
第一章:不可思议的魔法机器(背后的数学思想:何为“关系”,函数的映射关系)
两个小矮人发明了一台魔法机器,从左边的入口放进东西去,就会从右边的出口出来一个不一样的东西,在这个过程中,物体发生了转换和变化,入和出之间存在着一定的“关系”。作者通过小游戏将“关系”这种不可视、抽象的概念生动地介绍给孩子们,让他认识“关系”,思考各种人、事、物之间,究竟会发生什么样相互的关系。这种逻辑式的思考,是基本且必要的
数学最让人困惑的是为什么这样和有什么用,很多人即使大学毕业也不明白,这套书完美地阐释了数学的本质,把数学和生活紧密联系在一起。
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漂亮的三角形
相信大人们都知道,任何一个三角形的内角之和都等于两个直角。记得中学学习初等几何时,我曾感叹过:“三角形内角之和怎么刚好等于两个直角呢!”一按下开关电视就会播放节目,拨个电话就能和远方的人通话,这些虽然让我们着实惊叹,但都是人为设计、制造出来的,跟蜜蜂采蜜、候鸟不会迷路等奇妙的自然现象相比,就没什么了不起了。
想从大自然中找出像三角洲、矿石的结晶体那样纯粹的三角形,通常来说比较困难。但是如果把范围扩大到土木、建筑、交通、游戏等领域,从力学的视角来看,我们就会发现三角形无处不在。像这样抽象地来观察三角形,我们就会明白,无论是和建筑有关的三角形,还是和交通有关的三角形,只要是三角形,就必定具备共同的几何学性质。
比起“为什么会开红色的花”这类大自然的神奇之处,默默无语的三角形那完整无缺的美丽,更让我觉得神奇!三角形虽然不同于鸟、虫一类的自然物,但我们可以把它看成另外一种自然。除了人类,没有其他生物会发觉它的神奇,任何智者也无法凭空创造出这样的奥妙。
两千多年前,欧几里得(Euclid,约公元前325-公元前265年,古希腊数学家,被称为“几何之父”)创立了以三角形为代表的几何学,作为数学论证中的典型,这个美妙的体系一直保存至今。
孩子们将来必然会与这门学科相遇,我希望孩子们是被它本身的协调之美所感动,自发地去靠近它、学习它、了解它,而不是为了考试,或是为了当测量师。
本章如果用几何学来说明,有些内容难免会变得太深奥,可如果把它当成一种游戏,就可以轻松地接近它了。也就是说,不要把它当成正式的、需要一一加以证明的几何学,而是当成可以让孩子边玩边看的游戏。相信不同年龄的孩子自会有不同的玩法和乐趣。
我曾经听过这么一个笑话:从前,德川家康(日本战国时代末期杰出的政治家、军事家)在课堂上听老师讲解“三角形的内角之和等于两个直角”的时候,问老师,“像琵琶湖(日本第一大淡水湖)那么大的三角形,内角之和也等于两个直角吗?”引来同学们的笑声一片。其实我们不应该只把它当做笑话来看,因为像地球那么大的球面上的三角形,其内角之和就不一定等于两个直角了。这时涉及的原理不属于欧几里得平面几何,所以又诞生了所谓的 “非欧几里得几何学”,这可以称为科学史上的革命。大概唯有带着感动的目光和创造性的态度去看待这个世界,才能达成这样的学问革命吧。
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