《好玩的数学》(张景中)总序

余年寄山水
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2021年02月16日 09:23
最佳经验
本文由作者推荐

恒楚-

2021年2月16日发(作者:关羽的美称)




2002



8


月在北京举行国际数学家大会


(ICM20 02)


期间,


91


岁高龄的数学大师陈 省身


先生为少年儿童题词,写下了“数学好玩”


4


个大字。





数学真的好玩吗?不同的人可能有不同的看法。





有人会说,


陈省身先生认为数学好玩,


因为他是数学大师,


他懂数学的奥 妙。


对于我们


凡夫俗子来说,数学枯燥,数学难懂,数学一点也 不好玩。





其实,


陈省身从十几岁就觉得数学好玩。


正因为觉得数学好玩 ,


才兴致勃勃地玩个不停,


才玩成了数学大师。并不是成了大师 才说好玩。





所以,小孩子也可能觉得数学好玩。





当然,


中学生或小学生能够体会到的 数学好玩,


和数学家所感受到的数学好玩,


是有所


不同的。


好比象棋,


刚入门的棋手觉得有趣,


国手大师也觉得有趣,


但对于具体一步棋的奥


妙和其中的趣味,理解的程度却大不相同。





世界上好玩的事物,很多要有了感受体验才能食髓知味。有酒 仙之称的诗人李白写道:


“但得此中味,勿为醒者传”


,不喝酒 的人是很难理解酒中乐趣的。




< /p>


但数学与酒不同。


数学无所不在。


每个人 或多或少地要用到数学,


要接触数学,


或多或

< br>少地能理解一些数学。




< /p>


早在


2000


多年前,人们就认识到数的 重要。中国古代哲学家老子在《道德经》中说:


“道生一,一生二,二生三,三生万物。


”古希腊毕达哥拉斯学派的思想家菲洛劳斯说得就


更加确定有力 :


“庞大、


万能和完美无缺是数字的力量所在,


它是人类生活的开始和主宰者,


是一切事物的参与者。没有数字,一切都是混乱 和黑暗的。






既然数是一切事物的参与者,数学当然就无所不在了。





在很多有趣的活动中,数学是幕后 的策划者,是游戏规则的制定者。





玩七巧板,玩九连环,玩华容道,不少人玩起来乐而不倦。玩的人不一定知道,所玩的< /p>


其实是数学。


这套丛书里,


吴鹤龄先生新 编著的


《七巧板、


九连环和华容道


——


中国古典智


力游戏三绝》


一书,


讲了这些智力游戏中蕴含的数学问题和数学道理,


说古论今,


引人入胜。


丛书编者应读者要求,


还收入了吴先 生的另一本备受大家欢迎的


《幻方及其他


——

< br>娱乐数学


经典名题》


,该书题材广泛、内容有趣,能使人 在游戏中启迪思想、开阔视野,锻炼思维能


力。


丛书的其他各册 ,


内容也时有涉及数学游戏。


游戏就是玩。

把数学游戏作为丛书的重要


部分,是“好玩的数学”题中应有之义。





数学的好玩之处,


并不限于数学游戏。


数学中有些极具实用意义的内容,


包含了深刻的


奥妙,发人深思,使人惊讶。比如,以数学家欧拉命名的一个公 式


e^i


π


+1=0

< br>,这里指数中


用到的


π


,就是大 家熟悉的圆周率,即圆的周长和直径的比值,它是数学中最为重要的一个


常数。数学中第


2


个重要的常数,就是上面等式中左端出现的

< br>e


,它也是一个无理数,是自


然对数的底,近似值为


2.7……


指数中用到的另一个数


i



就是虚数单位,它的


平方等于


-1


。谁能想到,这


3


个出 身大不相同的数,能被这样一个简洁的等式联系在一起呢


﹖丛书中,陈仁政老师编著的《 说不尽的


π


》和《不可思议的


e



,分别详尽地说明了这两个


奇妙的数的来历 、


有关的轶事趣谈和人类认识它们的漫长过程。


其材料的丰富详 尽,


论述的


清楚确切,在我所知的中外有关书籍中,无出其右者 。





如果 你对上面等式中的虚数


i


的来历有兴趣,


不妨翻一翻王树禾教授为本丛书所写的


《数


学演义》的“第十 五回



三次方程闹剧获得公式解



神医卡丹内疚难舍诡辩量”


。这本章回体


的 数学史读物,


可谓通而不俗、


深入浅出。


王树禾教授把数学史上的大事趣事憾事,


像说评


书一样,向我 们娓娓道来,使我们时而惊讶、时而叹息、时而感奋,引来无穷怀念遐想。数


学好玩,人 类探索数学的曲折故事何尝不好玩呢?光看看这本书的对联形式的四十回的标


题,就够过 把瘾了。王教授还为丛书写了一本《数学聊斋》


,把现代数学和经典数学中许多


看似古怪而实则富有思想哲理的内容,



《聊斋 》


讲鬼说狐一样最大限度地大众化,


努力使

读者不但“知其然”而且“知其所以然”


。在这里,数学的好玩,已经到了相当高雅 的层次


了。





谈祥柏先生是几代数学爱好者都熟悉的老科普作家,大量的数 学科普作品早已脍炙人


口。他为丛书所写的《乐在其中的数学》


,很可能是他的封笔之作。此书吸取了美国著名数


学科普大师加德纳

25


年中作品的精华,结合中国国情精心改编,内容新颖、风格多变、雅

< p>
俗共赏。相信读者看了必能乐在其中。





易南轩老师所写的《数学美拾趣》一书,自

< br>2002


年初版以来,获得读者广泛好评。该


书以流畅的 文笔,


围绕一些有趣的数学内容进行了纵横知识面的联系与扩展,


足以开阔眼界、


拓广思维。


读者群中有理科和文科的师生,< /p>


不但有数学爱好者,


也有文学艺术的爱好者。


书出版不久即脱销,


有一些读者索书而未能如愿。


这次作者在原书基础上进行了较大的修订


和补充,列入丛书,希望能满 足这些读者的心愿。




< p>
世界上有些事物的变化,


有确定的因果关系。


但也 有着大量的随机现象。


一局象棋的胜


负得失,

< br>一步一步地分析起来,


因果关系是清楚的。


一盘麻将的输 赢,


却包含了很多难以预


料的偶然因素,


即随机性。


有趣的是,


数学不但长于表达处理确定的因果关系 ,


而且也能表


达处理被偶然因素支配的随机现象,


从偶然中发现规律。


孙荣恒先生的《趣味随机问题》



书,


向我们展示出概率论、


数理统计 、


随机过程这些数学分支中许多好玩的、


有用的和新颖


的问题。其中既有经典趣题,如赌徒输光定理,也有近年来发展的新的方法。




中国古代数学,

< p>
体现出算法化的优秀数学思想,


曾一度辉煌。


回顾 一下中国古算中的名


题趣事,有助于了解历史文化,振奋民族精神,学习逻辑分析方法, 发展空间想像能力。郁


祖权先生为丛书编著的《中国古算解趣》


,诗、词、书、画、数五术俱有,以通俗艺术的形


式介绍韩信点兵、苏武牧羊、李白沽酒 等


40


余个中国古算名题;以题说法,讲解我国古代

< p>
很有影响的一些数学方法;


以法传知,


叙述这些算 法的历史背景和实际应用,


并对相关的中


算典籍、著名数学家的 生平及其贡献做了简要介绍,的确是青少年的好读物。





读一读“好玩的数学”


,玩一玩数学 ,是消闲娱乐,又是学习思考。有些看来已经解决


的小问题,再多想想,往往有“柳暗花 明又一村”的感觉。




< p>
举两个例子:


《中国古算解趣》第


37

< p>
节,讲了一个“三翁垂钓”的题目。与此题类似,


有个

“五猴分桃”


的趣题在世界上广泛流传。


著名物理学家、< /p>


诺贝尔奖获得者李政道教授访


问中国科学技术大学时,

< p>
曾用此题考问中国科学技术大学少年班的学生,


无人能答。


这个问


题,


据说是由大物理学家狄拉克提出的,


许多人尝试着做过,


包括狄拉克本人在内都没有找

到很简便的解法。


李政道教授说,


著名数理逻辑学家和哲学 家怀德海曾用高阶差分方程理论


中通解和特解的关系,


给出一个 巧妙的解法。


其实,


仔细想想,


有一个 十分简单有趣的解法,


小学生都不难理解。






原题是 这样的:


5


只猴子一起摘了


1


堆桃子,因为太累了,它们商量决定,先睡一觉


再分。

< br>




过了不知多久,


来了


1


只猴子,


它见别 的猴子没来,


便将这


1


堆桃子平均分成


5


份,



果多 了


1


个,就将多的这个吃了,拿走其中的


1


堆。又过了不知多久,第


2


只猴子 来了,它


不知道有


1


个同伴已经来过,


还以为自己是第


1


个到的呢,


于是将地上的桃子堆起来,


平均


分成

< p>
5


份,发现也多了一个,同样吃了这个,拿走其中的


1


堆。第


3


只、第

< br>4


只、



5

只也


都是这样„„问这


5


只猴子至 少摘了多少个桃子?第


5


个猴子走后还剩多少个桃子?





思路和解法:题 目难在每次分都多


1


个桃子,实际上可以理解为少


4


个,先借给他们


4


个再分 。





好玩 的是,


桃子尽管多了


4


个,

< p>
每个猴子得到的桃子并不会增多,


当然也不会减少。



样,每次都刚好均分成


5


堆,就容 易算了。





想得快的一下就看出,桃子增加


4


个以后,能够被

< p>
5



5


次方整除,所以至 少是


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恒楚-


恒楚-


恒楚-


恒楚-


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