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數(shù)學(xué)史在人才培養(yǎng)中的作用

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數(shù)學(xué)史在人才培養(yǎng)中的作用

摘要:數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)史對(duì)人才培養(yǎng)中的作用是不可忽視的,尤其是著名數(shù)學(xué)家的故事對(duì)學(xué)生產(chǎn)生一定影響,本文以數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)的故事為例探究,闡述數(shù)學(xué)史對(duì)人才培養(yǎng)的作用。

關(guān)鍵詞:陳景潤(rùn);數(shù)學(xué)史;人才培養(yǎng);作用

陳景潤(rùn)是我國(guó)著名的數(shù)學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士。陳景潤(rùn)出生于1933年,故鄉(xiāng)是福建福州。1935年,陳景潤(rùn)從廈門大學(xué)數(shù)學(xué)系畢業(yè),四年后加入中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所,陳景潤(rùn)在華羅庚教授的指導(dǎo)下開(kāi)展對(duì)于數(shù)論的研究。曾經(jīng)擔(dān)任過(guò)中國(guó)科學(xué)院研究院并且兼福建師范大學(xué)、華中科技大學(xué)、青島大學(xué)、河南大學(xué)以及貴陽(yáng)民族學(xué)院的教授,任職過(guò)《數(shù)學(xué)季刊》主編,曾經(jīng)是國(guó)家科委數(shù)學(xué)學(xué)科組重要成員。陳景潤(rùn)主要進(jìn)行解析數(shù)論方面的研究,而且他在著名的哥德巴赫猜想方面取得了驚人成果。相關(guān)的成果被人們稱作陳氏定理,有著廣泛認(rèn)同。

一、陳景潤(rùn)的人生經(jīng)歷對(duì)于培養(yǎng)人才的啟示

陳景潤(rùn)出生在福建省,是閩侯人。他小的時(shí)候?qū)W習(xí)十分用功,由于家境貧寒,所以比別人勤奮,高中還沒(méi)有畢業(yè)就順利考進(jìn)廈門大學(xué)。陳景潤(rùn)在小的時(shí)候就對(duì)數(shù)學(xué)有一種獨(dú)特情感,他有空的時(shí)候就喜歡演算數(shù)學(xué)題,大家都知道他是小數(shù)學(xué)迷。陳景潤(rùn)不太會(huì)說(shuō)話,但是一個(gè)和善而且真誠(chéng)的人,不會(huì)與人計(jì)較小事,把一輩子都交給了數(shù)學(xué)事業(yè)。陳景潤(rùn)第一次聽(tīng)到哥德巴赫猜想是在英華中學(xué)讀書的時(shí)候,有一次,清華大學(xué)的一個(gè)非常有學(xué)問(wèn)的教師來(lái)講課,陳景潤(rùn)就是其中的聽(tīng)眾,故事是這樣的:大概在兩百年前,德國(guó)有一個(gè)叫哥德巴赫的數(shù)學(xué)家想出了一個(gè)天才猜想,“任意一個(gè)偶數(shù)都能夠用兩個(gè)素?cái)?shù)的和來(lái)表示”。哥德巴赫一輩子也沒(méi)有完整地證明出這個(gè)猜想,于是他寫信給俄國(guó)的著名數(shù)學(xué)家歐拉,請(qǐng)求他一同證明這個(gè)難題。歐拉為了證明這個(gè)問(wèn)題可謂絞盡腦汁,但是直到去世也沒(méi)有完成。哥德巴赫同樣是在遺憾中去世,為后人留下了這個(gè)世紀(jì)難題。兩百多年來(lái),著名的哥德巴赫猜想吸引力大量的數(shù)學(xué)家的研究,但是仍舊沒(méi)有結(jié)果,屬于國(guó)際數(shù)學(xué)界最大的謎案。當(dāng)時(shí)那個(gè)教師還做出十分形象的比喻,他把數(shù)學(xué)比做自然科學(xué)的皇后,又說(shuō)哥德巴赫猜想是皇后王冠上的閃閃發(fā)亮的明珠。這節(jié)課連同有趣的故事給年少的陳景潤(rùn)心里留下很深印象。后來(lái)的時(shí)間里,這個(gè)著名的猜想就像是強(qiáng)力磁鐵一樣吸引著他。自此,陳景潤(rùn)走上了摘取皇冠寶石的漫長(zhǎng)道路。陳景潤(rùn)1953年從廈門大學(xué)數(shù)學(xué)系畢業(yè),曾經(jīng)留在廈門大學(xué)做學(xué)校圖書館資料員,整理圖書館的圖書,同時(shí)還需要幫忙批改學(xué)生的數(shù)學(xué)作業(yè)。但是在工作忙碌和時(shí)間緊迫的時(shí)間里,陳景潤(rùn)并沒(méi)有放棄對(duì)數(shù)學(xué)科學(xué)的研究。陳景潤(rùn)對(duì)數(shù)論方面的研究比較感興趣,所以他花費(fèi)了大量時(shí)間閱讀關(guān)于我國(guó)數(shù)學(xué)家華羅庚所著的關(guān)于數(shù)學(xué)研究的書,同時(shí)還學(xué)習(xí)了西班牙語(yǔ)、意大利語(yǔ)、日語(yǔ)、法語(yǔ)、德語(yǔ)以及俄語(yǔ)。學(xué)習(xí)這些國(guó)際語(yǔ)言是一個(gè)較大突破,但這些努力只是奔向成功的一小步。為了實(shí)現(xiàn)自己心中的理想,陳景潤(rùn)在多少個(gè)寒冬和酷暑里,在他還不到6平方米的小屋子里潛心鉆研、夜不能寐、食不知味,他用來(lái)計(jì)算的草紙就滿滿地裝了好幾個(gè)大麻袋。1957年,陳景潤(rùn)被調(diào)到中國(guó)科學(xué)院研究所從事研究工作,在這個(gè)新的環(huán)境里,陳景潤(rùn)更加用功。在十多年的計(jì)算之后,陳景潤(rùn)發(fā)表了他的關(guān)于哥德巴赫猜想的論文成果。這個(gè)論文得到了國(guó)際數(shù)學(xué)界以及眾多數(shù)學(xué)家的極力贊揚(yáng)和重視。德國(guó)著名數(shù)學(xué)家黎希特以及英國(guó)著名數(shù)學(xué)家哈伯斯坦都把陳景潤(rùn)的相關(guān)論文寫到了數(shù)學(xué)書里,并且稱之為“陳氏定理”。這個(gè)論文代表陳景潤(rùn)終于摘取了數(shù)學(xué)皇后王冠上的那個(gè)寶珠,哥德巴赫猜想這個(gè)國(guó)際數(shù)學(xué)難題終于被數(shù)學(xué)家攻克。這個(gè)故事可以有效激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)探究興趣,讓學(xué)生也產(chǎn)生研究數(shù)學(xué)頂端問(wèn)題的理性,有效提升學(xué)生的主動(dòng)性以及積極性,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)態(tài)度以及自信心;讓學(xué)生了解到只要肯付出努力,就可以學(xué)好數(shù)學(xué)這門學(xué)科,同時(shí)還能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)中隱含的規(guī)律,得到意外發(fā)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)理想以及數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)志向的培養(yǎng),學(xué)生能在潛移默化中養(yǎng)成數(shù)學(xué)精神,并且產(chǎn)生不斷追求數(shù)學(xué)真理和堅(jiān)持?jǐn)?shù)學(xué)理想的意義。

二、陳景潤(rùn)的學(xué)習(xí)興趣對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)的借鑒作用

陳景潤(rùn)在農(nóng)村長(zhǎng)大,誠(chéng)實(shí)憨厚,不喜歡逛馬路和公園,唯獨(dú)鐘情于數(shù)學(xué),每次都會(huì)忘記睡覺(jué)和吃飯。陳景潤(rùn)一旦到了圖書館里,就好比螞蟻掉到了蜜糖盒子里面,舍不得離開(kāi)。一天早上,陳景潤(rùn)吃過(guò)早餐,帶著幾個(gè)饅頭和一塊咸菜就去圖書館學(xué)習(xí)。他在圖書館里找到了一個(gè)人少還安靜的地方,開(kāi)始認(rèn)真讀書。到了中午,肚子餓了,陳景潤(rùn)就會(huì)從口袋拿出來(lái)一個(gè)饅頭,一邊看書,一邊啃饅頭??粗粗?,圖書館下班的鈴聲響了,圖書館管理員開(kāi)始大聲說(shuō):“下班時(shí)間,下班時(shí)間,請(qǐng)各位把圖書放回原處,離開(kāi)圖書館。”其他人都走了,但是陳景潤(rùn)因?yàn)檫^(guò)于投入,沒(méi)有聽(tīng)到管理員的呼聲,還繼續(xù)看書。圖書館管理員以為里面的人都走了,于是鎖上大門,回家休息了。時(shí)間一分一分地過(guò)去了,天色逐漸黑下來(lái)。陳景潤(rùn)只是簡(jiǎn)單地看了看窗外,心里想著:怎么今天的天氣這么奇怪,剛才還是陽(yáng)光普照的,這會(huì)兒就陰了。陳景潤(rùn)打開(kāi)電燈的開(kāi)關(guān),坐下來(lái)繼續(xù)看書。陳景潤(rùn)又看了好久,忽然站起身,原來(lái)是他看了整天的書,腦袋開(kāi)竅了,他要趁著思維活躍的時(shí)候回家,把之前百思不得其解的題目解開(kāi)。他把自己的書收拾好,向著圖書館的大門走去。這時(shí)的圖書館十分安靜,聽(tīng)不到一絲聲音,陳景潤(rùn)沒(méi)有看到管理員,也沒(méi)有看到平時(shí)到圖書館看書的人,他下意識(shí)地看了看手表,發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是晚上八點(diǎn)多了。大門被鎖上了,陳景潤(rùn)沒(méi)有推開(kāi),他向門外喊,“請(qǐng)開(kāi)門,請(qǐng)開(kāi)門!”門外還是一片安靜。如果換作平時(shí),陳景潤(rùn)會(huì)走回到圖書館的座位上接著看書,到第二天上午就能回去了,但是今天的情況不相同,陳景潤(rùn)需要回宿舍做一道題目,這才是重要的事情。陳景潤(rùn)來(lái)到電話機(jī)旁邊,撥通了辦公室電話,但是電話那頭沒(méi)人響應(yīng),只能聽(tīng)到持續(xù)的嘟嘟聲。他連續(xù)撥打了幾個(gè)號(hào)碼都沒(méi)有回應(yīng)。陳景潤(rùn)急了,他撥通了黨委書記的電話。黨委書記接到電話后很疑惑,不知道發(fā)生了什么事情。陳景潤(rùn)向書記說(shuō)明情況,書記笑著說(shuō):“辛苦了,辛苦了,你是個(gè)好同志啊,陳景潤(rùn)?!彼⒓磁蓭讉€(gè)人聯(lián)系圖書館的管理人員,最后打開(kāi)圖書館的大門。陳景潤(rùn)連忙跑出來(lái)道歉:“謝謝,謝謝,真是太對(duì)不起了?!标惥皾?rùn)一邊道歉,一邊急忙跑下樓梯,趕回宿舍?;氐剿奚?,陳景潤(rùn)打開(kāi)燈,開(kāi)始琢磨那個(gè)題目。學(xué)生由此明白,陳景潤(rùn)的成功源于強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣,可見(jiàn)興趣是他最好的老師。愛(ài)迪生的每一項(xiàng)發(fā)明都是和他的興趣緊密相連,他發(fā)明電報(bào)之后又開(kāi)始做電話實(shí)驗(yàn)。由此,一個(gè)“會(huì)說(shuō)話的機(jī)器”做成了。人們聽(tīng)到這個(gè)消息都前來(lái)觀看,并稱他為“最偉大的發(fā)明家”。興趣是一個(gè)人取得成功,展示智慧的先決條件。筆者認(rèn)為,除了勤奮外,興趣是最好的老師,有興趣,學(xué)生才會(huì)在某一領(lǐng)域深入研究,才會(huì)取得成功。

三、陳景潤(rùn)的相關(guān)成績(jī)對(duì)于人才培養(yǎng)的啟示

陳景潤(rùn)除了解決哥德巴赫猜想這個(gè)難題之外,還深入探討和研究了尖端技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理以及組合數(shù)學(xué)的關(guān)系。在國(guó)內(nèi)外期刊中,陳景潤(rùn)發(fā)表的論文有七十多篇,出版了《組合數(shù)學(xué)》《數(shù)學(xué)趣味談》等書籍。陳景潤(rùn)關(guān)于解析數(shù)論方面的研究取得了優(yōu)異成果,獲得了華羅庚數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、何梁何利基金獎(jiǎng)以及國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)等。而且他還是我國(guó)第五屆以及第六屆的全國(guó)人大代表。從數(shù)學(xué)發(fā)展歷史以及數(shù)學(xué)家的精彩故事中可以看到,數(shù)學(xué)研究往往是不順利的,關(guān)于數(shù)學(xué)研究的成果都是通過(guò)認(rèn)識(shí)、實(shí)踐,再認(rèn)識(shí),再實(shí)踐得出的,是一個(gè)漫長(zhǎng)的追求真理和探索真相的過(guò)程。如果能把數(shù)學(xué)背景以及數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合起來(lái),通過(guò)陳景潤(rùn)的事跡能讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)發(fā)展的規(guī)律以及數(shù)學(xué)家的精神風(fēng)骨。

四、討論

數(shù)學(xué)歷史中呈現(xiàn)的是關(guān)于數(shù)學(xué)發(fā)展過(guò)程的內(nèi)容,如哲學(xué)有哲學(xué)歷史,文學(xué)有文學(xué)歷史,而天文學(xué)有天文學(xué)歷史。數(shù)學(xué)與其他學(xué)科相同,也有自己的歷史,同時(shí)也有自己的獨(dú)特之處。數(shù)學(xué)史一個(gè)具有較強(qiáng)積累性以及歷史性的學(xué)科,具有嚴(yán)謹(jǐn)、縝密的特點(diǎn)。數(shù)學(xué)概念的形成需要具有明確的定義。但是實(shí)際情況是,數(shù)學(xué)這個(gè)概念是難以完美地進(jìn)行定義的,主要原因是這個(gè)學(xué)科仍然處在發(fā)展過(guò)程中。數(shù)學(xué)史是研究數(shù)學(xué)的歷史,數(shù)學(xué)史不僅研究數(shù)學(xué)研究成果的規(guī)律以及發(fā)展過(guò)程,同時(shí)也研究數(shù)學(xué)方法、思想以及內(nèi)容的發(fā)展和演變過(guò)程,其中不只包括數(shù)學(xué)方面的內(nèi)容,還包括歷史、經(jīng)濟(jì)、政治、宗教、哲學(xué)以及歷史學(xué)內(nèi)容,是一個(gè)人文學(xué)科以及社會(huì)學(xué)科相互交叉的學(xué)科。數(shù)學(xué)科學(xué)具有漫長(zhǎng)的歷史,和其他自然學(xué)科相比,具有更強(qiáng)的積累性,并且相關(guān)方法和概念延續(xù)性更強(qiáng)。數(shù)學(xué)不只是一個(gè)語(yǔ)言形式、藝術(shù)形式或者方法,更是包含了大量?jī)?nèi)容的知識(shí)體系,其中的豐富內(nèi)容對(duì)于藝術(shù)家、邏輯學(xué)家、哲學(xué)家、社會(huì)科學(xué)家和自然科學(xué)家都有重要作用,影響神學(xué)家以及政治家的理論形成。數(shù)學(xué)對(duì)于人類的思想以及生活有著深刻影響,促進(jìn)了現(xiàn)代文化的形成。數(shù)學(xué)史從一個(gè)獨(dú)特的視角反映了人類的文明發(fā)展歷史,是人類文明的重要部分。數(shù)學(xué)史不僅可以使學(xué)生接受數(shù)學(xué)專業(yè)訓(xùn)練,而且還可以了解數(shù)學(xué)概貌,獲得數(shù)理方面的修養(yǎng)。數(shù)學(xué)家的成績(jī)與品德會(huì)在學(xué)生的人格培養(yǎng)上發(fā)揮十分重要的作用。中國(guó)數(shù)學(xué)史可以使學(xué)生了解中國(guó)古代數(shù)學(xué)的輝煌成就,對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育,可激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和為國(guó)富民強(qiáng)而奮學(xué)習(xí)的精神。同時(shí),了解中國(guó)近代數(shù)學(xué)落后的原因、中國(guó)現(xiàn)代學(xué)研究的現(xiàn)狀以及與發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)學(xué)的差距,以此激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情,振興民族科學(xué)的精神,激勵(lì)學(xué)生為實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興而奮斗不息。通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)歷史,學(xué)生能養(yǎng)成研究和探索數(shù)學(xué)知識(shí)的習(xí)慣,認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題從出現(xiàn)到最終解決的過(guò)程中產(chǎn)生了什么,哪些方法和思想代表著相關(guān)內(nèi)容對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)容的實(shí)質(zhì)性發(fā)展和進(jìn)步。學(xué)生通過(guò)了解創(chuàng)造的過(guò)程體會(huì)到真實(shí)、鮮活的數(shù)學(xué)思維過(guò)程,形成對(duì)于數(shù)學(xué)問(wèn)題的更加深入的認(rèn)識(shí)。他們能了解相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用和最初來(lái)源,而不是單一地在課堂中接受教師的數(shù)學(xué)知識(shí)。通過(guò)這種方式,學(xué)生能在探索、學(xué)習(xí)和持續(xù)研究的過(guò)程中明確數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)展路線以及思路,加深對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解程度。數(shù)學(xué)知識(shí)的形成、發(fā)展以及實(shí)際應(yīng)用是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,是結(jié)合了實(shí)踐和理論的過(guò)程,其中不僅有具體的方法和步驟,還包含了珍貴的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn),其中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)成果。學(xué)生能自然而然地形成對(duì)數(shù)學(xué)研究的正確認(rèn)識(shí),發(fā)展出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以及積極性,樹立創(chuàng)新意識(shí),從一個(gè)特殊的角度促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新水平的提升。

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作者:李權(quán) 斯琴 王慧 單位:河套學(xué)院理學(xué)系