第二章趣味數學故事4(2 / 3)

朋友問:“2974×2926得多少?”

愛因斯坦很快地說出:“8701924。”

完全正確!朋友不禁驚訝:“你是怎麼算得這麼快的呢?”

原來,愛因斯坦用的是一種速算法。他發現74+26=100,所以就先用29×30,等於870,而74×26=(50+24)(50-24)=1924,把這兩個答數接起來,就得了8701924。

我們再說第二種。有些人天生就有著速算的天才,一百五十多年前,在英國發現了一個叫亨利的10歲男孩,他擅長心算,一位科學家給他出了一道題:365,365,365,365,365,365乘以365,365,365,365,365,365等於多少?

大家都認為這是一道很難的題,亨利一定算不上來,誰知亨利思索了一會兒,便報出了答案:

133,491,850,208,566,925,016,658,299,941,583,225。

幾個大人手忙腳亂地用手算了半天,驚奇地發現:亨利報出的答案完全正確!

不要說是手算,有的時候,一些速算奇人的心算速度是如此之快,即使是別人用計算工具,也趕不上。1944年,電子計算機的創始人馮·諾伊曼和另兩位物理學家費米、範曼在一起進行原子彈的研製,有時喜歡用計算尺的費米、喜歡用手搖計算機的範曼和喜歡用心算的馮·諾伊曼三個人同時算一道題,結果總是馮·諾伊曼最先算完,而且算得準確。費米和範曼都稱讚道:“馮·諾伊曼就像是一台驚人的計算機啊!”

掉進漩渦裏的數

30多年前,日本數學家角穀靜發現了一個奇怪的現象:一個自然數,如果它是偶數,那麼用2除它;如果商是奇數,將它乘以3之後再加上1,這樣反複運算,最終必然得1。

比如,取自然數6,按角穀靜的做法是:6÷2=3,3×3+1=10,10÷2=5,3×5+1=16,16÷2=8,8÷2=4,4÷2=2,2÷2=1。從6開始經曆了3→10→5→16→8→4→2→1,最後得1。

這個有趣的現象引起了許多數學愛好者的興趣。人們在大量演算中發現,算出來的數字忽大忽小,有的過程很長,比如27算到1要經過112步。有人把演算過程形容為雲中的小水滴,在高空氣流的作用下,忽高忽低,遇冷成冰,體積越來越大,最後變成冰雹落了下來,而演算的數字最後也像冰雹一樣掉下來,變成了1,數學家把角穀靜這一發現,稱為“角穀猜想”或“冰雹猜想”。

到目前為止,還沒有人能證明出按角穀靜的做法,最終必然得1。

退位讓賢的好老師

牛頓經常回憶說:“巴羅博士當時講授關於運動學的課程,也許正是這些課程促使我去研究這方麵的問題。”

這個巴羅博士,就是牛頓的恩師,是第一個發現牛頓天才的人,也是把他帶到科學殿堂的人。

牛頓19歲時進入劍橋大學,學校給他減了一部分的學費。他自己還為學校做雜務,來付剩下的學費。在這裏,牛頓開始接觸到大量科學著作,經常參加學院舉辦的各類講座,包括地理、物理、天文和數學。

牛頓的第一任教授伊薩克·巴羅是個博學多才的學者。這位學者獨具慧眼,看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。於是將自己的數學知識,全部傳授給牛頓,並把牛頓引向了近代自然科學的研究領域。

當時,牛頓在數學上很大程度是依靠自學。他學習了歐幾裏得的《幾何原本》,在他看來那太容易了;然後他又讀笛卡兒的《幾何學》,沃利斯的《無窮算術》,巴羅的《數學講義》及韋達等許多數學家的著作。

1664年,牛頓被選為巴羅教授的助手。第二年,他獲得了劍橋大學學士學位。

後來,巴羅教授為了提攜牛頓,自己辭去了教授之職,26歲的牛頓,年紀輕輕就被晉升為數學教授。巴羅讓賢,在科學史上一直被傳為佳話。

數學奧林匹克的曆史

奧林匹克體育競賽,或許每個人都知道。可是你是否知道奧林匹克數學競賽呢?

數學活動離不開解題,掌握數學的一個重要的標誌就是善於解題。而在解題活動中的有意的比賽或無意的競爭由來已久。古希臘有過解幾何難題比賽的悠久記錄;16世紀在意大利有過關於口吃者塔塔利亞求解三次方程的激烈競爭;19世紀法國數學科學院以懸賞方法征求數學難題的解答……所有的這些事實都是世界數學史上最古老的競賽,而現代意義下的中學生數學競賽源於匈牙利。

1894年匈牙利數學物理協會通過了在全國舉辦中學數學競賽的決議,首開了中學數學競賽的先河,自1894年起每年10月舉行,每屆3道題,限4小時完成。匈牙利的數學競賽造就了一大批數學大師。

1934年,原蘇聯在彼得格勒大學舉辦了中學數學奧林匹克,首次把數學考試與公元前776年古希臘的奧林匹克體育活動聯係起來,“數學奧林匹克”的名字就此誕生了。

第一屆全世界的數學奧林匹克,1959年7月在羅馬尼亞古都布拉索拉開帷幕,這是數學競賽跨越國界的創舉。如今雖然數學競賽還不是世界上的每一個國家都參加,但大多數經濟文化發達國家都置身其列了。數學奧林匹克已成為國際上最有影響的學科競賽,同時也是世界公認水平最高的中學數學競賽。

中國的小選手們在數學奧林匹克中多次獲得好成績,幾乎年年都把金牌捧回家!將來,你會成為他們中的一員嗎?

自學成才的數學家

在中國,有一位數學家是家喻戶曉的,他就是華羅庚。一提到這個名字,人們就會想到“數學家”、“自學成才”和“聰明”這些詞。可能有的小朋友還參加過“華羅庚數學金杯賽”吧。

華羅庚於1910年出生在江蘇省金壇縣。1924年從金壇中學初中畢業後,因家境貧寒,年僅14歲的華羅庚便在父親經營的小雜貨鋪裏當夥計。他的中學老師很欣賞他的數學才華,鼓勵他繼續自學數學。19歲那年,華羅庚突然染上傷寒,此後在腿部留下了殘疾。

但他並不悲觀、氣餒,而是頑強地發奮自學。有一次,他發現一個有名的教授的一篇論文中有錯誤,一個數值算得不對。於是他把自己的計算結果和看法寫成文章,投寄給上海《科學》雜誌社。1930年,這篇文章在《科學》雜誌上發表,這時華羅庚年僅20歲。就是這篇論文,完全改變了華羅庚以後的生活道路。

當時正在清華大學擔任數學係主任的熊慶來,看到了這篇論文後,大為讚賞,到處打聽華羅庚是哪個大學的教授。大家都說不知道。

碰巧數學係有位教員知道華羅庚這個人。他告訴熊慶來,說華羅庚並不是什麼大學教授,而隻是一個自學青年。熊慶來愛才心切,並不在乎學曆,當即托人邀請華羅庚來清華大學工作。

1931年,清華大學的工作人員拿著華羅庚寄來的照片,到北京前門火車站去接從浙江來的華羅庚。華羅庚,這位未來的大數學家,當時就是這樣拖著殘腿、拄著拐杖走進了清華園。起初,他在數學係當助理員,經管收發信函兼打字,並保管圖書資料。

他一邊工作,一邊自學。熊慶來還讓他經常跟學生一道去教室聽課。勤奮好學的華羅庚隻用了一年時間,就把大學數學係的全部課程學完了,學問大有長進。熊慶來對這位年輕人十分器重,有時碰到了複雜的計算也會大聲喊道:“華羅庚,過來一下,幫我算算這道題!”兩年後,華羅庚被破格提升為助教,繼而升為講師。後來,熊慶來又選送他去英國劍橋大學深造。1938年,華羅庚回國,任西南聯大教授,當時他才28歲。

華羅庚後來成為世界著名的數學家,在很多領域都作出了卓越的貢獻。他的名字被列為當今八十八個數學偉人之一。

算術和數學

你也許聽過爸爸媽媽把“數學”說成“算術”。那麼,算術和數學是一回事嗎?

實際上,算術和數學既有聯係,又有區別。

算術包括整數、小數、分數的加減乘除法和它們在日常生活、生產中的應用。算術裏不講負數,也不講用字母組成的代數式的運算。如果講到負數、方程,那就是代數的內容了;如果講到有關圖形的許多性質,則是幾何的內容了。算術、代數、幾何都是數學的一門學科。數學還有很多分支學科,如微積分、數論、集合論、概率論等等。

現行小學數學課本中除了算術外,還有代數、幾何等方麵的初步知識,所以小學課本不叫算術,而叫數學。

認識數學

從數學的產生和發展來看,數學一直是人類從事實踐活動的必要工具。隨著社會的進步和發展,數學所研究的內容也在不斷地發展擴大。一般來說,數學是研究現實世界中數量關係和空間形式的科學,即研究數和形的科學。就數而言,從自然數計數和計算開始,逐步發展到有理數、無理數、實數,以及複數理論、代數方程理論等。就形而言,從平麵幾何圖形麵積的計算,發展到空間立體幾何、解析幾何等。本世紀40年代以來,電子計算機誕生以後,數學的發展更快,新分支更多。如數理邏輯、模糊數學、係統工程等等,如雨後春筍般地產生了。

鄧小平同誌指出:科學技術是第一生產力。而科學技術現代化,則處處離不開數學。我們知道,數學是小學教育中最基本的課程之一。作為一名小學生,一定要掌握數學基礎知識,努力培養和提高自己的計算能力、邏輯思維能力和空間想象能力,以及對於數學知識的初步應用能力,為將來建設好我們偉大的祖國打下堅實的基礎。