每當學生問老師或者家長,我們為什么要學數學呀?我聽到的最多的一種回答就是,因為數學是主課,數學成績好才能上好大學,仿佛數學就是為了篩選而發明的刁難人的工具,沒有實用價值。但真相是,數學應用無處不在,支撐著現代科技、金融、工程、醫學、網絡安全等幾乎所有的社會系統。即使是抽象數學,也往往會在未來找到出人意料的應用,比如數論曾被認為“無用”,現在卻是密碼學的基礎。真正的數學學習不是為了通過考試,而是為了提升邏輯思維、抽象能力和系統化解決問題的能力,這在未來任何職業中都是核心競爭力。數學不只是為了解答“對與錯”,更是培養一種“如何思考”的習慣。洛克哈特說:“不要抱怨我們數學課堂上出現的事實與公式,該抱怨的是我們的數學課里沒數學。”數學課里最大的問題,就是數學課里沒數學。
洛克哈特例證俱全地從五個方面批判了學校里現行的數學教育,那些曾讓我們提心吊膽的教學場景,那些我們隱隱覺得有問題卻無法準確描述的問題,憑借他的專業和熱情,既有一針見血的洞察,也有細致的邏輯分析,指出了我們多數人,甚至多數教育者對數學抱有的巨大誤解。在每一小節的最后,洛克哈特都模仿伽利略《兩種世界體系的對話》一書,以模擬辯論的方式,對質疑數學教育的人做出回應,非常精彩。他先描述了一個夢境。一個音樂家夢見自己身處一個奇怪的社會。為了讓學生能夠在聲音越來越復雜的社會里更有競爭力,音樂課成了學校里的必修課。有專門的音樂教育委員會來決定教學大綱和教材。由于音樂家們常常用線條和黑色豆芽符號來呈現樂譜,于是每個孩子都必須精通這種音樂語言,如果音符和樂理這些基本功不夠扎實,那么他將不能唱歌或是演奏樂器。演奏或是欣賞音樂,被視為極其高深的學問,得等到大學才能開始學。
從小學開始,學生的任務就是根據一套固定的規則,繞著符號打轉,背誦音階換算口訣,為了標準化測驗和大學入學考試,學生要做非常多的書面模擬練習題,學習音階、調式、拍子、和聲……當音樂家從夢中驚醒,他很慶幸這只是一場夢境。如果將美妙而有意義的藝術形式,分解到無須動腦和支離破碎,實在令人感到荒謬!然而,這樣的夢魘,正是數學家們正在經歷的現實,也是我們的數學教育早已深陷進去的誤區。
數學可不只是工具。
當然,很多人也知道數學有很多實際用途,但也會誤以為數學只是算術,只是工具。過去,我也一直認為基礎數學教育里有兩種缺失,缺失了數學的魅力,以及數學的實用性。而這本書對我最大的一點啟發,就是洛克哈特認為,即使數學這么有用,但重點不在數學是否具有任何實用價值,我們不需要以這個為基礎來證實數學的正當性。我們談的是一個完全天真而愉悅的人類心智活動,是與自己的心智對話。數學不需要乏味的勤奮和技術上的借口。它超越所有的世俗考量。數學的價值在于它是好玩、有趣的,能帶給我們很大的歡樂。洛克哈特開宗明義地告訴讀者:數學是一種藝術。
但主流的看法卻并不承認這一點,我們認為詩歌、音樂、繪畫是藝術,藝術家有獨特的藝術思想,而普通人也可以參與審美和參與創作。但數學似乎太過理性和墨守成規,里面充斥著公式定理和標準答案。如果非要我們在“藝術的”和“科學的”之間二選一,多數人都會將數學歸入“科學”而不是“藝術”的部分。而數學是藝術,是一場探索,是跟自己的對話,就是玩,就是游戲,是無害并且愉悅的活動。數學本身也充滿美感與哲學思考。從柏拉圖對數學真理的追問,到分形幾何的圖像之美,再到數學中的對稱、無限、悖論……數學和美學、哲學、藝術創作有著深刻聯系。有些人甚至稱數學為“思維的詩歌”,它的美在于邏輯的簡潔與結構的優雅。
對于數學這門藝術,數學家們秉持著一致的審美原則:簡單就是美。這些關于最簡的可能性,存在于數學家們的想象和論證里,而非現實中。數學就是一個現實中并不存在的想象世界,這里有完美的圓、完美的三角形,以及它們背后的宇宙規律。
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