我们对于数学该有怎样的态度?
敬畏
畏惧
不知所谓
就像《数学可以这样有趣》作者在自序中说道:“很不幸,太多的人很难把数学看做娱乐。”
在这个领域,没有被各种假设、公式绕晕已属万幸,使出浑身解数,找到解题思路,给出正确答案,交差完事,才是常态。
极少数的人,才能在数学中找到持久的乐趣。
这就像普通人,拿到《九阴真经》也没啥用处,在扎马步打基础的阶段,就已经淘汰了大多数人。
这大多数人,不是就此与数学别过。
有宋代广播体操之称的太祖长拳,即使无法练到萧峰大侠一般的出神入化,至少也可以用来强身健体。
大众最接近数学的娱乐,数独大概能算作一种。最常规的数独,3X3的大方格,再填入3X3的小方格。方格里部分添上数字,部分空出留着玩家填。每个大方格里横排和竖排分别填上1-9个数字不能重复,每个小方格里也填上1-9个数字不能重复。
以前午休时间,就用数独来打发。
填完,心情倍爽~!
扫雷可能也需要一点概率的判断。熟悉之后,虽然总变成竞速游戏,时间不断地缩短,与同事比一比谁更快,也有极大的乐趣。
人们会追求智力的快乐。市面上大量的思维游戏合集,就是一个例证。里面包含相当的数学游戏,例如:
1 2 3 4 5 6 7 8 9=100
在这组数字间添加两个减号和一个加号,使等式成立。
虽然用不了什么高深的数学理论,破解这道难题,也颇需要一番功夫。
似乎数学仅是智力的娱乐。但数学的诞生,是用来解决实际问题的学问。
经典的注水放水题目:一个水池,一个水龙头往里注水,一个水龙头往外放水,问最后多长时间能把水池蓄满或放完。很多人对一类题目嗤之以鼻,认为现实生活中,哪有人会干这样的傻事。
换一种思维方式,用数学的思维方式。注水放水问题,实际是理解交通流量、公共场所人流进出规划的基础。
在《数学可以这样有趣》中,提出了很多神奇的问题,也给出了很多神奇的解答。
浴缸里有个直径20cm的排水孔,另一个浴缸有两个10cm的排水孔,这两个浴缸排水是否一样的快?
只凭直觉去思考,可能就会出现问题。
事实是当然20cm的排水孔作用更强大。
我们复习一下圆的面积怎样计算:
面积(S)=圆周率(π)*半径(r)平方
那么,直径20cm的排水孔面积为π*10的平方≈314
直径10cm的排水孔面积为π*5的平方≈78.5
前者为后者的四倍!
这个题目用来理解披萨问题:去披萨店点餐,想要一个16寸的海鲜披萨,告知16寸的没有,店员问可否换成两个8寸的披萨,价钱差不多。
当然不可以!按照面积计算,应当给四个披萨才是原来的大小。
像这样的思考,书中还列了89个。
《数学可以这样有趣》试图通过展示数学的神奇来激发人们对于数学的兴趣。当然,不是每一段的内容都是如此简单易懂。大部分内容需要跟着作者去推算,在推算的过程中,揭晓谜题的答案,感受数学的魅力。
希尔伯特曾说,当我听别人讲解某些数学问题时,常常觉得难以理解,甚至不可能理解。这时便想,是否可以将问题简化些呢?往往,在终于弄清楚之后,实际上,它只是一个更简单的问题。
作者希望通过这本书,将有关数的特性以及数与数之间的关系特性、令人惊讶的逻辑思维、不同寻常的几何特征、看似困难却很容易理解的问题、代数和几何之间的奇特关系以及对分数不同寻常的看法。用一种简洁的方式处理这些意想不到的数学问题。让读者真正欣赏数学的力量和美妙,让不太了解数学的普通读者变成数学的欣赏者。
鸡兔同笼,经典的问题。
鸡与兔被关在一个笼子里,一共有35只,它们有94只脚,那么笼子里有多少只鸡,多少只兔呢?
当然,我们可以用方程式轻易地算出鸡和兔的数量。
这种方式是否足够优美?而用抬脚的方式,则告诉我们欣赏数学该用什么姿势。
35只动物,大家一起抬起一只脚,那么就是35只脚。
35只动物,大家再抬起一只脚,那么又有35只脚。
可惜,鸡只有两只脚,当两只脚都抬起来,只能一屁股坐在地上。
还站着的就是兔子。
94-35-35=24只脚
每只兔子还有两只脚在地上,那么笼子里有12只兔,23只鸡。
数学,就是这么有美感。
柯普宁说,当数学家导出方程式和公式,如同看到雕像和美丽的风景,听到优美的曲调等等一样,从而得到充分的快乐。
数学是否会让人快乐?
《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》中明确,数学课程的目标是培养学生的三个核心素养:会用数学的眼光观察现实世界;会用数学的思维思考现实世界;会用数学的语言表达现实世界。
过往的低年级数学教学,对于学生数学理解力的关注过少,数学成为一种记忆学科,记住公式和解法,但学生们并不知道为什么这样解。
鸡兔同笼的思考过程,就是使人们更好地理解数学,接受数学的过程,同《数学可以这样有趣》的作者意思一致。
古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯说:万物皆数。中国的先哲老子也说:道生一,一生二,二生三,三生万物。
数字,蕴含真理。
古人云,朝闻道,夕可死矣。
刘慈欣有篇小说,就叫做《朝闻道》。看得久远了,大概是讲外星人给地球人一次机会,它们将告诉地球人宇宙万物的秘密。但这个机会只能用生命来换取,还是有很多科学家想要知道一生追求的到底是什么。他们放弃一切,走向外星人的飞船。
科学的浪漫是极致的。
宇宙的秘密大概是用数学来表达。
其他科学是研究世界运行的规律,而数学,则是用来构建世界的学科。