《输,在人生的起跑线》/彭怡云(中国)

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此刻,是中国孩子最重要的高考日(每年六月七日和八日为普通高等学校全国统一招生考试),同时也是台湾和大陆的学生毕业季,所以平面、网路与自媒体几乎三句不离此话题。恰恰好本期主题与此相关,按捺不住想聊聊,让我输在人生起跑线上的数学。因为本人的脑子只有“数字”,既未曾真正理解三维概念,当然也谈不上数“学”,然不得不承认它对我的生命转化,起了关键作用。华人社会中,特别爱引用:“别让孩子输在起跑线上”,作为立志或广告标语,但对每一位拥有独立生命史的个体来说,到底哪儿是起跑线,哪儿是终点线,面对不一样的情况下,怎么样算是输,或怎么样算是赢呢?

五育并行的学校教育,在升学主义引导下,人的价值竟体现在数字转化成的人际关系上,对尚未养成独立人格的孩童来说,实属现实生活中的巨大挑战。非优秀人才,却在15岁时意外考取地区明星高中,明知自己再怎么努力,大学联招都不可能突破台湾大学联招的数学高标线。虽然,能以音乐、美术、舞蹈、体育择一补足自己的学科弱项,可金牛座的执着,外加不知哪来的勇气,竟说服母亲别让个人爱好成为升学的工具。可想而知,高中三年数学的学期总成绩都不曾达到及格线,师长和爸妈为此头疼不已。然有谁在乎爸妈为了我花掉多少补习费和家教费,或者有谁在乎我为了搞懂简单的数学概念,平均一天得至少超过花四小时,一星期得花至少三十小时,与基本观念、其背后的数字、数算建立情感。同时,还得应付其他升学科目与日常作息,但成绩总证明一件事,那就是我完全没有办法对数学习题举一反三。

可大学一年级的逻辑课程竟瞬间打通高中耗了三年光阴的问题,尽管错过挤进排名更前的学校机会,但当时的喜悦却已不足向外人道也。就读戏剧硕士期间,为了向家人证明自己的实力,自修参与台湾各类金融证照考试,发现当年原来数学成绩不佳,竟然是无法明白数字与数学符号结合后所要传达的数学概念。紧接着,好胜又胆小的性格,在硕士毕业后再度意外挤进在台湾排名稳健的金融集团上班,与一群拥有亮丽海外学历与商学背景的同事,开会学习市场经济、股票走势、金融衍生商品,终日追著数字绩效,顿时察觉热爱戏剧的自己,就算能日夜加班来填充基本常识,甚至工作成果能换得长官的称赞,办公室同仁的认可,但却迷失在社会期待与虚荣心作祟,完全遗忘存在的意义与价值。

最终,按了暂停键,再次思索迟来的觉悟。如果一切重新来过,真的就会不一样吗?本人的答案是否定的。假设确有其可能性,但明了在当下已经尽了最大的努力。以台湾大学电机系教授叶丙成在今年的毕业典礼演讲:“拿掉标签,还剩下什么?”勉励台大毕业生“放下台大标签”,不要再为社会期待的头衔而活,而是活出个人价值。不禁想起,一再从数学不及格的挫折中爬起再来的经验,确实学会面对困难挑战的极大耐性。迎向挑战的第一步,巨大的不安和焦虑,往往超越真实的发生,然选择踏出就是争取改变的可能性。

摄影:周嘉惠(马来西亚)

《一个有趣的悖论》A Curious Paradox/雷蒙•斯穆连(Raymond Smullyan)(美国)著/刘明星(马来西亚)译

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以下是我从马丁加德纳集会(G4G)看到的一篇短文,“有趣”与否,请君入瓮:

译文:
有两个正整数x和y,其一是另一的两倍。x和y何者较大没有交代。我现在将证明以下两个明显并不相容的命题。

命题一、x – y 的余数,若x比y大,是比y – x的余数大的,若y比x大。

命题二、两个数量其实是一样的(即x – y的余数,若x比y大,相等于 y – x的余数,若y比x大)。

命题一的证明:假设x比y大。那么x = 2y,x – y的余数则为y。因此,x -y的余数,若x比y大,则为y。现在,假设y比x大。那么x=1/2y,y – x的余数则是y – 1/2y = 1/2y。因此,y – x的余数,若y比x大,是1/2y。由于y比1/2y大,这就证明了x – y的余数,若x比y大,是比y – x的余数更大的,若y比x大。因此命题一成立。

命题二的证明:设d为x和y的差,或者以另一种相同的说法,两者中较小的。那么,明显地x – y的余数,若x比y大,是d,而y – x的余数,若y比x大,也是d。因为d = d,命题二成立!

然而,命题一、二不能两者都对!你到底相信哪一个命题?

大多数人似乎更趋向选命题二。但是,假设y是100,则x – y的余数,若x比y大,肯定是100,而y – x的余数,若y比x大,肯定是50(因为x是50)。而100难道不是肯定比50大的吗?

原文:
Consider two positive integers x and y, one of which is twice as great as the
other. We are not told whether it is x or y that is the greater of the two. I
will now prove the following two obviously incompatible propositions.

Proposition 1. The excess of x over y, if x is greater than y, is greater than the
excess of y over x, if y is greater than x.

Proposition 2. The two amounts are really the same (i.e., the excess of x over y,
if x is greater than y, is equal to the excess of y over x, if y is greater than x).

Proof of Proposition 1. Suppose x is greater than y. Then x = 2y, hence the
excess of x over y is then y. Thus the excess of x over y, if x is greater than
y, is y. Now, suppose y is greater than x. Then x = 1/2y, hence the excess
of y over x is then y – 1/2y = 1/2y. Thus the excess of y over x, if y is greater
than x, is 1/2y. Since y is greater than 1/2y, this proves that the excess of x
over y, if x is greater than y, is greater than the excess of y over x, if y is
greater than x. Thus Proposition 1 is established.

Proof of Proposition 2. Let d be the difference between x and y — or what is
the same thing, the lesser of the two. Then obviously the excess of x over y,
if x is greater than y, is d, and the excess of y over x, if y is greater than x,
is again d. Since d = d, Proposition 2 is established!

Now, Propositions 1 and 2 can’t both be true! Which of the two propositions
do you actually believe?

Most people seem to opt for Proposition 2. But look, suppose y, say, is
100. Then the excess of x over y, if x is greater than y, is certainly 100, and
the excess of y over x, if y is greater than x, is certainly 50 (since x is then
50). And isn’t 100 surely greater than 50?

编注:作者为当代美国数学家、演奏会钢琴家、逻辑学家、哲学家(道家)、魔术师。关于G4G,可参考以下链接:http://gathering4gardner.org/ABOUT.htm

摄影:周嘉惠(马来西亚)

《兼任数学家和哲学家身份的神人》/紫色水晶狗(马来西亚)

060616 毕达哥拉斯
在历史上,曾经出现过几位了不起的哲学家,他们除了各自的哲学论述,还提出了影响力非凡的数学理论。我们可能一点都不了解他们的哲学,但是我们大家都没逃过他们数学理论的“魔爪”。这三位就是提出毕氏定理的毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前580年-公元前500年)、坐标系的笛卡尔(Descartes,1596-1650),以及微积分的莱布尼兹(Leibniz,1646-1716)。限于篇幅与个人精力,这里就专注介绍毕达哥拉斯。

毕达哥拉斯绝对算得上是古希腊哲学史上的一号人物,他的哲学和那个时代的哲学家大异其趣。首先,他认为“一切是数”,这和“一切是水”、“一切是火”等等同时代的假说更另类,数字可比火、水等要抽象多了。他是个数学迷,也确实把数学和他的哲学结合起来,用证明式来进行推论的数学逻辑就是由他开始的。

我们小学时读过毕氏定理,知道直角三角形的直角两夹边的平方和等于斜边的平方,或者大家更熟悉的a2+b2=c2,不过我们不了解的是背后的证明更重要。重要在哪里呢?民族意识比较强的华裔老师都会在课室里向同学们宣称,中国历史上的“勾股定理”比毕达哥拉斯起码早五百年提出!但是,为什么如今大家只记得毕氏定理,而不知道勾股定理呢?还不是因为人家的证明清楚,我们家的证明连自己人都看不懂。成书于公元前一世纪的《周髀算经》,有关勾股定理的证明留下这样的记录:

昔者周公问于商高曰:“窃闻乎大夫善数也,请问昔者包牺立周天历度,夫天可不阶而升,地不可得尺寸而度,请问数安从出?”
商高曰:“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一。故折矩,以为句广三,股修四,径隅五。既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五。两矩共长二十有五,是谓积矩。故禹之所以治天下者,此数之所生也。”

看得懂的请举手!没有吧?那还有什么好不服气的?

像毕达哥拉斯这种数学推理能力这么强的人,在现实生活中应该也是逻辑清晰的吧?可惜事实上完全不是如此。他的毕达哥拉斯学派有许多十分搞笑的规矩:不可以吃豆子,不要去碰白公鸡,不要在大路上走路,不要吃整个的面包,东西掉下了不要捡起来,不要在光亮的旁边照镜子……

英国学者康福德(F.M. Cornford)曾经这样形容古希腊时代:“既有人,又有神,也还有像毕达哥拉斯这样的生物。”作为我们所知道的第一个素食主义者,他认为吃肉是种罪行。可是,根据他的教派的规矩,豆子却又是神圣的,所以不可以吃。据说,他还曾经虔诚地向动物传教。这位先生确实是个有趣但又难以理解的人物。

他的“一切是数”的理论也不是随便说说而已。按他的逻辑,万物的本原是一,从一生出二,再从完满的“一”和不完满的“二”产生出其他各种数字;从数字产生出点;从点产生出线;从线产生出面;从面产生出体…… 如果我们还记得老子在《道德经》里说的:“道生一,一生二,二生三,三生万物。”老子和毕达哥拉斯是同时代的人,说不定根本就是有穿越能力的同一个人!用逻辑想一想就好,这么大的一个人骑着这么大的一头青牛,怎么就突然不知所踪了?如果看过《小叮当》或韩剧《来自星星的你》,应该都会认同我的推测吧?
060616 老子

关于毕达哥拉斯的死亡,有一种说法是,由于毕达哥拉斯学派的规矩很严格,结果有一些还是渴望吃豆子的信徒受不了就起来造反。他于是抄着小路逃啊逃(教义规定不可以走大路),最后来到一片种豆子的田地之前,他停下了。豆子是神圣的,不能吃,当然更不能踩,结果一代神人可能就这样把命送在豆子田前。或者,我们不妨把事情想象得浪漫一点,毕达哥拉斯也可能就在那里上了飞碟回他的星球去了。无论哪一种情况都好,其实都十分符合他特立独行的一生,不是吗?
060616 來自星星的你

图片摘自网络。

《我的数学老师们》/山三(马来西亚)

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开始建立“数学是一门独立学科”的概念应该要从小学五年级算起,因为那时学校会把各门主课(华文、马来文、英文及数学)分由不同的老师执教,而且小六检定考试“数学”是独立一科。小学数学的具体内容是什么已不记得了,我只记得数学课的问答环节是以“积分制”来进行。数学老师——赖老师的每一堂课间中总会发问一些问题让学生回答或抢答,答对者加1分,答错者扣半分,记忆中累积至一定分数后可以获得一本小杂志之类的奖赏。有一回,赖老师又发问问题了,通常他会连环发问让大家选择继续举着手,或是放下手(比如:分母可以为零吗?认为可以的就继续举着手,认为不可以的则放下手)。当时,我人有点不舒服,头晕目弦,问题没听清楚就跟大队举手了,他继续问,我就一直举着手,直到只剩我一个人的手还在举着。“对了!山三同学选择正确,额外加1.5分!”赖老师露出极为欣赏的眼光高声宣布,而我的脑袋顿时“惊醒”了!

上中学后,数学学科分得更细,初中有算术、代数、集合论、逻辑学、普通数学;高中则为代数、三角、几何、微积分、普通数学、高级数学等(由于要应付不同类别的考试,其分类也有所不同)。当中也“见识”过许多数学老师,有些是暑假回国当临时教师的大学生,而在我那个90年代来当数学教师的多数都是来自留学台湾的数学系学生。让我印象比较深刻的,有一位郑老师,她在一次三角测验(通常一个月一次的小考)中只出了一道证明题,结果全班超过一半的学生都捧了个“鸡蛋”回家。那是我第一次测验拿零分却一点沮丧感都没有的“零分初体验”。

此外,有一位资深姓陈的数学老师,适逢互联网起步不久之际,他竟很骄傲地说:我不碰电脑、也不会什么互联网,我就不相信没有它们我活不下去!还有一位,是我就读先修班(相当于大学预科)时,学校从校外聘请只教我们这一班的Cikgu Tan。虽然班上同学很多都觉得他很罗嗦,但是我还蛮喜欢上他的课,不是因为他教学清晰有条理,而是我喜欢听他形容变数x,y,z的方式。比如,他把微积分的∂y/∂x及∫ dy里面的变数形容为动物园里被关着的老虎、狮子等,然后我就在想象老虎在笼子里面咆哮的境况……

如此看来,数学学科细分,功课练习题相对比较多,所以在我的求学生涯中,数学可是占了我三分一的时光。而我们的班上总会出现几位“数学高人”,他们时常聚集在一块儿讨论数学中的奇难杂症。幸运的是,坐我隔壁的叶姓同学就是其中之一,比起要面对五至六十人一班的老师,他对我可是耐心有加(虽然偶尔也会唉声叹气),教我如何以既快又准确的方法解题,这对考试分秒必争的情况极是关键。然而,对于一些人而言,数学却又那么地抽象难懂,我的数学老师们如何使出浑身解数来让我们明白数学(或至少会解几道题)的确是一大难题。要问我喜欢上数学课吗?身处于考试至上的教育制度低下,我只能说,考试成绩只要别太难看,我(应该)会喜欢它。

摄影:林明辉(瑞典)

《数学童话》/耳东风(马来西亚)

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由其他人命题写文章,很少这么巧合,连续遇到三题都是我所喜爱的。再看下去,如果接下来的题目都很合胃口,那么要停下笔,也觉得很对不起自己。这是前言。

文人或者从事文艺工作者可能会对数学较头疼吧?我是理工生,从来不怕数学。从小开始,自己对数学产生浓厚的兴趣,因为大概很少科目,是了解领会了一些方程式,考试时就可以不用温习死背的。如果不擅长和数字玩游戏,只靠死背也没用。我对数字特别敏感,一遇到数学题,脑子不自由主的就转起来,运算不休,非找到答案不可。那个时代还不流行心算,不过我自问在数学运算方面,已经是超快的了。此外,大概一些小聪明也是有的,才能对一众数学难题迎刃而解。

到了中学,数学是唯一能够考满分的科目。我们喜欢挑战老师出的题目,每次考试目标都锁定100分。无意间,竟然成了和数学老师“识英雄重英雄”的的一种沟通方式。老师也乐于和我们斗智,希望青出于蓝更胜于蓝。如果解答得宜,大家都可以拿100分,里边不曾出现文科中的“文无第一”的问题,也不会出现老师故意扣一两分,以强调世间没有完美(满分)的结局。

那么,是不是所有的数学题都有答案呢?在学习的过程中,数学就像童话里的王子和公主的结局一样公式化;他们总在童话结束时过着幸福美满的生活,而数学考题总是有令人满意的答案。想想看,如果遇到一个不能解答的数学题,老师该如何打分呢?(我们会告诉老师:题目出错了。)

到了大学,才发现数学不再完美,答案不再绝对。许多博士和教授,花了很多时间,和一届又一届的学生/研究生,做了成千上万的实验,目的是在研发出一个可信度高的新方程式。在茫茫的知识大海中,我们只能漫无头绪的把许多因素配对,希望突然有一神来之笔,给配出一条用诸四海皆行的方案。

离开大学进入社会,发现数学好充其量只是算得比人家快。可是,别人的脑筋转得比较慢不代表他笨,或是你永远比他高明;现在有了电脑、计算机、智慧手机等辅助工具,操作起来,数学基因比我低的对手,很可能比我更有本事解决复杂的数学题。

最要命的是,数学好,不代表我们可以走在康庄大道,人生从此一片光明。人性,比数学题复杂得多了。解决问题没有一加一等于二那样直接,而是刚好人们想要的答案也是二,你才算答对了。不然,当你算到是二的时候,他要的答案是三;你重新算得回三,他却要四;你再算是四,他反而要二;供需之间,永远无法交叉的时候,纵然你是数学天才,也解决不了问题。

所以,每当我们算风险和回酬时,运用到方程式的话,大家都会算。不过,先算出来不代表必胜。成功人士不止算得到答案,还要料敌机先,也算得到其他人在运算的答案,才能掌握所有可能影响结局的或然率,从而理出一个对己最佳的解决方案。

有人问,整天在运用心机,算计他人,岂不是很累?说来奇怪,我虽为公认的数学高手,却常常败在“人性”这多层次的数学题之下,被许多在这方面成就非凡的人讥笑为心机不够、理性不够也,不晓得是好事还是坏事?

摄影:Clement(马来西亚)

《勉强与幸福》/周嘉惠(马来西亚)

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记得在高中二那年开始学微积分,有一题微分习题难倒我了。从学校开始想解题方法,放学后走了二十分钟路到富都总车站一直都还在想;人家说“百思不得其解”,正是当时的写照,想不通就是想不通。然后巴士来了,就在上车的刹那,突然灵光一闪,终于解开了。在那电光火石的一瞬间,全身细胞有说不出的舒坦,而这正是当年个人学习数学所体验的乐趣。

后来出国留学,有次假期回国,想起当年的这一题微分题目,于是翻箱倒柜到处去找。好不容易把课本找出来,翻到那一题习题,我又疑惑了,这样的题目需要苦思一、两个小时才解决?当年的我是脑筋堵住了,还是什么?从那一刻开始,我对解数学题的乐趣产生了怀疑。

如果解数学题能够带来一种幸福感,那一刻的幸福在另一刻看来会不会仅仅是一种伪幸福?为了获得伪幸福而勉强自己榨干脑袋,是不是一种愚蠢呢?此后,我还是经常为了解决各种课业上的难题而饱受煎熬,但是即使在完成博士论文的那一刻,自己还是清楚知道,这不过是又一次完成任务而已;往后回首再审视这一切,极可能会觉得不过如此,要感到高兴当然可以,但实在不需要太高兴。

在回到中学母校兼课教高中数学的那一年,我把这种信念充分发挥在教学上。就像任何一门科目一样,总是有人游刃有余,有人就是无缘。那一班同学中有人连加减乘除都没搞清楚,怎么去要求他们每一天做十题八题的高中数学习题?与其抄别人的功课交上来,我要求同学每一题习题想个五分钟,行就行,不行拉倒,完全不用抄同学未必正确的解答来应酬我,题目抄下表示真的尝试过即可。反正每一题功课我都会在事后解题,要抄到时候再抄不迟。

我相信勉强是没幸福的,但是有一些同学不相信,还是拼命抄同学功课,连人家原子笔出水不顺,在簿子乱画的几条线也一并抄下,还坚称自己的作业不是抄的。我既然相信勉强是没幸福的,那何必强行制止这些学生继续去抄功课?诚实固然是美德,但只要他们对如此自欺欺人感觉比较安心,那就抄去吧!

二十多年过去后,有时候我也会好奇,这些强迫自己坚持抄功课的同学,生活幸福吗?

摄影:周嘉惠(马来西亚)

《假设》/陈保伶(马来西亚)

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数学科里我最喜欢的环节就是假设(Hypothesis)。这是一个很奥妙的数理推测,似简单但又有一定的步骤。

假设首先是要鉴定两个部分,虚无假设(Hypothesis Null) 及对立假设(Hypothesis Alternative)。然后整个计算过程就是要鉴定其假设是落于接受域(Acceptance Region)或拒绝域(Rejection Region)。最后还要鉴定假设成绩的显著水准(Significance Level), 这才算是完成了基本的假设计算。

生活上很多人也会实践去做各种假设,可惜总停留在建立假设而不去鉴定假设。久而之久, 这些假设就在不知不觉中被断定为事实,可悲的是连自己也深信这些假设的真实性。换言之, 这些假设也就有可能成为某些事或情况的预先裁判 (prejudge), 或俗称的“先入为主”。

无可否认生活里很多时候都需要建立一些假设以做出判断或计划,但若太过于自信或太轻易相信自己所建立的假设而又不去鉴定,那只会永远生存在假设的情况里。

相信我们都会听过身边的朋友说: 假设我发达了, 我肯定会拿钱去丟在老板面前,然后马上辞职不干!等一等,数学科里还有一章是关于或然率的,怎么发达?投资?中马票?算过或然率了吗?没算过?那就乖乖把工作做好,少埋怨。

也常听到朋友说: 如果我的男友长得像刘德华,英俊又能干,那多好啊?且慢!可曾鉴定你的假设?梦与现实差别可远了,还是重新建立你的假设吧!逻辑与数学是息息相关的。

有个朋友说,生活若每每都需要算个够,那还有什么意思?我笑着回答说,如果生活没数学,那你去麦当劳买个汉堡也成了个问题。

假设这世界没数学,社会会是怎么样?你来鉴定!

摄影: 陈保伶(马来西亚)