王 薇 雷 勇
(河北地質(zhì)大學(xué)數(shù)理學(xué)院 050000; 石家莊市第二中學(xué) 050000)
剛剛讀完北京師范大學(xué)出版集團(tuán)出版的蔣迅與王淑紅老師合作的數(shù)學(xué)科普讀物《數(shù)學(xué)都知道》,共三冊.從開始粗略的翻閱,到后來精讀了大部分篇目,用了兩個多月的時間.作品圖文并茂,生動有趣.圍繞數(shù)學(xué)主題,自然延伸到與其交叉的若干領(lǐng)域,從縱向推進(jìn)到問題的前沿,橫向盡可能使更多的問題相關(guān)聯(lián),深入淺出地勾勒出一幅幅數(shù)學(xué)與生活、數(shù)學(xué)與科技、數(shù)學(xué)與藝術(shù)、數(shù)學(xué)與教育等共通互融的立體水墨.但是要把自己的這種直觀感覺表達(dá)出來,有一個問題自己首先要明確一下,到底什么樣的科普著作才算好書,是否有個標(biāo)準(zhǔn)?
一方面,作品要能調(diào)動讀者的閱讀興趣.一本科普讀物內(nèi)容再詳實、表述再準(zhǔn)確自然,如果未能調(diào)動起讀者的閱讀興趣,作者很難把觀點(diǎn)和知識有效傳遞給讀者.青少年群體對讀物的選擇,興趣所占的比重會更大.如果通過一本書讓讀者喜歡上一個學(xué)科,并且愿意更多地了解這個學(xué)科,這更能體現(xiàn)出科普書籍的深層價值.因此,能夠調(diào)動起讀者的閱讀興趣,吸引讀者津津樂道的閱讀完每一篇文章,應(yīng)該是一本優(yōu)秀科普讀物的重要標(biāo)準(zhǔn).
數(shù)學(xué)科普讀物不同于文學(xué)作品,很難有跌宕起伏的情節(jié),也很難讓文字充滿詩意.但是,數(shù)學(xué)可以帶給人們”理性思維和推理”的樂趣,也能揭示日常生活中隱含的秩序,帶給人們游戲背后的必勝策略以及魔術(shù)背后的數(shù)學(xué)原理.人們對身邊的數(shù)學(xué)沒有距離感,這就容易激發(fā)起閱讀的興趣.比如,對于自己參與的活動有所幫助的數(shù)學(xué)知識,人們愿意閱讀,看到有趣好玩的數(shù)學(xué)謎題,人們也愿意想一想.這些都是數(shù)學(xué)本身的特點(diǎn)所決定的.發(fā)掘數(shù)學(xué)自身的特征,讓一本科普書變得有吸引力,是作者數(shù)學(xué)底蘊(yùn)的另一種體現(xiàn).
另一方面,數(shù)學(xué)科普書籍不能是“封閉”的,而應(yīng)該有探索性和挑戰(zhàn)性,所涉及的內(nèi)容如果能引起讀者的進(jìn)一步思索和相互間的討論,讀者就會對該內(nèi)容有更深刻的認(rèn)識.再給讀者一個進(jìn)一步學(xué)習(xí)的途徑,于是,數(shù)學(xué)就不再是一個高冷的樓閣,而是一個呼喚讀者的溫暖小屋.
想想自己的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之路,小學(xué)看了一本小冊子《迷宮中的數(shù)學(xué)》,讀完的感覺就是自己獲取了一部武功秘籍,一直嘗試著找一個迷宮試試武藝,只可惜當(dāng)年生活在農(nóng)村,一直沒有實踐的機(jī)會,以致至今對迷宮還情有獨(dú)鐘.那也是我第一次感覺到數(shù)學(xué)的“有用”.還有一本小冊子是凌啟渝先生編著的《數(shù)學(xué)游戲》,為了在其他小朋友面前顯擺,給別的小朋友出了題,結(jié)果人家追著你要答案.看不懂答案,就反復(fù)看,看多了,理解了,也就對數(shù)學(xué)有了更深的認(rèn)識,這也使得我小學(xué)和初中的數(shù)學(xué)成績一直都還不錯.再后來工作了,看馬丁·加德納的東西,他讓在普通人眼中看起來高深莫測、枯燥乏味的數(shù)學(xué)變得趣味十足.一個個抽象的數(shù)學(xué)問題在他筆下都能和藹地走向大眾.作為從事數(shù)學(xué)工作的我也從中受益良多.從自己的感受來看,其實不只是小孩子,即使是成年人了解和接受數(shù)學(xué)也需要作品是“活動的、觸摸的”“生活的、日常的”“挑戰(zhàn)的、探究的”“有趣的、好玩的”.《數(shù)學(xué)都知道》這套書就滿足了上面的所有特點(diǎn),它是最近所讀科普書中能夠吸引自己饒有興趣讀完的一套.
作者由路牌上的數(shù)學(xué)談到24點(diǎn),又由24點(diǎn)談到Numenko游戲.一個個都是我們生活中常見的,參與度很高的游戲.在談到24點(diǎn)游戲的過程中作者關(guān)注了一個問題,用撲克玩24點(diǎn)共有多少種不同組合,分類考慮的話應(yīng)該不難解答,答案是1820種組合.但是,是否有更佳的運(yùn)算方法?當(dāng)時貼了一個想法在蔣訊老師的微信上,“好玩的數(shù)學(xué)”運(yùn)營人子曰也對這個問題很感興趣,還多次就這個問題跟蔣老師探討,后來寫了一篇文章推送到公眾號上.在這些組合中有多少是不能通過運(yùn)算得到24的?這一直是困擾我的一個問題,因為我覺得這需要枚舉,所以一直沒信心去做這件事.作者在書里一并給出了確定的答案,共有458個組合無解.作者最后還不忘賣關(guān)子,“5、5、5、1是可以計算出24的還是屬于無解的?”對于這個問題,作者并沒給出答案.
數(shù)學(xué)抽象的符號、繁雜的推理以及大量的運(yùn)算這些表象,讓人們覺得它距離我們很遠(yuǎn).很多簡單的游戲、魔術(shù)都有數(shù)學(xué)知識蘊(yùn)含其中,這是數(shù)學(xué)給人們開的一個窗口,通過這個窗口我們可以了解并認(rèn)識數(shù)學(xué),進(jìn)而逐漸喜歡上數(shù)學(xué),這也讓對數(shù)學(xué)相對陌生的人們第一次感到數(shù)學(xué)是有用的.
這本書中的很多話題都是從日常的事例講起,讓人們感受到數(shù)學(xué)其實就在身邊.本書開篇第一章探討的話題就是雪花里的數(shù)學(xué).雪花總能帶入人們夢想和浪漫的情節(jié),但凡情感劇往往少不了主人公在雪中嬉戲的場景.同樣雪花也成為科學(xué)家感興趣的課題.雪花的形態(tài)跟它形成時的溫度和濕度有關(guān)系,不同的環(huán)境會產(chǎn)生多少種不同的雪花形狀呢?作者給出了答案,到2013年雪花形狀已經(jīng)被分成了121種基本類型.問題沒有就此終止,而是進(jìn)一步討論了科學(xué)家如何用計算機(jī)生成自然界中的雪花.由最初的簡單分形,到雪花為什么多是六邊形,再到雪花飄落的過程經(jīng)歷了很長時間,飄落過程還可能遇到的塵埃,這些都導(dǎo)致了雪花的不對稱,最終還考慮了在下落過程中會逐漸形成穩(wěn)定的三角形.文章逐層揭示研究的情況,一般的讀者可以借此了解科學(xué)家研究問題的一般方法,對計算機(jī)模擬雪花有個直觀的了解.對于有一定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的讀者,書中還給出了離散雪花生成動力方程組,以便更加深入地理解文章.折紙(現(xiàn)代折紙與數(shù)學(xué)及應(yīng)用)、鐘表(鐘表上的數(shù)學(xué)藝術(shù))、音樂(數(shù)學(xué)家與音樂),我們身邊的這些事例都成為作者講述數(shù)學(xué)的載體.
法國數(shù)學(xué)家帕斯卡說過:“數(shù)學(xué)這一學(xué)科如此嚴(yán)肅,我們應(yīng)當(dāng)千方百計地把它趣味化.”興趣是青少年學(xué)習(xí)和成才的重要動力.各個章節(jié)都會依據(jù)所處理的問題采取不同的寫作手法,在激發(fā)讀者閱讀興趣上做足了文章.有時通過講故事的方式,為讀者講述希帕蘇斯雖然第一個發(fā)現(xiàn)無理數(shù),但是跟當(dāng)時畢達(dá)哥拉斯學(xué)派“萬物皆數(shù)”(整數(shù))的信條不符,最終被處死.有時渲染一種恐怖氣氛,談吸血鬼演繹一段數(shù)學(xué)聊齋,最終發(fā)現(xiàn)作者是為了介紹一種很有意思的“吸血鬼數(shù)”,再后面是“惡魔樓梯”“骨骼和骷髏”,單看標(biāo)題已有閱讀的欲望.作者有時也會通過對比的手段來完成一個章節(jié),比如作者對比了不同的文明,早期出現(xiàn)過的乘法運(yùn)算方法,最后發(fā)現(xiàn)九九乘法口訣最簡單便捷,滿滿的民族自豪感油然而生.細(xì)細(xì)想來,這確實是激發(fā)興趣的重要手段.在第一冊作者直接把漫畫和數(shù)學(xué)漫畫作為一個章節(jié),更直接地展現(xiàn)出作者盡可能把數(shù)學(xué)趣味化的想法.很多漫畫加深了人們對數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)工作者的理解,但是有些漫畫卻要具有一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ),才能看懂里面的暗示和影射手法.
每個章節(jié)都有一些有意思的設(shè)問、提問,這給讀者留下一定的思考空間.通過思考這些問題,讀者能更好地理解作者寫作的意圖,也算是與作者進(jìn)行遠(yuǎn)程的思想交流了.蔣老師說:“我們的書就是想創(chuàng)造這樣一種環(huán)境,讓人讀后愿意再多想一步,當(dāng)邁出這一步的時候就發(fā)現(xiàn)海闊天空.”文中除了對一些問題進(jìn)行敘述,還有很多給出了程序、公式或是推導(dǎo)過程,大多數(shù)讀者了解了問題解決的基本方向就好,沒必要深究,但是數(shù)學(xué)功底比較好的讀者就能更深層次地了解文中所述的內(nèi)容.文中所述未盡的地方,作者都給出了相關(guān)網(wǎng)站,便于讀者查閱,為讀者更深層次探究提供了便利.
蔣迅和王淑紅老師的文章深入淺出,受到很多數(shù)學(xué)愛好者的喜歡,也讓很多不太了解數(shù)學(xué)的人開始關(guān)注喜歡數(shù)學(xué). 他們在各類雜志、博客上發(fā)表了大量數(shù)學(xué)史及數(shù)學(xué)文化方面的文章,《數(shù)學(xué)都知道》是他們多年對數(shù)學(xué)熱愛、研究和創(chuàng)作的一個重要結(jié)晶,能夠匯集成冊,這對數(shù)學(xué)愛好者來說確實是一份豐厚的禮物.