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数学:也是浪漫的童话

2019-01-28张宏伟

内蒙古教育·综合版 2019年1期
关键词:重合轴对称虚构

张宏伟

数学和数学教育生活充滿童心,美妙而又神奇!

曾经,我和二年级的孩子一起学习轴对称,发生了这样一段有趣的争执:

以王子豪为代表的同学认为下面的回文联是轴对称的:雾锁山头山锁雾,天连水尾水连天。但是,另一部分同学则提出了反对意见:对折后,前边“天”的那一撇会对到后面“天”的那一捺上,不重合,因此,不是轴对称的;并以一张长方形纸为例现场演示,进一步说明:“像这样对折完全重合!完全重合!完全重合!才是轴对称。”这时,王子豪原来的支持者,几乎全部倒戈!

善思的王子豪同学绝地反击:“如果用一万倍的放大镜去看,纸边上一定有很多齿齿和毛毛不重合!”他一石激起千层浪,引发了同学们关于现实物体的对称和数学上的严格对称的讨论。最终二年级的孩子竟然通过彼此的碰撞说出了“数学上的对称是想(思考)出来的”!让我倍感震撼和欣慰,同时,也勾起了我对数学一直都有却又难以名状的感觉。

课后,恰好从梅子涵的《我就是这样浪漫》中,读到了这样一句话:“阅读童话,不要说里面的故事是假的。虚构、想象,不等于假。我们如果习惯了说它们是假的,会在逻辑上摇撼了文学、童话、名著和经典的意义,会在逻辑深处语无伦次。”这段美妙的文字,令我豁然开朗,终于明白了那种感觉是什么:原来,数学也是浪漫的童话!

一、 浪漫的“点”

先说说浪漫的“点”吧。“点”最初的定义是“没有部分的东西”,它除了位置似乎什么都没有:没有长度、没有厚度、没有大小……现实生活中并没有真正意义上的点,但是点又无处不在——测量针的长度,针头和针尾的末端可以看作点;测量地球和太阳间的距离,地球和太阳可以看作点……

“点”作为一个零维度对象,有形无实,本质上是一种天真的想象、浪漫的虚构、纯粹的思考、浪漫的童话!在数学中又是一种真真实实的存在。

更浪漫的是,数学中的“点”实际是画不出来的,因为一旦你用笔点了一个“点”,这个“点”就已经不再是数学上严格意义的“点”了,它已经成为一个实际存在的物体,至少是一个很小的面啦。但是,记录数学和研究中却偏偏随时随处用这个不是点的“点”来表达数学上严格意义上的“点”。

二、浪漫的“线”

几何学中的“线”也是这样。它没有宽,没有高,没有粗细……数学的“线”是由缘于想象出来的“点”来定义的:“一个点任意移动所构成的图形”,这种定义,其本身就是一种动画式的虚构和想象——天真而又浪漫!

“线”是一部仅仅拥有长度的童话。它同样是不能画的,一旦画了,线就不是“线”了。但是,我们同样用画出的不是“线”的线,来表达数学上严格意义上的“线”。

三、 浪漫的“面”

更浪漫的是,我们又用有形无实的“线”移动形成的痕迹来定义“面”;用有形无实的“面”移动形成的痕迹来定义“体”。这种动画式的定义和童话的创作一样:虚构和想象。这些靠思维的虚构和想象创造出来的几何图形,如果以现实中是否存在为标准去衡量,那么,它们都是假的!

但是,我们如果因此而否定了它们,便会让数学也“在逻辑深处语无伦次”——几何学就一下子失去了基石,整个大厦便顷刻间土崩瓦解、轰然倒塌。因此,“它们不具体存在,但它是真的存在”必须成为我们对数学坚定的信仰。

也正是在这“生活现实”中不存在的“存在”的基础上,才产生了数学逻辑体系,产生了数学这门学科。这和佛家的“有依空立”,道家的“天下万物生于有,有生于无”一脉相承,同理同源,令人拍案惊奇。

四、浪漫的“数”

那数与代数呢?同样如此!比如,数2表示的意义。2可以表示两个苹果,两只虫子,两个电子,两个星系……可是,两个苹果不是2,两只虫子也不是2,电子不是,星系也不是……两个苹果具体存在,两只虫子具体存在,两个电子具体存在,两个星系在,“2”这个字符也在。但是,这个字符表示的数目却千真万确不是一个具体的存在。它是想象的,虚拟的,抽象的,概括的。它也是浪漫的童话!

综上所述,就数学本质而观之,“数量关系和空间形式”都是人通过浪漫的思维和想象从事物和现象中剥离、抽象和概括出来的规律、结构和关系。它和“客观存在”(抑或“具象的存在”)的实物不同,是另外一种“主观存在”(抑或“抽象的存在”)。

这和童话的产生逻辑、功用是一致的:“很多时候是在叙写另外一种生活——一种不具体存在而又真实存在,且超越现实本身的生活”。因此,数学教育在理性地演绎数学的同时,也要像童话的创作和阅读一样,需要我们在生命中保留着浪漫和天真,并用这份浪漫和天真把数学编织成一部童话。数学和数学教育生活也便因此充满童心,美妙而又神奇!

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