就一定看得見。
本地書市流行過《聖經密碼》一書,以「拉姆西定理」就可以破解。
不僅聖經中可以找出密 碼,任何一本同樣字數的書都能!

■幹嘛學數學?–計算與邏輯並重

《幹嘛學數學?》是一本宣傳書——
宣傳「數學的正確觀念」以及「數學的樂趣與力量」。
最重要的,是作者編出了兩套教材,一套是「國民數學須知」,
以及進階 教材(包括微積分入門)。在教材中,作者實踐了他的呼籲:
數學教材應「計算」與「邏輯」並重。例如十八章介紹幾何級數,
十九章就利用幾何級數談銀行創造信 用的邏輯。
這樣的知識,我們哪會嫌多?

這三本書最有意思的共同點,就是對於「數學真理」的信念。
費瑪最後定理經過媒體炒作之後,數學故事書就在國外書市流行起來,
一時之間數學在大眾文化中的地 位頗有中興氣象。回顧本世紀第一年的下半年,
英國數理哲學家羅素旬月踟躕,憂心數學基礎終將動搖,恍然有隔世之感。
經過一個世紀的覆雨翻雲,幾回大破大 立、今是昨非,費瑪最後定理證明了,
竟然像是救贖的福音。

世事如棋局,要是理性連純理世界都收拾不了,人間事還算計什麼呢?

沒有留言: