好玩的數學
就像喜愛自然科學一樣,我也一直很喜歡文藝,而且我一直都覺得很奇怪——也是我寫這本書的原因之一——為什么這兩個領域會被某種奇怪的學科隔離制度分割開,分為文科和理科?若總結一下我們今天對這個隔離制度的解釋,你可能會說:文藝像是帶有一種貴族的、皇家的氣質,而科學則展現得更加平等、更直白、更清教徒一些。我們有時候會覺得,自己總是位于這些文化軌跡的兩側,而這兩側表現在文化主流之中的形象要么是浮夸、充滿空想的創造者,要么就是不修邊幅、難以接近、無法融入社會的技術怪才。
無須多說,這種分割是一種非常現代的發明。舉個例子說吧:復辟國王查理二世是花花公子中的極品,然而,他對科學的愛好也是其他國王所不能比的——相反,誰都很難想象哪個人會比奧利弗·克倫威爾更不可能去解剖青蛙或者是釋放氣象氣球。但是,整個教育系統卻似乎完全接受了這個現代“神話”,好像我們生來注定要么是藝術家,要么是科學家一樣。人類的兩種智能有可能真的分兩類,一種可以寫出漂亮的俳句,另一種則可以完美地操作一套化學儀器。為什么科學會讓少數人對它極具熱情,卻讓多數人認為它高深莫測?
我認為這跟你最開始同科學打交道的經驗有關,而我則非常幸運地遇到了一位最棒的自然科學老師。我們叫他巴利老師。他在維拉斯頓縣小學教給我和小伙伴們的知識,我在成人以后還記得很清楚。如果你愿意聽的話,我想跟你分享一下,我是如何在他的影響下開始學習自然科學的。
維拉斯頓并沒有什么特別的地方,我的童年是在這里度過的。村子里有五六個商店,好像都在賣報紙;一個鐵道平交路口,成了當地最大的娛樂消遣聚集地;幾個瀝青混凝土路面的游戲場地,地底下早就鑲嵌了不同年代的孩子在這兒玩耍時摔斷的牙齒;還有一個很大的住宅區,它為柴郡數以百計的年輕家庭提供了最基礎的居住條件,我家就是住戶之一。
維拉斯頓縣小學當時是一個新建的學校,目的就是照顧這一大片毫無特點的住宅區里的孩子;它也是“現代的”——在1971年,這個說法只意味著這個房子有一個平頂而已。如果你還沒理解我的意思,我可以告訴你,我實際上在描繪一個非常普通的公立學校,在英格蘭的任何地方都可以找到,它在任何方面都毫無特點。但我認為,維拉斯頓縣小學的課堂非常與眾不同,而這全都要歸功于我們那位不落陳套的副校長。
巴利先生并不像一個學校老師,他非常惹人注目,身材修長,灰黑相間的頭發,整齊的小胡子,而且有著跟Basil Brush類似的著裝風格。他對什么都很感興趣,喜歡去野外旅行,最喜歡向人們講述奇聞軼事。但在他所有的愛好中,有一個是最突出的:數學。
數學,巴利老師說,是一個僅次于英國斗牛犬的好玩兒的東西。他教給我們的第一個知識就是數基
。讀者中間對于數學不太精通的人可能覺得自己對數基一無所知——但是實際上你是知道的。而且事實上,你絕對是某一種數基的十進制的專家。就像巴利老師解釋的,我們之所以可以數到十,然后再以十的倍數來數,是因為我們有十個手指頭。但是為什么不再繼續往前數了呢?巴利老師問道:我們為什么不(只是為了好玩兒)以八為我們的數基呢——就好像我們跟米老鼠一樣,只有八根手指?十六進制也不錯啊!
我想說的是,從我們第一次接觸到數字開始,他就鼓勵我們把數字看成是可以動手和玩耍的東西。事實上,巴利老師為我們制作的木塊數基套裝,在學校里可跟樂高積木和沙坑一樣受小朋友們的歡迎呢!對巴利先生來說,數字并不只是一個沒用但又必須得學的東西;它們實際上是一種娛樂消遣。而且,雖然當時他不可能知道,但是數基知識對一群使用著基于二進制的——我們現在稱之為數位——電腦的孩子們來說,是非常有用且非常重要的。
巴利先生會為他教過的任何一個孩子都舉辦一個“儀式”——在他通過乘法表執照考試的那天舉行。這跟考駕照的形式很像。我們拿兩把椅子并排放著,你的一個同學充當考官坐在你旁邊,用乘法口訣表來考你。如果你以全對通過的話,那么我們就會舉辦一個正式的儀式。我們會在一個看起來很正式的小冊子上簽名,然后把你的照片貼在封面上。冊子上面會用印刷字體發表如下的聲明:“本·米勒,簽名如下,經由菲利普·巴利測試并證明,已經精通乘法表1到13,從今以后可隨意使用它們,直到永遠。”
有時候,巴利老師會進行抽查:“不好意思,年輕人。我看到你在做乘法,你拿到乘法表執照了嗎?”
接下來就是對這個“重要文件”的一通亂找:“在這兒呢,老師!”
而巴利老師就會像一個極負責任的邊境哨兵一樣檢查這份證件:“很好!繼續吧。”
巴利老師最鐘愛的數學標準之一,就是那種讓人不敢茍同且玩世不恭的數學高手的態度。“數學家,”巴利老師會說,“是很懶的。”據他估計,計算人員是不想去給一大堆數字做加法,所以就用乘法來代替。不管怎樣,當你可以使用十一乘法表就馬上可以得到十一乘四的結果——當然你得有相應的乘法表執照——誰會愿意去花時間把十一個四加起來呢?當學習前十三個數字的乘法表就已經夠用的時候,誰又會想要去學所有數字的乘法表呢?他還會問:我們是不是聽說過身為大人的數學家懶到了一定地步,竟然去出版整本的關于加法結果的書,然后管它們叫對數表?
維拉斯頓縣小學是十幾所為梅班克中學提供生源的學校之一,梅班克中學位于南特維奇的附近,我后來就是在那里參加我的高中和預科會考的。這所學校按學生自身能力的高低來分班。正是這一點讓我感到疑惑:原本是基于天賦的數學、科學或其他任何學科上的能力,有多少成分其實是取決于我們在小學時期是否遇到了一個很有教學天分的老師?經過一系列艱難的考試、評估和三局兩勝制的分組較量之后,我被安排到了數學特長班里。班里共有大約三十五個人。我不需要擔心交不到朋友,因為班上幾乎所有人都是從維拉斯頓來的。毫無疑問,他們都是巴利老師教出來的。