① 小學數學發展歷史有哪些內容
古希臘學者畢達哥拉斯(約公元約前580~約前500年)有這樣一句名言:「凡物皆數」。的確,一個沒有數的世界不堪設想。
今天,人們對從1數到10這樣的小事會不屑一顧,然而上萬年以前,這事可讓人們煞費苦心。在7000年以前,他們甚至連2以上的數字還數不上來,如果要問他們所捕的4隻野獸是多少,他們會回答:「很多隻」。如果當時要有人能數到10,那一定會被認為是傑出的天才了。後來人們慢慢地會把數字和雙手聯系在一起。每隻手各拿一件東西,就是2。數到3時又被難住了,於是把第3件東西放在腳邊,「難題」才得到解決。
就這樣,在逐步摸索中,華夏民族的祖先從混混沌沌的世界中走出來了。
先是結繩記數,然後又發展到「書契」,五六千年前就會寫1~30的數字,到了2000多年前的春秋時代,祖先們不但能寫3000以上的數學,還有了加法和乘法的意識。在金文周<※鼎>中有這樣一段話:「東宮乃曰:償※禾十秭,遺十秭為廾秭,來歲弗償,則付秭。」這段話包含著一個利滾利的問題。說的是,如果借了10捆粟子,晚點還,就從借時的10捆變成20捆。如果隔年才還,就得從借時的10捆漲到40捆。用數學式子表達即:
10+10=20
20×2=40
除了在記數和演算法上有了較大的進步外,華夏民族的祖先還開始把一些數字知識記載在書上。春秋時代孔子(公元前551~前479)年修改過的古典書籍之一<周易>中,就出現了八卦。這神奇的八卦至今在中國和外國仍然是人們努力研究和對象,它在數學、天文、物理等多方面都發揮著不可低估和作用。
到了戰國時期,數學知識已遠遠超出了會數1~3000的水平。這一階段他們在算術、幾何,甚至在現代應用數學的領域,都開始了耕耘播種。算術領域,四則運算在這一時期內得到了確立,乘法中訣已經在<管子>、<荀子>、<周逸書>等著作中零散出現,分數計算也開始被應用於種植土地、分配糧食等方面。幾何領域,出現了勾股定理。代數領域,出現了負數概念的萌芽。最令後人驚異的是,在這一時期出現了「對策論」的萌芽,對策論是現代應用數學領域的問題。它是運籌學的一個分支,主要是用數學方法來研究有利害沖突的雙方,在競爭性的活動中,是否存自己制勝對方的最優策略,以及如何找出這些策略等問題。這一數學分支是在本世紀第二次世界大戰期間或以後,才作為一門學科形成的,可是早在2000多年前,戰國時期著名的軍事家孫臏(公元前360~前330年)就提出過「斗馬術」問題,而這一問題的內容,正反映了對策論中爭取總體最優的數學思想。「斗馬術」問題說的是,齊威王要和大將田忌賽馬,他們每人各有上、中、下等馬各1匹,田忌那3匹馬比起齊威王的來,都要略遜一籌,如果用同等級的對應較量法,田忌必輸無疑,田忌為此急得不知如何是好。這時,孫臏從旁點撥,田忌用了孫臏的辦法,以2:1取勝齊威王。
孫臏用的是什麼方法呢?請看下面的示意圖:
田忌 齊威王
下等馬 上等馬
上等馬 中等馬
中等馬 下等馬
看到這,你不覺得我們的祖先實在是很聰明嗎?
當歷史推進到秦漢時期,祖先們不再往骨頭上刻字了。他們把需要記的事都用毛筆寫在竹片上、木片上,這種寫了字的竹、木片被稱為「簡」或「牘」。這種簡或牘以西漢時期的流傳下來最多。
從那些漢簡中,我們發現,秦漢時期在算術方面乘除法算例明顯增多,還出現了多步乘除法和趨於完整的九九乘法中訣。在幾何方面,對於長方形面積的計算以及體積計算的知識也具備了。
這個時期最值得一提的,要算是算籌和十進位制系統了。有了它們,祖先們就不再為沒有合適的計算手段而發愁了。在我國古代,直到唐朝以前,一直用著這一套計算系統。
算籌的確切起源時間至今還不清楚,只知道,大約在秦漢時期,算籌已經形成制度了。
要明白算籌是怎麼回事,先得知道什麼叫籌。籌就是一些直徑1分、長6分的小棍兒,這些小棍兒的質料有竹、木、骨、鐵、銅等。它們的功用同算盤珠相仿。目前,籌的實物已出土多批,1971年在陝西千陽縣出土的一座長方形男女合墓中發現,那具男屍的胯部系著一個絲絹帶囊,囊內裝有一把骨籌。1980年在石家莊南郊出土的一批早期骨籌,也是掛在死者的腰部。由引可見,算籌在漢代知識分子中已經通用。關於如何使用籌,根據記載是這樣的:在計算時,將籌擺於特製的案子上,或隨便擺放都可。對於5以下的數字,是幾就放幾根籌,而對6~9這4個數字,則需要用一根橫放或豎放的算籌當5,餘下的數則仍是有幾擺幾根算籌。
為了計算方便,古人規定了縱橫表示法。縱表示法用於個、百、萬位數字;橫表示法用於十、千位數字,遇到零時,則空一位。
十進位制系統,正是我們今天日常生活中常用的逢十進一法。就是說,對正整數或正小數而言,以十為基礎,逢十進一,逢百進二,逢千進三等等。十進位制系統的產生,為四則運算的發展創造了良好的條件。
發展繁榮時期
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中國數學發展繁榮時期大約在西漢末期至隋朝中葉。這是中國數學理論的第一個高峰期。這個高峰的標志就是數學專著<九章算術>的誕生。至少有1800年的《九章算術》,其作者是誰?由誰編纂?至今無從考證。史學家們只知道,它是中國秦漢時期一二百年的數學知識結晶,到公元1世紀時開始流傳使用。
這本書全書共分為九章:
①方田(分數四則演算法和平面形求面積法)。
②粟米(糧食交易的計算方法)。
③衰分(分配比例的計算方法)。
④少廣(開平方和開立方法)
⑤商功(立體形求體積法)
⑥均輸(管理糧食運輸均勻負擔的計算方法)。
⑦盈不足(盈虧類問題解法,也涉及能夠用這種解法處理的其他類型問題)。
⑧方程(一次方程組解法和正負術)。
⑨勾股(勾股定理的應用和簡單的測量問題的解法)。
全書收錄了246道數學應用題,每道題都分為問、答、術(解法。有的一題一術,有的一題多術)三部分,而且每章的內容都與社會生產有著密不可分的聯系。
這本書的誕生,不僅說明中國古代完整的數學體系已經形成,而且在世界上,當時也很難找到另一本能同媲美的數學專著。
在這一數學理論發展的高峰期,除了《九章算術》這部巨著之外,還出現了劉徽注的《九章算術》以及他撰寫的<海島算經>、<孫子算經>(作者不詳)、<夏侯陽算經>、<張丘建算經>和祖沖之的<綴術>等數學專著。
這一時期,創造數學新成果的傑出人物是:三國人趙爽、魏晉人劉徽和南朝人祖沖之。
全盛時期
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中國數學的全盛時期是隋中葉至元後期。
任何一個國家科學的發達,都有離不開清平開明的社會環境和雄厚的經濟基礎。從隋朝中葉到元代末年,由於統治者總結了歷代王朝傾覆的教訓,採取一系列開明政策,經濟得到了迅速發展,科學技術也得到了很大提高,而作為科學技術一部分的數學,也在此時進入了它的全盛時期。
在這一時期,數學教育的正規化和數學人才輩出,是最主要的特點。
隋以前,學校里的教育並不重視數學,因此,沒有數學專業一說。而到了隋朝,這一局面被打破了,在相當於大學的學校里,開始設置算學專業。到了唐朝,最高學府國子監,還添設了算學館,其中博士、助教一應俱全,專門培養數學人才。這時,數學教育的受重視,還反映到了選官問題上。據古書<唐闕史>記載,有這么一個故事:唐代有個大官,名叫楊損。他讓手下的人推薦一個優秀的辦事員加以提升。手下的人經過千篩百選,最後剩下兩個人時,拿不定去掉哪一位好。因為這兩個辦事員各方面的條件太一樣了:職位相同,「工齡」一樣,評語類似……選誰好呢?沒辦法,只好把矛盾上交了。楊損得知這個消息之後,也費了不少心思,斟酌再三,最後決定出一道數學題來考考他們。他對這兩位候選人說:「作為辦事員,職業決定你們應該有算得快的能力,我出一道題,誰先答對就提升誰。」後來,先答對的人,理所當然地得到了升遷,而另一個人也心悅誠服地回到了原位。由此可見,唐代對數學的重視程度。
有了數學專業。就少不了好教材。這個時期,有唐朝數學家李淳風(?~公元714年)等人奉政府的命令,經過研讀、篩選,規定出了國子監算館專用教科書。這套教科書名叫<算經十書>,全套共十部:<周髀算經>、《九章算經>、<孫子算經>、<五曹算經>、<夏侯陽算經>、<張丘建算經>、<海島算經>、<五經算術>、<綴術>和<緝古算經>。
對這套專業教材,國子監還規定了學習年限,建立了每月一考的制度。數學教育從這時開始走向逐步完善。
在日趨完善的數學教育制度下,涌現出了一代名垂青史的數學泰斗,他們是:王孝通、劉焯、一行、沈括、李冶、賈憲、楊輝、秦九韶、郭守敬、朱世傑……
科學歷來是全人類共同的財富,當時中國的數學水平很快引起了朝鮮、日本的注意,他們開始往中國派留學生、書商。經過一段學習,在演算法引進了關於田畝、交租、穀物交換等知識;在辦學中吸取了國子監的課程設置和考試制度。由此看來,在這一階段,中國已處於世界數學發展的潮頭。
緩慢發展時期
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接下來在元後期至清中期,中國數學的發展緩慢,和上面講的數學盛世相比,這一階段幾乎黯然失色。
從宋朝末年到元朝建立中央集權制,中國大地上烽火連年,科學技術不受重視,大量寶貴的數學遺產遭受損失。
明朝建立以後,生產曾在一個短暫時期里有所發展,但馬上又由於封建統治的腐敗,走向了衰落,直到清朝初年才緩過一口氣來。
處在這樣一種政治腐敗、經濟落後、農民起義此起彼伏的環境中,數學跌入低谷也是情理之中的事。
然而世界發展的潮流歷來是不等人的,乘中國數學衰落的功夫,西方數學悄悄地追上來,並且反過來滲透進中國。
當西方資本主義開始萌芽的時候,為了尋求發展,天主教傳教士、海盜、商人紛紛涌進中國。他們除了從中國帶走了原料、市場、廉價勞動力,也帶來了一些文化知識。
16世紀~18世紀來華的傳教士中,以義大利人利瑪竇(公元1552~公元1610年)影響最大。在1583~1599年,當他活動於中國肇慶、韶州、南昌、南京等地時,結識了不少中國著名學者,如李贄、徐光啟、李之藻等人。這些人正處於不滿空談理學,渴望富國強兵的思想狀態中,為此他們迫切希望世界上的最新科技成果。而利瑪竇的到來,無疑是起了一拍即合的作用。
利瑪竇與徐光啟和李之藻分別合譯了兩部數學著作:<幾何原本>、<同文算指>。
其中《幾何原本》文字通俗,很少疏漏。盡管當時原著中的拉丁文沒有現成的中國詞彙可對照,但是徐光啟仍是克服困難,創造出許多恰當的譯名,使全書達到信、達、雅的水平。
從利瑪竇與中國學者合譯專著開始,西學東漸的勢頭越來越大。
那麼這個時期中國自己的數學「特產」是什麼呢?是珠算。
在隋唐時期,人們已經開始在改進籌算上打主意了。他們想辦法簡化籌算方法、編口訣……然而,在迅速發展的數學領域中,籌演算法必然會被其他演算法所代替。
元朝末期,小巧靈便的算盤出現了。人們看著這計算簡捷、攜帶方便的新工具欣喜異常,甚至有人把它編到了俗語、詩歌、唱詞中。
算盤的出現,很快就引出了珠算口訣和珠演算法書籍,16、17世紀,在中國大量的有關珠算的書籍中,最有名的是程大位的《直指演算法統宗》。珠算普及以後,籌算便自動銷聲匿跡了。
就在中國人發明珠算後不久,1642年,19歲的法國數學家巴斯加(公元1623~1662年)推出了世界上最早的計算機。目前,雖然世界已進入了計算機時代,然而珠算仍有它的一席之地。有人試過,在加減法運算中,它的速度甚至超過小型計算器。
中西合流期
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在中國數學發展緩慢的時候,西方數學已大跨步超前,於是在中國數學發展史上出現了一個中西數學發展的合流期,這一時期約為公元1840年~1911年之間。
前面講到,16世紀前後,西方傳教士帶來了一些新的數學知識。盡管有些洋人懷有個人目的,但不管怎麼說,新知識能傳進來,這對中國的數學進展總是有好處的。然而,1723年清朝雍正皇帝登基時,有人就提出大批傳教士在華,對他們的統治不利。皇帝一想,也是。於是馬上下令,除了少數在中國編制新歷法的外國人之外,其他傳教士一律不留。
這一命令產生的後果是,在以後大約100年的時間里,西方的數學知識也很難「進口」;中國數學家只好把眼光從學習西方新知識,轉回到研究自己的舊成果了。
古代數學迴光返照的局面沒持續多久,鴉片戰爭失敗了,閉關自守的局面被打開了,帝國主義列強紛紛進來瓜分中國,中國一時間淪為半殖民地、半封建的社會。
19世紀60年代開始,曾國藩、李鴻章等為了維護腐敗的清政府,發起了「洋務運動」。這時以李善蘭、徐壽、華蘅芳為代表的一批知識分子,作為數學家、科學家和工程師參加了引進西學、興辦工廠、學校等活動,經過他們的不懈努力,奠定了近代科技、近代數學在中國的發展基礎。
當1894年「洋務運動」以軍事失敗而告終時,工廠、鐵路、學校卻保留了下來,科技知識也在一定的范圍內傳播了開來。
這一時期的特點是中西合流。所謂中西合流,並不是全盤西化,數學工作者們在研究傳統數學的同時吸收新的方法,一時間,出現了人才濟濟、著述如林的好勢頭。
這時,中國數學家在冪級數、尖錐術等方面已獨立地得到了一些微積分成果,在不定分析和組合分析方面也獲得了出色的成績。然而,即使是這樣,在世界的同行們之中,中國也仍然沒達到領先的地位。
現代數學開端
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近代數學的開端主要集中在公元1911年~1949年這一時期。
到了19世紀末20世紀初,中國數學界發生了很大的變化,派出大批留學生,創辦新式學校,組織學術團體,有了專門的期刊,中國從此進入了現代數學研究階段。
從1847年,以容閎為代表的第一批學生出國後,形成了一個出國留學的高潮。當時出國留學人數每年要達到數千人之多,他們學成回國後,在中國形成了一支不可忽視的現代科學隊伍。
早期出國留學的人中,學數學的人不多,其中做出突出成就的有:蘇步青、陳建功、陳省身、周煒良、許寶、華羅庚、林家翹等人。
這樣一批海外學子歸來之後,在科研、教育、學術交流等方面都有了新轉變。
科研上,1949年以前共發表652篇論文,盡管數量不多,范圍也僅限於純數學方面,但是其水平卻不低於世界上的同行們。要知道,就是這點微薄的成果還是在克服了政治、經濟等多方面難以想像的困難下取得的。
教育上,建立了正規的課程設置,數學的學時多於文科,對教科書也進行了更新。到1932年為止,中國國內各大學已有一支約155人的數學教師隊伍,可以開5至10門以上的專業課。
學術交流上,1935年7月成立「中國數學會」,創辦<中國數學會學報>和<數學雜志>。1932年至1936年召開的第9、10次國際數學會議,中國均有人參加。這時,應邀到華講學的各國數學家也紛至沓來,給過去閉關自守的數學領域,帶來了現代的氣息。
建國後的發展
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1949年,新中國成立之初,國家雖然正處於資金匱乏、百廢待興的困境,然而政府卻對科學事業給予了極大關注。1949年11月成立了中國科學院,1952年7月數學研究所正式成立,接著,中國數學會及其創辦的學報恢復並增創了其他數學專刊,一些科學家的專著也競相出版,這一切都為數學研究鋪平了道路。
解放後的18年間,發表論文的篇數占解放前總篇數的3倍多,其中不少論文不但填補了中國過去的空白,有的還達到了世界先進水平。
正當數學家們奮起直追,力圖恢復中國數學在世界上的先進地位時,一場無情的風暴席捲了中國。在文化大革命的十年中,社會失控,人心混亂,科學衰落。在數學的園地里,除了陳景潤、華羅庚、張廣厚等幾個數學家掙扎著開了幾朵花,幾乎是滿目凋零,一片空白。
當10年政治災難過去之後,人們抬頭一看,別的國家數學研究早已是高峰迭起,要想追上又需花費不少力氣。
中華民族歷來就有自強不息的光榮傳統和堅韌不拔的耐力。浩劫以後,隨著郭沫若先生那篇文采橫溢的《科學的春天》的發表,數學園地里又迎來了萬物復甦的春天。1977年,在北京制訂了新的數學發展規劃,恢復數學學會工作,復刊、創刊學術雜志,加強數學教育,加強基礎理論研究……
盡管中國目前在世界數學的賽場上已處落後地位,然而,路遙識馬力,今後鹿死誰手,仍然是個「x」。
古代成就
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在中國古代數學發展史中,祖先摘到的金牌足可以開一座陳列館,這里只開一個「清單」,使讀者有一個直觀印象。
(1)十進位制記數法和零的採用。源於春秋時代,早於第二發明者印度1000多年。
(2)二進位制思想起源。源於《周易》中的八卦法,早於第二發明者德國數學家萊布尼茲(公元1646~1716)2000多年。
(3)幾何思想起源。源於戰國時期墨翟的《墨經》,早於第二發明者歐幾里德(公元前330~前275)100多年。
(4)勾股定理(商高定理)。發明者商高(西周人),早於第二發明者畢達哥拉斯(公元前580~前500)550多年。
(5)幻方。我國最早記載幻方法的是春秋時代的《論語》和《書經》,而在國外,幻方的出現在公元2世紀,我國早於國外600多年。
(6)分數運演算法則和小數。中國完整的分數運演算法則出現在《九章算術》中,它的傳本至遲在公元1世紀已出現。印度在公元7世紀才出現了同樣的法則,並被認為是此法的「鼻祖」。我國早於印度500多年。
中國運用最小公倍數的時間則早於西方1200年。運用小數的時間,早於西方1100多年。
(7)負數的發現。這個發現最早見於《九章算術》,這一發現早於印度600多年,早於西方1600多年。
(8)盈不是術。又名雙假位法。最早見於《九章算術》中的第七章。在世界上,直到13世紀,才在歐洲出現了同樣的方法,比中國晚了1200多年。
(9)方程術。最早出現於《九章算術》中,其中解聯立一次方程組方法,早於印度600多年,早於歐洲1500多年。在用矩陣排列法解線性方程組方面,我國要比世界其他國家早1800多年。
(10)最精確的圓周率「祖率」。早於世界其他國家1000多年。
(11)等積原理。又名「祖暅」原理。保持世界紀錄1100多年。
(12)二次內插法。隋朝天文學家劉焯最早發明,早於「世界亞軍」牛頓(公元1642~1727)1000多年。
(13)增乘開方法。在現代數學中又名「霍納法」。我國宋代數學家賈憲最早發明於11世紀,比英國數學家霍納(公元1786~1837)提出的時間早800年左右。
(14)楊輝三角。實際上是一個二項展開式系數表。它本是賈憲創造的,見於他著作《黃帝九章演算法細草》中,後此書流失,南宋人楊輝在他的《詳解九章演算法》中又編此表,故名「楊輝三角」。
在世界上除了中國的賈憲、楊輝,第二個發明者是法國的數學家帕斯卡(公元1623~1662),他的發明時間是年,比賈憲晚了近600年。
(15)中國剩餘定理。實際上就是解聯立一次同餘式的方法。這個方法最早見於《孫子算經》,1801年德國數學家高斯(公元1777~1855)在《算術探究》中提出這一解法,西方人以為這個方法是世界第一,稱之為「高斯定理」,但後來發現,它比中國晚1500多年,因此為其正名為「中國剩餘定理」。
(16)數字高次方程方法,又名「天元術」。金元年間,我國數學家李冶發明設未知數的方程法,並巧妙地把它表達在籌算中。這個方法早於世界其他國家300年以上,為以後出現的多元高次方程解法打下很好的基礎。
(17)招差術。也就是高階等差級數求和方法。從北宋起中國就有不少數學家研究這個問題,到了元代,朱世傑首先發明了招差術,使這一總是得以解決。世界上,比朱世傑晚近400年之後,牛頓才獲得了同樣的公式。
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② 數學家華羅庚的小故事100字
小時候,華羅庚家境貧寒,初中未畢業便輟學在家。他一邊幫父親看店內,一邊依舊不忘學習容。沒有時間,他養成了早起,善於利用零碎時間,善於心算的習慣。沒有書,沒有紙沒有筆,養成了他勤於動手,勤於獨立思考的習慣。
(2)小學數學泰斗擴展閱讀:
華羅庚的推廣雙法
華羅庚在繼續從事數學理論研究的同時,努力嘗試尋找一條數學和工農業實踐相結合的道路。經過一段實踐,他發現數學中的統籌法和優選法是在工農業生產中能夠比較普遍應用的方法,可以提高工作效率,改變工作管理面貌。於是,他一面在科技大學講課,一面帶領學生到工農業實踐中去推廣優選法、統籌法。
1964年初,他給毛澤東寫信,表達要走與工農相結合道路的決心。同年3月18日,毛澤東親筆回函:「詩和信已經收讀。壯志凌雲,可喜可賀。」
他寫成了《統籌方法平話及補充》、《優選法平話及其補充》,親自帶領中國科技大學師生到一些企業工廠推廣和應用「雙法」,為工農業生產服務。「夏去江漢斗酷暑,冬往松遼傲冰霜」。這就是他當時的生活寫照。1965年,毛澤東再次寫信給他,祝賀和勉勵他「奮發有為,不為個人而為人民服務」。
③ 中國的數學家小時候的故事
陳景潤:小時候,教授送我一顆明珠
20多年前,一篇轟動全中國的報告文學《哥德巴赫猜想》,使得一位數學奇才一夜之間街知巷聞、家喻戶曉。在一定程度上,這個人的事跡甚至還推動了一個尊重科學、尊重知識和尊重人才的偉大時代早日到來。他的名字叫做陳景潤。
不善言談,他曾是一個「丑小鴨」。通常,一個先天的聾子目光會特別犀利,一個先天的盲人聽覺會十分敏銳,而一個從小不被人注意、不受人歡迎的「丑小鴨」式的人物,常常也會身不由己或者說百般無奈之下窮思冥想,探究事理,格物致知,在天地萬物間重新去尋求一個適合自己的位置,發展自己的潛能潛質。你可以說這是被逼的,但這么一「逼」往往也就「逼」出來不少偉人。比如童年時代的陳景潤。陳景潤1933年出生在一個郵局職員的家庭,剛滿4歲,抗日戰爭開始了。不久,日寇的狼煙燒至他的家鄉福建,全家人倉皇逃入山區,孩子們進了山區學校。父親疲於奔波謀生,無暇顧及子女的教育;母親是一個勞碌終身的舊式家庭婦女,先後育有12個子女,但最後存活下來的只有6個。陳景潤排行老三,上有兄姐、下有弟妹,照中國的老話,「中間小囡軋扁頭「,加上他長得瘦小孱弱,其不受父母歡喜、手足善待可想而知。在學校,沉默寡言、不善辭令的他處境也好不到哪裡去。不受歡迎、遭人欺負,時時無端挨人打罵。可偏偏他又生性倔強,從不曲意討饒,以求改善境遇,不知不覺地便形成了一種自我封閉的內向性格。人總是需要交流的,特別是孩子。稟賦一般的孩子面對這種困境可能就此變成了行為乖張的木訥之人,但陳景潤沒有。對數字、符號那種天生的熱情,使得他忘卻了人生的艱難和生活的煩惱,一門心思地鑽進了知識的寶塔,他要尋求突破,要到那裡面去覓取人生的快樂。所謂因材施教,就是通過一定的教育教學方法和手段,為每一個學生創造一個根據自己的特點充分得到發展的空間。
小小陳景潤,自己對自己因材施教著。
一生大幸,小學生邂逅大教授但是,他畢竟還是個孩子。除了埋頭書卷,他還需要面對面、手把手的引導。畢竟,能給孩子帶來最大、最直接和最鮮活的靈感和歡樂的,還是那種人與人之間的、耳提面命式的,能使人心靈上迸射出輝煌火花的交流和接觸。所幸,後來隨著家人回到福州,陳景潤遇到了他自謂是終身獲益匪淺的名師沈元。
沈元是中國著名的空氣動力學家,航空工程教育家,中國航空界的泰斗。他本是倫敦大學帝國理工學院畢業的博士、清華大學航空系主任,1948年回到福州料理家事,正逢戰事,只好留在福州母校英華中學暫時任教,而陳景潤恰恰就是他任教的那個班上的學生。
大學名教授教幼童,自有他與眾不同、出手不凡的一招。針對教學對象的年齡和心理特點,沈元上課,常常結合教學內容,用講故事的方法,深入淺出地介紹名題名解,輕而易舉地就把那些年幼的學童循循誘入了出神入化的科學世界,激起他們嚮往科學、學習科學的巨大熱情。比如這一天,沈元教授就興致勃勃地為學生們講述了一個關於哥德巴赫猜想的故事。
師手遺「珠「,照亮少年奮斗的前程
「我們都知道,在正整數中,2、4、6、8、10......,這些凡是能被2整除的數叫偶數;1、3、5、7、9,等等,則被叫做奇數。還有一種數,它們只能被1和它們自身整除,而不能被其他整數整除,這種數叫素數。「
像往常一樣,整個教室里,寂靜地連一根綉花針掉在地上的聲音都能聽見,只有沈教授沉穩渾厚的嗓音在回響。
「二百多年前,一位名叫哥德巴赫的德國中學教師發現,每個不小於6的偶數都是兩個素數之和。譬如,6=3+3,12=5+7,18=7+11,24=11+13......反反復復的,哥德巴赫對許許多多的偶數做了成功的測試,由此猜想每一個大偶數都可以寫成兩個素數之和。」沈教授說到這里,教室里一陣騷動,有趣的數學故事已經引起孩子們極大的興趣。
「但是,猜想畢竟是猜想,不經過嚴密的科學論證,就永遠只能是猜想。」這下子輪到小陳景潤一陣騷動了。不過是在心裡。
該怎樣科學論證呢?我長大了行不行呢?他想。後來,哥德巴赫寫了一封信給當時著名的數學家歐勒。歐勒接到信十分來勁兒,幾乎是立刻投入到這個有趣的論證過程中去。但是,很可惜,盡管歐勒為此幾近嘔心瀝血,鞠躬盡瘁,卻一直到死也沒能為這個猜想作出證明。從此,哥德巴赫猜想成了一道世界著名的數學難題,二百多年來,曾令許許多多的學界才俊、數壇英傑為之前赴後繼,競相折腰。教室里已是一片沸騰,孩子們的好奇心、想像力一下全給調動起來。
「數學是自然科學的皇後,而這位皇後頭上的皇冠,則是數論,我剛才講到的哥德巴赫猜想,就是皇後皇冠上的一顆璀璨奪目的明珠啊!」
沈元一氣呵成地講完了關於哥德巴赫猜想的故事。同學們議論紛紛,很是熱鬧,內向的陳景潤卻一聲不出,整個人都「痴」了。這個沉靜、少言、好冥思苦想的孩子完全被沈元的講述帶進了一個色彩斑斕的神奇世界。在別的同學嘖嘖贊嘆、但贊嘆完了也就完了的時候,他卻在一遍一遍暗自跟自己講:
「你行嗎?你能摘下這顆數學皇冠上的明珠嗎?」
一個是大學教授,一個是黃口小兒。雖然這堂課他們之間並沒有嚴格意義上的交流、甚至連交談都沒有,但又的確算得上一次心神之交,因為它奠就了小陳景潤一個美麗的理想,一個奮斗的目標,並讓他願意為之奮斗一輩子!多年以後,陳景潤從廈門大學畢業,幾年後,被著名數學家華羅庚慧眼識中,伯樂相馬,調入中國科學院數學研究所。自此,在華羅庚的帶領下,陳景潤日以繼夜地投入到對哥德巴赫猜想的漫長而卓絕的論證過程之中。
1966年,中國數學界升起一顆耀眼的新星,陳景潤在中國《科學通報》上告知世人,他證明了(1+2)!
1973年2月,從「文革「浩劫中奮身站起的陳景潤再度完成了對(1+2)證明的修改。其所證明的一條定理震動了國際數學界,被命名為「陳氏定理」。不知道後來沈元教授還能否記得自己當年對這幫孩子們都說了些什麼,但陳景潤卻一直記得,一輩子都那樣清晰。
名人成長路
陳景潤(1933-1996),當代著名數學家。1950年,僅以高二學歷考入廈門大學,1953年畢業留校任教。1957年調入中國科學院數學研究所,後任研究員。1973年發表論文《大偶數表為一個素數及一個不超過二個素數的乘積之積》。1979年,論文《算術級數中的最小素數》問世。1980年當選為中國科學院學部委員(中國科學院院士)。
女數學家王貞儀(1768-1797 ),字德卿,江寧人,是清代學者王錫琛之女,著有《西洋籌算增刪》一卷、《重訂策算證訛》一卷、《象數窺余》四卷、《術算簡存》五卷、《籌算易知》一卷。
從她遺留下來的著作可以看出,她是一位從事天文和籌算研究的女數學家。算籌,又被稱為籌、策、籌策等,有時亦稱為運算元,是一種棒狀的計算工具。一般是竹製或木製的一批同樣長短粗細的小棒,也有用金屬、玉、骨等質料製成的,不用時放在特製的算袋或運算元筒里,使用時在特製的算板、氈或直接在桌上排布。應用「算籌」進行計算的方法叫做「籌算」,算籌傳入日本稱為「算術」。算籌在中國起源甚早,《老子》中有一句「善數者不用籌策」的記述,現在所見的最早記載是《孫子算經》,至明朝籌算漸漸為珠算所取代。
17世紀初葉,英國數學家納皮爾發明了一種算籌計演算法,明末介紹到我國,也稱為「籌算」。清代著名數學家梅文鼎、戴震等人曾加以研究。戴震稱其為「策算」。王貞儀也從事研究由西洋傳入我國的這種籌算,並且寫了三卷書向國人介紹西洋籌算。她在著作中對西洋籌算進行增補講解,使之簡易明了。王貞儀介紹的納皮爾算籌乘除法,當時的讀者認為容易了解,但與當時我國的乘除法籌算的方法相比,顯得較繁雜,因此,數學家們沒有使用西洋籌算,一直使用中國籌演算法。今天的讀者把中外籌算乘除法視為老古董,採用的是由外國傳入的筆算四則運算,這種筆算於1903年才開始被使用,故我國與世界接軌使用筆算的歷史只有100年。
數學會女前輩高揚芝
高揚芝(1906-1978 ),江西南昌人,從小學習勤奮,特別喜歡數學。
高中畢業後考入北京大學數學系,由於學習成績優秀,1930年大學畢業後應聘到上海大同大學擔任數學教員,後成為教授、數學系主任。在課堂教學中,她遵循《學記》中所說的:「善歌者使人繼其聲,善教者使人繼其志。」所以,高揚芝的數學教學一貫是兢兢業業、講求實效,深受學生歡迎。
高揚芝長期從事數學分析(舊時叫高等微積分)、高等代數和復變函數等課程的教學與研究。她深知,高等數學比初等數學更加抽象,外行人常常把它看成是由冷酷的定義、定理、法則統治著的王國。因此,高教授常常告訴學生,數學結構嚴謹,證明簡潔,蘊含著數學的美。它像一座迷宮,只要你潛心學習、研究,就能尋求到走出迷宮的正確道路。一旦順利走出迷宮,成功的愉悅會使你興奮不已,你會向新的、更復雜的迷宮挑戰,這就是數學的魅力。
她在上海大同大學工作不到五年的時間里,自身潛在的科研天賦很快被喚醒催發。經過刻苦鑽研教材,結合教學實踐,她撰寫出論文《Clebsch氏級數改正》,1935年在交通大學主編的《科學通訊》上連載,得到同行好評。解放後,她又著有《極限淺說》《行列式》等科普讀物多部。
高揚芝是中國數學會創始時的少數女性前輩之一。1935年7月25日中國數學會在上海交通大學圖書館舉行成立大會,共有33人出席,高揚芝就是其中的一位。在這次年會上,她被推選為中國數學會評議會評議,後連任第二、三屆評議會評議。1951年8月,中國數學會在北京大學召開了規模空前的第一次全國代表大會,高揚芝出席了大會。她是這次到會代表63人中惟一的女代表。20世紀60年代,她被選為江蘇省數學會副理事長。
第一位數學女博士徐瑞雲
徐瑞雲,1915年6月15日生於上海,1927年2月考入上海著名的公立務本女中讀書。徐瑞雲從小喜歡數學,讀中學時對數學的興趣更加濃厚,因此,1932年9月高中畢業後報考了浙江大學數學系。當時,浙大數學系的教授有朱叔麟、錢寶琮、陳建功和蘇步青。此外,還有幾位講師、助教。數學系的課程主要由陳建功和蘇步青擔任。當時數學系的學生很少,前一屆兩個班學生共五人,她這屆也不過十幾人。
當時蘇步青才30歲,看上去十分年輕,因此徐瑞雲的同學中有人認為蘇步青是助教,可是聽完一堂課後就不住地贊嘆說:「想不到助教竟能講得這么好。」這件事引起知情者的鬨笑。徐瑞雲在陳建功和蘇步青的教導下,勤奮學習,專心聽講,認真做筆記,她的考試成績經常是滿分。1936年7月,徐瑞雲以優異成績畢業了,被浙大數學系留校任助教。1937年2月,26歲的徐瑞雲與28歲的生物系助教江希明喜結伉儷。新婚三個月後,徐瑞雲夫婦獲得亨伯特留學德國的獎學金,雙雙乘船漂洋赴德國留學,攻讀博士學位。
徐瑞雲有幸被德國著名的數學大師卡拉凱屋獨利接受,由他擔任她的數學博士指導老師。當時有不少學生想請他作導師,他都沒有同意。而徐瑞雲這位東方女士因學習勤奮,數學功底扎實,成了卡拉凱屋獨利的關門弟子。徐瑞雲主要研究三角級數論。這門學科起源於物理學的熱傳導問題的傅里葉分析的主要部分,是當時國際上研究的熱門之一,在中國還是一個空白。
徐瑞雲為將來能在分析、函數論方面趕上世界先進水平,廢寢忘食,廣擷博採,把大部分時間都用在圖書館里。1940年底,徐瑞雲獲得博士學位,成了中國歷史上第一位女數學博士。她的博士論文「關於勒貝格分解中奇異函數的傅里葉展開」,1941年發表在德國《數學時報》上。
完成學業的徐瑞雲夫婦,隨即離德回國,於1941年4月回到母校,雙雙被聘為副教授,正式登上在戰火硝煙的大後方培養人才的講台。在艱苦的條件下,陳建功和蘇步青沒有中斷在杭州時共創的函數論和微分幾何兩個數學討論班,這是一種教學相長、遴選英彥的科研形式,徐瑞雲也參與其間。1944年11月,英國駐華科學考察團團長李約瑟參觀了浙大數學系和理學院,連聲稱贊道:「你們這里是東方的劍橋!」這更加激勵了徐瑞雲的勤奮工作。她這時教的學生曹錫華、葉彥謙、金福臨、趙民義、孫以豐、楊宗道等,後來都成了傑出的數學家和數學教育家。1946年,31歲的徐瑞雲提升為正教授。
1952年,徐瑞雲調入浙江師院,被任命為數學系主任,從此全身投入了艱苦的創建數學系的工作中。在她的領導下,沒有幾年功夫,數學系已初具規模,教學質量不斷提高。第一屆本科畢業生約有三分之一考取了研究生。他們系也成為全國同行的楷模,進入全國同行前列。徐瑞雲在建設數學系的同時,沒有忘記科學研究。她翻譯了蘇聯那湯松的名著《實變函數論》。譯本於1955年由高等教育出版社出版。