纪念华罗庚诞辰106周年:58年的历史问答 > 华罗庚当年说过的那些话

58年的历史问答 文章来源:数学与系统科学研究院老科协数学分会作者:颜基义  

颜基义:华公教义万千点,学子一生步师飞

德国哲学家Johann Gottlieb Fichte(1762-1814)说:“教育必须培育人的自我决定能力,不是首先要去传授知识和技能,而要去‘唤醒’学生的力量。”让我们看看,华先生在五十八年前,是如何‘唤醒’我们这些学生的力量的?

让高高的数学,从低低的“数”开始

华先生早在1944年就指出:“……而我国大学之数学课程内容,大致仍抽象而忽具体,……”他在1963年总结给我们的教学时就指出:“整个中学阶段所学的数学可以说都不是突出利用‘连续性’与‘无穷性’的学科。”

华先生在他编写的《高等数学引论》序言中说:“读者可能发现一些其他书上所没有的材料,也可能发现一些稍有不同的处理方法,…”。好一个“稍有不同”! 这里面隐藏着许多“‘唤醒’学生的力量”的处理方法。

华先生为我们搭建了两个重要的“阶梯”:

其一,从“任意两个有理数之间有一个有理数存在”这样的简单命题,立即引伸到“任意两个有理数之间有无穷个有理数存在”,于是让“稠密的有理数”拓展到“无穷”的理念上。

其二,让数轴与数的直观对应,很自然地引伸到用“无穷小数”来描述实数,巧妙地跳过用比较抽象的Dedekind分割来定义实数,也没有用公理化方式来定义实数。

华先生这样的安排,能够很好地与中学实数定义衔接,用十进小数定义实数系,然后建立相关的性质。建立实数的序,以及实数的完备性等。事实说明,当时我们班大多数同学都较好地跨越了这个门槛。实数“舞台”搭建起来之后,然后华华先生在这个舞台上演出一幕幕数学“大戏”。

华先生远见卓识地强调二进位数与电路的关系,他说:“由于可以用电路的开来表示1,用电路的关来表示0,最便于化成机器的动作。”( 可不能小看这一段话,…….! )


 

 

后来,计算机和IT技术的迅猛发展,如今我们生活的周围,到处都是基于二进位数的。Bit源于binary digit。如今Bit 的作用之大,怎样形容都不会过分, 不仅改变了人们的生活方式和结构,改变了人们的世界观,甚至改变着人类的前途。对此,物理学家惠勒(John Archibald Wheeler)曾这样描述:万物源自比特(It from Bit)。

华先生与Norbert Wiener早在后者于1935-1936年访问清华时相识,后者很赞赏华先生的才华,强力推荐华先生到英国留学,他们二人保持长达十好几年的友好交流,华先生对后者极其尊重。

Wiener:“信息就是信息,既不是物质也不是能量”(1948年)。也许Wiener对信息和计算机的认识会影响到华先生对计算机的认识。华先生对我国计算机的贡献也是很大的,此外他还倡导了编码问题研究,鼓励计算数学研究等。

今年正好是信息论的开创者Shannon诞辰100周年,美国《The New Yorker》于4月30日发表了专题文章《Claude Shannon, the Father of the Information Age, Turns 1100100(先农,信息之父,百岁诞辰)》。

因此,当我们在信息时代这样的背景下纪念华先生诞辰106周年的时候,不要忘记华先生当年为他的学生们做出的、这样特殊的铺垫。

借庄子之“锤”,敲开“无穷理念”和“传统文化”两扇门

在通往数学高处的入口处,华先生交给我们一个“棰子”,一尺长的棰子。他在处理第一个“极限”概念的时候,他这样说:“我国古代早就有了这一概念的萌芽,‘一尺之棰(书中原文为“槌”),日取其半,万世不竭’就是极限的看法。”这句话出自《庄子·天下篇》。短短十二个字,包涵了理性的闪光。

于是,那个无穷小 “鬼魂”(英国大主教哲学家George Berkeley语)实实在在地呈现在我们面前。而且把“极限”的动态变化表现的活灵活现。进一步还发现,庄子有很多类似的精彩论述,诸如:“至大无外,谓之大一;至小无内,谓之小一”等等。古希腊哲学家Anaxagoras也有类似的论述,表明中华民族的智慧完全可以与西方平起平坐!

本来是西方学者创立的微积分理论,华先生却在我国传统文化中寻根觅源,充分反映了华先生的治学风格:凡事他都要从自己民族文化瑰宝里去对比,去鉴别,去寻觅。以求体现出“上山千条路,共揽一天月”这样的特殊境界。这一点,对我的影响很大。华先生这种“底气”,使我们慢慢转变成“腹有诗书气自华”。

“连分数”大显神通,通向更大神通的“算法”(algorithm)

华先生很擅长使用连分数,这在他的教学中有着充分的而体现。为了让我们理解好“有理数接近实数”这一概念,华先生以此为例,用ξ表示小数点部分,很容易就建立起的下述关系式:

以此等式为依据,把右边视作“输入”, 左边是“输出”。只要给定ξ 的一个初始值,就可以逐步得到ξ 的一系列近似值,……。这一过程体现为“迭代法”,其操作规则非常简单,这是很初等的算法。后来,华先生又进一步介绍了一些相关算法:图解法,插值法,联合法……

华先生带给我们的“算法”理念熏陶,对我们的知识结构影响也是很大的,因为它留下了极其广阔的空间。在这个思维轴线上,往以前看,连接着中国古代的数学思维,可以看到中国古代数学中的“算法智慧”。而往今后的方向看,连通着最新前沿的IT技术,AI技术。

本质上,算法就是计算机和人沟通的语言,而计算机一步步地又和我们那样接近,如影相随,不离不弃,算法也就成了我们生活的“有机组成部分”,而越发不可或缺了。一大批USTC娇娇学子正在各个领域用算法做出非常了不起的贡献!

以“科大讯飞”为例的语音输入(想想Babel Tower,……),其总裁刘庆峰在两周前的香山科学会上说:在汉语、英语等六、七种语言上,各种检验指标都超越了包括谷歌,微软,MIT等的水准。

华先生在教育上,在USTC留下的 “脚印”一直指引着后来学人,一步步登高,越来越高……

最后,让我们以华先生下面的两段话共勉,尤其是与今天到会的年轻人共勉:

大哉,数学之惟用!

为人休轻做小事,小善原是大善根, 自负树大不小就,浮薄轻夸负此身。

谢谢大家!