丘成桐:数学史与数学教育

作者: 丘成桐

来源: 数理人文

发布日期: 2017-03-13 09:52:57

丘成桐教授探讨了数学史与数学教育的重要性,分析了中国数学发展的历史,并强调了数学在现代社会中的基础作用和前瞻性。

丘成桐为美国哈佛大学数学与物理教授,美国科学院院士,中国科学院外籍院士,菲尔兹奖、克拉福德奖、沃尔夫奖得主。发展了强有力的偏微分方程技巧,使得微分几何学产生了深刻的变革,解决了卡拉比(Calabi)猜想、正质量猜想等众多难题,影响遍及理论物理和几乎所有核心数学分支。

筹资成立浙江大学数学科学研究中心、香港中文大学数学研究所、北京晨兴数学中心和清华大学丘成桐数学科学中心等学术机构,并担任主任;1998年创立世界华人数学家大会(ICCM),毎三年举办一次。由于对中国数学发展的突出贡献,获得2003年度中华人民共和国科学技术合作奖。

科普著作有《大宇之形》(2012)、《从万里长城到巨型对撞机》(2016)、《简史:哈佛数学150年》(即将出版),主编科普杂志《数理人文》和丛书《数学与人文》。

数学史的内容,除了它肩负的历史意义外,也应当说明数学的有机发展,不只注意于数学本身,也要顾及数学的外缘,要问数学发生在怎样环境之下,如何扩散出去。先父谈哲学史的说法可用在数学史上,因此数学史的目的可归纳为三个:一、求因;二、明变;三、评论。

举个例子,我们约略谈谈中国数学史。

从前人们总会谈到伏羲,隶首,河图,洛书这些史实不详的人物和事情,然而真正重要的中国古代算学书籍是《九章算术》、《周髀算经》和《孙子算经》,尤以九章为最重要。大略而言,此书非一时一人的作,成书当在汉初,刘徽在公元263年为之作注,已经谈到秦末汉初时张苍为之删补。而东汉郑玄、马续则传述此书。

刘徽的注疏可能比原书更为重要,此书涉及二次方程,联立线性方程,勾股定理,圆与球之面积和体积,刘徽是第一个证明勾股定理的中国数学家。

明清的数学与西方相差太远,无可观者。明末利玛窦和徐光启才开始翻译欧几里得几何原本前六章。而中国学者虽然仰慕几何原本的推理方法,却无力吸取其精髓。到十九世纪初叶,李善兰才将几何原本全部译出。清朝数学家却花了不少时间去整理中国数学古籍,一方面可以看到清代文字狱的影响,一方面也可以隐约的看出学者心存“夷夏之分”抗拒西方的思想。

在数学每一个重要的环节上都搞清楚后,就需要考虑它们交叉的意义和内容,就如一个交响乐团由不同的乐器和音乐家组合而成,由一个掌控全盘的音乐家来指挥。文学创作里的红楼梦也是如此:从很多不同的环节组合而成,这些环节有诗,有词,有祭文,各有重要的特色,而又环环相扣。在数学上,也是如此:数学家证明了同而又重要的定理。

这些定理可能都有它们的重要性,但真正成为一个数学主流的学问,必须将这些定理整合起来,成为一个有完整哲学思维做背景的理论,影响才会深入,这种学问才会有价值,能够流传后世!

结语:今日中国科教兴国,科技创新,必以数学为基础。数学在现代社会的影响可谓无远而弗届,上至天文,物理,生物,下至网络,社会人文都和数学有关。可以预见的是:二十一世纪大国的竞争,必和科技发展息息相关,谁能掌握科技上流,谁就主导经济和军事的走势。但是科技的上流,却不是解决几个问题就可以完成。我们要有前瞻性的胸襟和理想,才能引领风骚,领导世界。

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