一对一的数数从未开化到文明|数学与生活

数学是高等智慧生物的共有思维,是对真理的探索,对矛盾的怀疑,但它绝非一门晦涩难懂的学问,非应试目的的数学是纯粹而朴实的智慧 。《数学与生活》为日本数学教育改革之作,旨在还原被考试扭曲的数学,为读者呈现数学的真正容颜,消除应试教学模式带来的数学恐惧感 。
1.1 从未开化到文明有一位数学家接受手术 。在开始手术前,外科医生让这位数学家闻麻醉药,并且叫他数1,2,3,… 。这位数学家要是在平时,别说是1,2,3,…,就是极大或是极小的数也都能随心所欲地数出来,可是他却抵抗不住麻醉药,数1,2还可以,数到3就人事不知了 。一滴氯仿就把数学家带回到只能数到3的未开化人的状态去了 。
用一滴麻醉药,就能把数学家带回到未开化人的世界去,但是反过来,从未开化人变成数学家的道路可就漫长而又遥远了 。不仅仅是漫长,那还是一条极其曲折的道路呢 。为了看清数学这门学问的本来面目,我们有必要回到起始点,在这条曲折的道路上再走一遍 。
精神病医生为了试验病人的神智是否清楚,好像就是让病人数数的 。据说从前在泰国的法庭上也是让证人数到 10,如果数不上来,就没有资格作为一名证人 。但如果根据这件事就想说“数学是智能的检验标准”的话,一定会有许多人瞪着眼反对 。这是因为在这个世界上有许多人讨厌数学 。
与喜欢数学的柏拉图不一样,讨厌数学的索克拉提斯说:“在数学家当中,没有人能够作认真的推论 。”另外,还有很多人公然说数学这种东西是有害无益的 。
可是,喜欢、讨厌姑且不说,既然生活在现代,没有数这个东西就不能生活下去 。其实只要想一下在每天的报纸上出现多少数字就明白了 。所以,即使是讨厌数学、对计算觉得棘手的人,实际上也是懂得相当多的数学、很会应用数学的人 。站在未开化人当中,就是第一流的数学家了 。
即使说数学不行或者讨厌数学,也并不意味着这个人的智能或人品不好 。可是要在现代社会生活下去,不用说,会有很多不便之处 。一看见数字就头痛的人,跟一坐车就晕车的人是一样的吧 。
1.2 数的黎明从前——距现在大约50万年,在现在北京郊外周口店的洞穴里,居住着人类的祖先北京猿人 。从他们遗留下来的石器和动物的骨骼,可以大致知道他们从事什么样的劳动,吃什么样的食物 。但是要推测他们懂什么数学就非常困难了 。为什么呢?因为数这个东西是无形的,没有一种直接了解的线索 。
但这并不是说就没有一种间接的线索,去了解人类在太古时期如何建立数字或图形的知识 。这线索就是考察在文明进步中遗留下来的未开化人的数学,另外就是观察在幼儿当中,数的概念是怎样建立的 。
首先产生的问题是,除了人类以外是否真有动物了解数?就像经济学家亚当?斯密说的那样:“数是人类在精神上制造出来的最抽象的概念 。”确实,即使像1,2这样最简单的数,要是和其他语言相比较,也是很抽象的,除了人之外,其他动物好像还没有知道数的 。
然而有人认为鸟知道数 。例如,杜鹃悄悄把自己的蛋产到黄莺的巢里,让黄莺替它孵蛋,它会把和自己的蛋数相同的黄莺蛋去掉 。从这个事实来看,人们自然会产生这样的疑问:鸟不是会数数吗?德国的动物学家奥?凯拉作了鸟能数到什么程度的试验 。但是以往这种试验,由于准备不充分,结果难以信赖 。从前也曾有过这样奇怪的事情——马戏团的马因为会计算而闻名,可仔细研究一下就知道,是马的主人在不知不觉中送出一个什么信号,然后敏感的马回应了这个信号 。
凯拉为了防止一些杂音混进来,小鸟放到一个院子里,让小鸟和实验者彼此都看不见,小鸟的动作用照相机自动拍下来 。
实验对象就是乌鸦和鹦鹉 。在鸟的前面放五个箱子(见图1-1),箱子盖上画着标记点,分别是2,3,4,5,6 。箱子前面也放着画有标记点的盖子 。预先让鸟作挑出与盖子上标记点相同的箱子的练习 。经过充分练习之后,再让鸟作挑出同样数目的试验时,鸟能够出色地取得成功 。而且即使把五个箱子的排列方法作各种变化或改变标记点的画法,也不会失败 。

一对一的数数从未开化到文明|数学与生活

文章插图

图1-1上面的试验是让鸟同时认标记点的个数 。接着又作了按时间顺序数数的试验,先让乌鸦作这个练习,就是从许多食饵中按特定的数,例如取5个食饵来吃 。取食的时候,摆好几个内部装有食饵的小箱,而顺序放入这些小箱里的食饵的数量是1,2,1,0,1,… 。这个试验就是把箱子打开,让鸟只吃5个食饵 。当吃的食饵少于5个时,就必定让乌鸦回笼子去 。