周瑜珍
數(shù)學(xué)給人的印象往往是嚴(yán)肅高冷、枯燥乏味、神秘莫測(cè)的,那是站在數(shù)學(xué)之外,孤立地看數(shù)學(xué)而形成的印象:可遠(yuǎn)觀而不好玩。這時(shí),需要有引路人,為心有偏見者、誤入歧途者、畏縮不前者撥開數(shù)學(xué)的神秘面紗,展示數(shù)學(xué)文化的魅力,揭示其嚴(yán)肅外表下有趣可親的一面,高冷面孔下探索求真的熱情,神秘衣裝下平易樸素的本相。原來,數(shù)學(xué)的那些思想、方法、符號(hào)、圖形,就在我們的日常生活中,在我們的學(xué)科研習(xí)中,在我們的語言系統(tǒng)中。她現(xiàn)身于科學(xué)定律、藝術(shù)作品、詩詞章句、歷史故事中,幾乎出現(xiàn)在你感興趣的任何地方。
一、萬物皆有“數(shù)”
我國數(shù)學(xué)的發(fā)展要比西方早幾百年:早在漢朝時(shí),中國數(shù)學(xué)家已經(jīng)開始研究如何去解方程式,包括計(jì)算立方根;宋朝時(shí)已能解多次方程,但多停留在數(shù)字解層面,對(duì)方程的結(jié)構(gòu)沒有深入的研究。如解二次方程x2+1=0,無論x是何實(shí)數(shù),方程的左邊總是大于零,所以這個(gè)方程式?jīng)]有實(shí)數(shù)解,因此中國古代數(shù)學(xué)家不去討論這個(gè)方程式。
而西方數(shù)學(xué)家在四百多年前就開始注意這個(gè)方程。意大利數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)它跟解三次和四次方程有關(guān)。若假設(shè)它還是有解(非實(shí)數(shù)解),則將這個(gè)想象中的解叫作虛數(shù)。虛數(shù)的發(fā)現(xiàn)很了不起!有了虛數(shù)后,人們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的結(jié)論:所有多項(xiàng)式都有解,而且解的數(shù)目剛好是多項(xiàng)式的次數(shù)。所以有了虛數(shù)后,多項(xiàng)式的理論才成為完美的理論。
完美的數(shù)學(xué)理論很快就得到無窮的應(yīng)用。事實(shí)上發(fā)現(xiàn)虛數(shù)以后,物理學(xué)家和工程學(xué)家將其用作解釋所有波動(dòng)現(xiàn)象最佳的方法,包括音樂、流體力學(xué)和量子力學(xué)里面關(guān)于波動(dòng)力學(xué)的種種現(xiàn)象。愛因斯坦提出廣義相對(duì)論時(shí),人類觀察到的宇宙空間實(shí)在不大,他卻得到數(shù)學(xué)家的大力幫助。在愛因斯坦完成廣義相對(duì)論后,外爾和很多科學(xué)家開始融合引力場(chǎng)理論和電磁場(chǎng)理論。外爾率先提出規(guī)范場(chǎng)理論,經(jīng)過十年的掙扎,才將麥克斯韋的電磁理論看作和廣義相對(duì)論類似的規(guī)范場(chǎng)論。在物理學(xué)上,這是一個(gè)偉大的突破。二十多年以后,泡利、楊振寧和米爾斯將規(guī)范群推廣到非交換群后,完成了一般的規(guī)范場(chǎng)理論,成為近代物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)。
將一個(gè)問題或現(xiàn)象完美化,然后,將完美化后的結(jié)果應(yīng)用到新的數(shù)學(xué)理論中去,來解釋新的現(xiàn)象,這是數(shù)學(xué)家的常用手法,與文學(xué)家有很多相似的地方,只不過文學(xué)家用這種手法來表達(dá)他們的感情罷了,但是本質(zhì)上是相融相通的。
二、人文皆有“數(shù)”
不能片面地理解知識(shí),世界的知識(shí)應(yīng)該融為一體;真的、善的、美的東西應(yīng)該是一體的。比如,數(shù)學(xué)與文學(xué)本是相通的,文學(xué)也常能讀出數(shù)學(xué)味兒來。
湯顯祖在他的《牡丹亭》中有一段唱詞,將十個(gè)數(shù)字倒嵌進(jìn)去,非常富有情趣。
【前腔】〔生〕唱:
十年窗下,遇梅花凍九才開。
夫貴妻榮。八字安排。
敢你七香車穩(wěn)情載,
六宮宣有你朝拜,
五花誥封你非分外。
論四德,似你那三從結(jié)愿諧。
二指大泥金報(bào)喜,打一輪皂蓋飛來。
《西游記》第三十六回《心猿正處諸緣伏? 劈破傍門見月明》,寫到“師徒們玩著山景,信步行時(shí),早不覺紅輪西墜”時(shí),作者吳承恩為了更好地描寫夜景,插入了一首含有十個(gè)數(shù)字的七律詩:
十里長亭無客走,九重天上現(xiàn)星辰。
八河船只皆收港,七千州縣盡關(guān)門。
六宮五府回官宰,四海三江罷釣綸。
兩座樓頭鐘鼓響,一輪明月滿乾坤。
妙用數(shù)字入詩,可以更好地繪景狀物,寫人敘事,抒情寓志,加深意境,深化主題,增強(qiáng)詩美。以數(shù)字為載體的詩更好地抒發(fā)作者內(nèi)心,將人與人的關(guān)系、人對(duì)自然界的感受有序、生動(dòng)地呈現(xiàn)出來。激情處,可以驚天地泣鬼神,乃至萬古長存不朽不滅!
(摘編者單位:江蘇省太倉市雙鳳中學(xué))