數學家谷超豪告訴你:數學家是怎麼學中學數學的

如果只是因為喜歡因為興趣而去學習一門課程,會是個什麼樣子,就像谷超豪這位大數學家那樣?

谷超豪(1926.5.15—2012.6.24),漢族,浙江溫州人,著名數學家,中國共產黨黨員,中國民主同盟盟員,2009年度國家最高科學技術獎獲得者。在被譽為“金三角”的微分幾何、偏微分方程和數學物理三個領域都曾做出卓越貢獻,特別是其創立的復旦大學偏微分方程學派具有國際知名度。

數學君與大家一起讀讀他與中學數學的故事。

數學君亂入

“在我的生活裡,數學是和詩一樣讓我喜歡的東西。詩可以用簡單而具體的語言表達非常複雜、深刻的東西,數學也是這樣。”

——谷超豪

数学家谷超豪告诉你:数学家是怎么学中学数学的

谷超豪(1926.5.15—2012.6.24)

中學時代,我開始對數學有了濃厚的興趣。

記得在初中一年級的時候,老師在課堂上問大家:四邊都是一寸的圖形的面積,是否可以說是一個平方寸呢?同學們都說是的。可是,我想到:用四根火柴可以拼成一個正方形,也可以拼成一個很扁很扁的菱形,而後者的面積卻是很小很小的。因而,便大膽地站起來表示了自己的意見,並在老師的幫助下說服了班上的同學。這個問題的思考使我初步體會到數學真是一門精確而有趣的學問。象面積這一個看起來很簡單的概念,裡面也有許多講究,不仔細去想它就要弄錯,而想清楚以後,卻是十分有趣的。從這時開始,我非常重視數學課的習題,每天的習題都要在當天完成,對一些較難的題目?也總是堅持獨立思考,當做完一道難題時,自己就會感到十分輕鬆偷快,興趣也就漸漸地增加起來了。

数学家谷超豪告诉你:数学家是怎么学中学数学的

開始對數學有了一些興趣之後,就想把它學得更好一些,在上課時我總是非常用心地聽講,要求應己在課堂上就能理解老師所講解的每一個細節,再加上及時地獨立地做習題,我就能比較好地掌握各門數學課的內容了。因此也就能夠了解它的妙處。比如說,在小學裡感到算術中的四則應用題很難,每列一個式子都要花很多腦筋,還要講很多道理,學了代數的方法以後,這些問題就迎刃而解了。又比如說,一個二元聯立的線性方程組的是否有解和平面上兩根直線是否相交,看起來完全是兩回事,但是應用了座標的方法就會發現它們之間本質上的聯繫。這些內容對我都很有吸引力。老師在課堂上有時也介紹一些更新鮮的知識。—位老師曾說,平行線可以看成在無限遠處相交的直線,幷以太陽光線和平行線非常接近來說明它,我當時雖然還不能完全懂得這句話的意思,但考察了太陽光線的幾何性質後,也的確很心服這句話。因此想到:數學讀下去也一定還有許多很有意思的東西。興趣就此更濃了。

在學物理和化學時,我發現,這些課程離不了數學,要很好地弄清楚一個物理上或化學中的問題,例如一個機械可以省多少力?氣體在容器中加熱後壓力如何變化?合成一噸硝酸需要多少氮氣?這些都要藉助數學來解決。對這些功課,我也是認真學習的。我覺得,它們告訴我許多普遍適用的規律,不但能把我們周圍的自然現象說明得很好,而且還能儘量地利用數學工具進行很準確的計算,這樣也使我初步看到數學對認識自然和改造自然的重要性,學起來就更有勁了。

数学家谷超豪告诉你:数学家是怎么学中学数学的

我也喜歡在課外閱讀一些通俗科學的讀物,思索一些問題,這時我開始意識到,有些數學問題如果只憑想象,不進行精確的計算或合理的論證,就很難得出正確的結論。例如,把一張紙一次一次地摺疊起來,每次加厚一倍,折了一百次,它到底有多厚?運用了對數之後,估計出它的厚度竟是一個大得驚人的數字。又如,在地球的赤道周圍圍上一根線,它比赤道只長一米,並和赤道組成一個同心圓,憑想象,地球這樣大,這根線似乎要和赤道貼在一處,中間幾乎沒有什麼空隙了,但經計算後卻可知道:地面上一個直徑為十五釐米的大皮球,完全可以在這根線的下面滾過去。這些問題的思索,使我深深感到數學絕不是枯燥的,只要我們願意作深入的思考,肯細緻踏實地去作理論分析,進行推理和計算,那就會發現它裡面蘊藏著許多驚人的奧秘。

在高中階段,課程中正規的訓練使我的能力有所提高,在課外,我開始閱讀一本介紹微積分大意的通俗讀物,這本書更使我感到數學的力量。

数学家谷超豪告诉你:数学家是怎么学中学数学的

比如說,有這樣一個問題:一列火車從車站開出,越開越快,大家都說它的速度在變化,但對變速運功的物體,什麼是它在某一個時間的精確的速度呢?我以前根本沒有想過這個問題,書上提出這個問題後,我也確實感到這裡有一個不大容易想清楚的東西,我反覆地讀這本書,讀了又想,想不通再讀,終於開始瞭解了一些微積分的最初步的思想。我知道,要硏究一個量如何變化,要硏究變化中的量的積累過程,還有一個非常有效的數學工具——微積分。又知道,要硏究事物的運動,有時還要用到更復雜的數學,例如要計算清楚地球繞太陽轉動的軌道,就得用到微分方程。這樣,我就越來越渴求能夠獲得高等數學的知識,終於我選擇了數學作為自己終生努力的一門學問。

說明:文章原載自1962年10月10日《解放日報》


分享到:


相關文章: