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數(shù)學(xué)歸納法

2019-12-10 06:44苗煒
讀者·校園版 2019年24期
關(guān)鍵詞:歸納法微積分光芒

小學(xué)五年級(jí)時(shí),我大概是班里最聰明的學(xué)生。有一天,老師出了一道很難的應(yīng)用題,班里沒(méi)有人能做出來(lái)。放學(xué)后,我不肯回家,一個(gè)人待在教室里苦思冥想,終于成功解題。我穿過(guò)操場(chǎng),到老師的辦公室宣布,我做出來(lái)了。太陽(yáng)正下山,校園被鍍上一層金黃色的光澤,那真是智慧閃光的時(shí)刻,到現(xiàn)在我都記得。過(guò)了一年,我學(xué)會(huì)了設(shè)未知數(shù),小學(xué)應(yīng)用題一下變得簡(jiǎn)單了。小學(xué)的應(yīng)用題,像是要捕捉一條不斷游動(dòng)的魚,想辦法靠近它,卻不知道路徑在哪里,學(xué)會(huì)設(shè)未知數(shù),那個(gè)x就清晰地?cái)[在面前。那是一種豁然開(kāi)朗的快感。

到了高中,學(xué)校里的聰明人太多了。有位師兄,自己在家鉆研電鍍技術(shù),被保送清華大學(xué)化學(xué)系,還給全校師生做報(bào)告。有的同學(xué),參加數(shù)學(xué)競(jìng)賽,拿獎(jiǎng)如探囊取物。我曾自以為聰明,卻被同學(xué)們的智力碾壓,于是把興趣都放在了徐志摩身上,數(shù)學(xué)成績(jī)成了倒數(shù)。有一次上數(shù)學(xué)課,老師在黑板上出了一道題,叫我上去解答。那道題不難,我做出來(lái)了。老師說(shuō):“你們看,連苗煒都能把這道題做出來(lái)?!比嗤瑢W(xué)哄堂大笑,我也跟著笑,并不覺(jué)得受到了多大的羞辱。

我的數(shù)學(xué)成績(jī)?cè)愀?,但也能在學(xué)習(xí)中得到樂(lè)趣。讓我印象最深的是數(shù)學(xué)歸納法,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),一個(gè)命題在n? 1的時(shí)候成立,假設(shè)它在n? k的時(shí)候成立,再看它在n? k+1時(shí)能否成立。這是一種絕妙的推導(dǎo)方法,我說(shuō)不出來(lái)數(shù)學(xué)歸納法為什么是正確的,但特別喜歡它嚴(yán)絲合縫的邏輯。所謂理性,就是在某幾個(gè)公理之下,推導(dǎo)出一個(gè)又一個(gè)定理,每一個(gè)定理都是可以推導(dǎo)的,這就是世上最講道理的事情。我在數(shù)學(xué)歸納法中看到了理性的光芒,總盼著考卷上能有一道題是用數(shù)學(xué)歸納法證明的。如果有,我就非常高興;如果沒(méi)有,我就非常沮喪。我實(shí)在太喜歡數(shù)學(xué)歸納法了。

像我這樣沒(méi)有數(shù)學(xué)天分的學(xué)生,居然在大學(xué)里念了一年數(shù)學(xué)系,我學(xué)了微積分和立體解析幾何,會(huì)用求導(dǎo)數(shù)的方法解決一些高中的數(shù)學(xué)題,那真是高屋建瓴啊。學(xué)一點(diǎn)兒高等數(shù)學(xué),再看中學(xué)數(shù)學(xué)課本,就會(huì)用一種俯瞰的視角。有一個(gè)德國(guó)的數(shù)學(xué)教授,100年前寫過(guò)一本書叫《高觀點(diǎn)下的初等數(shù)學(xué)》,是讓中學(xué)教師以更高的觀點(diǎn)來(lái)看待中學(xué)的數(shù)學(xué)課,觀點(diǎn)越高,事實(shí)就顯得越簡(jiǎn)單,實(shí)數(shù)領(lǐng)域難理解的問(wèn)題,等你明白了復(fù)數(shù)是咋回事,回頭再看就覺(jué)得太簡(jiǎn)單了。高等數(shù)學(xué)引入了理解起來(lái)有一點(diǎn)兒困難的思想,卻使真正復(fù)雜的難題得以簡(jiǎn)化,解決起來(lái)更容易。這是關(guān)于數(shù)學(xué)的一個(gè)悖論,但在別的地方也能碰到這種情景。

我知道,世上有一些極為聰明的人,在求學(xué)時(shí)期,就能以極高的智力俯瞰他的同學(xué)、他的師長(zhǎng)乃至世間事,比如凱恩斯,比如維特根斯坦。后來(lái)他們的研究,大概也可以說(shuō)是高觀點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)學(xué)和高觀點(diǎn)的哲學(xué)。有一年我去劍橋大學(xué)采訪,專門去拜訪了維特根斯坦的墓地。說(shuō)實(shí)話,我看不懂他的書,但知道世上有這樣絕頂聰明的人,就會(huì)心生敬畏。我不奢望你成為那樣的聰明人,但希望你以后在某些地方能用高觀點(diǎn)來(lái)看待事物,這樣,紛繁的事物會(huì)變得簡(jiǎn)單一點(diǎn)。還有就是,知道世上諸多領(lǐng)域有許多高明的人,能讓我們更謙虛、更愛(ài)學(xué)習(xí)。

我現(xiàn)在還會(huì)設(shè)未知數(shù),但未必能做出什么應(yīng)用題;我還記得數(shù)學(xué)歸納法,但未必能用它證明最簡(jiǎn)單的命題;微積分更是一點(diǎn)兒也不記得了。但是,未知數(shù)、數(shù)學(xué)歸納法、微積分曾經(jīng)帶給我的快樂(lè),還像是不停閃爍的光芒。我希望你的智力生活中充滿這樣的光芒。這其實(shí)非常非常不容易,你要識(shí)數(shù),會(huì)數(shù)1、2、3,然后知道1根香蕉加2根香蕉等于3根香蕉,在小學(xué)一年級(jí)會(huì)學(xué)算術(shù),把香蕉忘掉,只管1+2? 3。要用半年的時(shí)間學(xué)會(huì)加減乘除,看到兩位數(shù)、三位數(shù)不再感到害怕。學(xué)上好幾年,忽然要用a和b來(lái)代替具體的數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算,課程叫作代數(shù)了,你就會(huì)抽象地看待事物了。你把四則運(yùn)算都弄明白了,忽然有一天,要學(xué)負(fù)數(shù)了——以前都是3減去1,為什么1還能減去3呢??jī)?yōu)秀的數(shù)學(xué)老師會(huì)告訴你結(jié)合律、單調(diào)律之外,還有一個(gè)重要的法則叫“運(yùn)算恒可進(jìn)行”,1能減去3,-1還能求平方根呢。學(xué)了10年的算術(shù)和數(shù)學(xué),才知道什么叫虛數(shù),才知道一個(gè)函數(shù)會(huì)是一條線,一個(gè)方程式是一個(gè)馬鞍面。這個(gè)過(guò)程非常漫長(zhǎng),得到的樂(lè)趣卻是極大的,大到能在你內(nèi)心充盈幾十年,就像現(xiàn)在的我,還念念不忘數(shù)學(xué)歸納法。

我希望你得到這樣的樂(lè)趣,我此生的遺憾就是這樣的樂(lè)趣得到的太少了,丟棄得太早了。

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