什么是數(shù)學(xué)?也許,“什么不是數(shù)學(xué)”這個問題更容易回答,數(shù)學(xué)不僅僅是數(shù)字或形狀,也不僅僅是某些孤獨者在圖書館角落瘋狂進行的邏輯推理或計算,偉大學(xué)者、意大利物理學(xué)家伽利略曾說:“數(shù)學(xué)是上帝用來書寫宇宙的語言,”他進一步解釋道:“哲學(xué)被寫在那本永遠在我們眼前打開著的偉大之書上——我指的是宇宙,但是如果我們不首先學(xué)會語言和把握符號,我們就無法理解它,這本書是以數(shù)學(xué)語言來寫的,符號就是三角形、圓和其他幾何圖形,沒有這些符號的幫助,就不可能理解它的片言只語:沒有這些符號,人們就只能在黑夜的迷宮中徒勞地摸索。”
數(shù)學(xué)的作用遍及科學(xué)各個分支以及人類的經(jīng)濟活動和社會活動,數(shù)學(xué)對我們理解自然界紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象具有最基本的重要性,但數(shù)學(xué)同時也具有藝術(shù)性的一面,它體現(xiàn)了最高意義上的和諧之美,這些美是需要我們用心去領(lǐng)悟的,數(shù)學(xué)給人們帶來美和實用意義的同時,也對人類的智慧和想象力提出了挑戰(zhàn),這,也就是數(shù)學(xué)永恒魅力的體現(xiàn)。
數(shù)學(xué)不僅對學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟科學(xué)至關(guān)重要,它的觀點、概念和方法在藝術(shù)、音樂、文學(xué)、歷史、法律、宗教、哲學(xué)等社會科學(xué)領(lǐng)域中也發(fā)揮著重要作用,數(shù)學(xué)確實與所有人文科學(xué)都密不可分,另一方面,了解人文將使我們進一步理解并欣賞數(shù)學(xué)的內(nèi)涵、重要性以及其潛在的統(tǒng)一性。
欣賞和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué),在人類發(fā)展早期便已開始,數(shù)字、圖形與數(shù)學(xué)規(guī)律普遍存在于自然現(xiàn)象和社會事物之中,但發(fā)現(xiàn)、探索和享受數(shù)學(xué)則需要人類齊心協(xié)力。
《數(shù)學(xué)與人文》叢書向讀者展現(xiàn)了數(shù)學(xué)的人文內(nèi)涵,讓讀者體驗數(shù)學(xué)的豐富多彩、深奧與有趣。感悟數(shù)學(xué)家的輝煌成就和他們數(shù)學(xué)人生的成敗得失,體會數(shù)學(xué)激蕩人心而又曲折艱辛的發(fā)展,從而增進對數(shù)學(xué)的理解和喜愛,叢書的目的在于說明數(shù)學(xué)是什么、如何運用數(shù)學(xué)于其他學(xué)科、如何講授和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),并解釋數(shù)學(xué)吸引人們的魅力所在。
《數(shù)學(xué)與人文》叢書刊登人們在學(xué)習(xí)、講授或運用數(shù)學(xué)時的故事以及其間的奮斗過程,特別歡迎廣大中學(xué)生、大學(xué)生、中學(xué)教師以及數(shù)學(xué)思想和方法的運用者們提供稿件。
《數(shù)學(xué)與人文》叢書,由高等教育出版社和國際出版社出版,迄今已出版三卷,主編丘成桐、楊樂、季理真,首輯《數(shù)學(xué)與人文》,第二輯《傳奇數(shù)學(xué)家華羅庚》,第三輯《陳省身與幾何學(xué)的發(fā)展》,具體情況請閱http://academic.hep.com.cn/mh/index.shtml,來稿或其他事務(wù)請聯(lián)系:杭州市浙江大學(xué)(玉泉校區(qū))數(shù)學(xué)科學(xué)研究中心《數(shù)學(xué)與人文》辦公室,郵編310027,電子信箱:mathzhaocl@gmail.com或mathpeople@cms.zju.edu.cn.
數(shù)學(xué)家談這部叢書:
其實,文學(xué)、音樂對我研究數(shù)學(xué)都有影響,我音樂不好,但很多大數(shù)學(xué)家音樂很行,比如我從前的啟蒙老師莫利,他彈琴是第一流的,文學(xué)和音樂能夠調(diào)劑我們的感情,做學(xué)問要客觀,同時感情調(diào)劑也很重要,我們要讓感情和客觀世界交流,去欣賞客觀世界,就需要用感情去描述,數(shù)學(xué)當然是客觀的,所有命題都需要證明:但另一方面數(shù)學(xué)也是主觀的,有些人喜歡局部微分幾何,有些人喜歡大范圍的微分幾何,還有些人喜歡代數(shù),這是完全主觀的,好與不好的數(shù)學(xué),很多人有不同的看法,喜愛也不盡相同,但一個人做數(shù)學(xué)的氣質(zhì)就是在這個主觀的環(huán)境中形成的,不可不注意。
與別人,特別是非數(shù)學(xué)領(lǐng)域的人,一起來體會自己內(nèi)心感受到的對數(shù)學(xué)的美感,并不是不可能,可是有點兒困難,舉例來說,太空人看地球,要跑到外太空去,他們認為地球美得不得了,當然我們也可以看照片,但是感覺不一樣,因為沒有親自環(huán)繞地球飛行的體驗,數(shù)學(xué)也好,物理也好,我們可以解釋,可是沒有第一手經(jīng)驗的話,還是有一定的困難,我想第一手的經(jīng)驗是最重要的,因此我教小孩子的時候,我會教他們要經(jīng)過自己的思維,慢慢地了解某個定理,了解數(shù)學(xué),讓他們曉得它是這么關(guān)的,但是,審美的角度因?qū)W科而異,我和物理學(xué)家在一起考慮數(shù)學(xué)問題時,會有不同的感受,不同的品味,假如能夠?qū)⒏呱畹臄?shù)學(xué)讓不懂數(shù)學(xué)的人欣賞,那當然是妙不可言的事,但這并不容易。
編寫這本叢書的初衷,是通過數(shù)學(xué)改變?nèi)藗儗W(xué)問的看法,數(shù)學(xué)是一門很純粹的學(xué)問,沒有數(shù)學(xué)就談不上科學(xué),也沒有經(jīng)濟和其他工科的學(xué)問,中國數(shù)學(xué)若不成功,中國科學(xué)發(fā)展就會有很大的障礙,叢書一方面要向小孩子解釋數(shù)學(xué)的魅力,另一方面也向家長解釋數(shù)學(xué)的內(nèi)容,向老百姓解釋數(shù)學(xué)并不是那么枯燥無味,而是很有活力的學(xué)科,讓大家都了解數(shù)學(xué)的魅力,以及它在其他方面的應(yīng)用,叢書希望以此對中學(xué)生、大學(xué)生有一些影響。對教學(xué)有一些影響:希望能夠糾正人們對高考拿高分進名校的瘋狂和對數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的忽視:讓學(xué)生們曉得數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史,曉得國外好的學(xué)校里小孩子怎么念數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)家怎么做數(shù)學(xué),讓他們了解全世界的數(shù)學(xué)。
——丘成桐
數(shù)學(xué)很難用三言兩語來描述,國內(nèi)長期用的對數(shù)學(xué)的最簡要的介紹,我覺得有一定的道理,那就是:數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的一門科學(xué),現(xiàn)在不能狹義地理解這句話了,比如,數(shù)量關(guān)系不單是數(shù)量,已經(jīng)十分廣泛,包括向量、矩陣、函數(shù)、泛函、算子,概念比較廣泛。是廣義的數(shù)量關(guān)系;空間形式也已經(jīng)不限于點、線、面、體,現(xiàn)在關(guān)于空間形式最具有代表性的是流形,但如果要向公眾簡要介紹,還是可以沿用這句話的。
人文應(yīng)該是包括社會、歷史、文學(xué)、藝術(shù)等學(xué)問的總稱,對于一個數(shù)學(xué)家,無法對上述每個領(lǐng)域都精通,但要成為高水平的數(shù)學(xué)家,要有學(xué)術(shù)思想,不單要學(xué)數(shù)學(xué),也要從社會發(fā)展,從人類歷史、文化、藝術(shù)的角度認識問題,有些數(shù)學(xué)大家,很有思想,有很高的創(chuàng)新性,他們往往在人文方面,也有很好的修養(yǎng),比如,丘成桐教授的父親是在人文科學(xué)上有相當造詣的學(xué)者,是哲學(xué)、經(jīng)濟、歷史方面的教授,丘成桐從小受了父親的熏陶,看過很多這些方面的書,這對他成為大數(shù)學(xué)家有一些無形的影響。
我覺得數(shù)學(xué)與人文的聯(lián)系非常重要,剛才我講了一個方面,比如說成功的數(shù)學(xué)家,要有自己的學(xué)術(shù)思想,以用來提高他的研究水平,使研究工作更具有創(chuàng)新性,更重要的是,還有眾多的各行各業(yè)使用數(shù)學(xué)的人,他們的老師應(yīng)該對數(shù)學(xué)有更加全面的了解,并且用數(shù)學(xué)與人文的精神使學(xué)生受到適當?shù)难眨驗閿?shù)學(xué)越來越多地滲透到各門學(xué)科,如物理、化學(xué)、天文、地理、信息、技術(shù)、工程、經(jīng)濟、金融、管理、物流等。所以這些學(xué)科都離不開數(shù)學(xué),使用數(shù)學(xué)工具較多的理工科的大學(xué)生以及老師,應(yīng)該加強數(shù)學(xué)和人文的修養(yǎng)和訓(xùn)練,數(shù)學(xué)的根基好,他們就能夠在自己的專業(yè)里有比較踏實的基礎(chǔ),他們的創(chuàng)新就可以成為比較可能的事情:同時,結(jié)合人文的數(shù)學(xué)教育,對提高其創(chuàng)新性會發(fā)揮很大的作用。
叢書的讀者對象是社會上的廣大民眾,包括教師、各種層次的學(xué)生和愛好數(shù)學(xué)的人,希望他們能從叢書中了解現(xiàn)代數(shù)學(xué)的概貌,對人文精神有更多的了解,從而啟發(fā)他們對數(shù)學(xué)的興趣,使他們對數(shù)學(xué)有較全面的認識,不能只看重分數(shù),找待遇好的工作,對數(shù)學(xué)的興趣增加了,眼光和思路就會比較開闊,具體認識到數(shù)學(xué)的作用。更加努力地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),最終會對一個人成為本專業(yè)領(lǐng)域的高水準人才有積極作用。
——楊樂
這套叢書的標題將這兩個一般人認為聯(lián)系不大的名詞“數(shù)學(xué)”與“人文”放在了一起,這會引起廣大學(xué)生和學(xué)者的好奇,使他們有了想一探究競的欲望,我深深佩服叢書發(fā)起者的膽略和勇氣,但也為他們擔心:選擇這么一個“風(fēng)險”很大的主題,能讓讀者從中看到這兩者的聯(lián)系嗎?能讓讀者得到什么啟迪和收益嗎?但當我拿到首卷本的目錄后,我釋懷了,收進書中的文章,題材廣泛,有的以故事形式講述了數(shù)學(xué)家的成長歷程,有的闡述了數(shù)學(xué)家的人文素養(yǎng)和其他領(lǐng)域科學(xué)家的數(shù)學(xué)素養(yǎng),有的則是大膽分析了數(shù)學(xué)與某些藝術(shù)領(lǐng)域的聯(lián)系,還有對于從事中等、高等數(shù)學(xué)教育的經(jīng)驗介紹……全書既充滿了哲理性、趣味性,又不乏數(shù)學(xué)的嚴謹性。
——張浚生
中學(xué)生數(shù)理化·八年級數(shù)學(xué)人教版2011年8期