“学霸”一词的最早的意思|不自欺欺人,更不能盲目自大!
1
古希腊有个数学家叫毕达哥拉斯,他生于公元前580年,死于约公元前500年,是中国的春秋时期的人。
他的主要观点是万物皆数,一生二、二生三、三生万物,有点像中国道家的思想。
他认为万物皆数都是整数,或是两个整数的比。也就是我们现在所说的有理数。
有理数分成三类:
整数:1、2、3……
有限小数:0.5是 1和2的比; 0.25是 1和4的比。
无限循环小数:0.3333……是1和3的比。
他的意思是世间的数都可以用这三种方式表示。
毕达哥拉斯还发明了毕达哥拉斯定理:一个直角形,两个直角边平方的和等于斜边的平方。
也就是中国的勾股定理,勾三股四弦必五。勾股定理出自《九章算术》,谁发明的不知道,《九章算术》成书于东汉,比毕达哥拉斯定理晚。
一个很有意思的是世界上所有文明都研究过这个问题,现在认为最神秘的组织共济会起源也与这个问题有关。以后我们再聊。
毕达哥拉斯有一个学生叫希帕索斯,希帕索斯向老师提出了一个问题。
如果这个三角形的两个直角边都是1,那么斜边根号2,这个数是个什么数呢?这个数不是两个整数的比,这个数表示不出来啊?
根号2是1.414后面无限不循环。
他的这个问题动摇了毕达哥拉斯的理念和他在数学界的地位,毕达哥拉斯一想干脆就别让这个问题让人知道了。
那么,怎么办呢?
就让他这个学生肉体消失吧。
于是,毕达哥拉斯就把学生希帕索斯身上绑上一块大石头,沉到了爱琴海底。
这就是第一次数学危机。
所以,毕达哥拉斯被称为学术界的恶棍,也叫学霸。学术界的恶霸。
现在我们知道希帕索斯说的是对,所有数并不一定都是整数和两个整数的比,还有无理数。
有理数加上无理数叫实数,实际存在的数。
2
古希腊还有个数学家叫芝诺,生于公元前490年,死于公元425年,比毕达哥拉斯晚一代。
他研究了很多悖论,用来反驳时间和空间的连续性。
数学家都是怪人,思维方式和普通人都不一样,芝诺就是这样一个怪人,专门提出一些与常识不符的悖论,也就是我们常说的钻牛角尖。
古希腊神话中有一个英雄叫阿基里斯。
在古希腊的神话里,神和神生的孩子是神,人和人生的孩子是人,神和人生的孩子是英雄。
这是西方的英雄概念。
阿基里斯就是神和人生的孩子,所以他是英雄。
西方的英雄一般都是力大无比,刀枪不入,但是每个英雄都会有一个致命的弱点。
阿基里斯也是古希腊跑得最快的英雄,同时又力大无比、刀枪不入,但他的脚后跟这块非常软弱,结果在一次战斗中被人用箭射中了脚后跟,死了。
当然,我们今天讲的不是英雄的故事。
芝诺提出的问题是,阿基里斯不是跑得最快吗?乌龟跑得最慢,让阿基里斯去追乌龟。
芝诺说,假设阿基里斯的速度是乌龟10倍,让乌龟在前面100米跑,他在后面追,但他不可能追上乌龟。
因为在竞赛中,追者首先必须到达被追者的出发点,当阿基里斯追到100米时,乌龟已经又向前爬了10米,于是,一个新的起点产生了;阿基里斯必须继续追,而当他追到乌龟爬的这10米时,乌龟又已经向前爬了1米,阿基里斯只能再追向那个1米。就这样,乌龟会制造出无穷个起点,它总能在起点与自己之间制造出一个距离,不管这个距离有多小,但只要乌龟不停地奋力向前爬,阿基里斯就永远也追不上乌龟!
芝诺的悖论在于,他把跑的这个长度看成无穷大,而追赶的那一小段距离就可以是无穷小,把有限的长度分割成了无限多份。那么,这个无穷小的数是多少?
后来古希腊文明衰落,欧洲文明也沉寂了一千多年,直到文艺复兴运动之后,欧洲又开始研究这个问题。
牛顿(英国数学家、物理学家)、莱布尼兹(德国数学家)独立发明了微积分,引入了一个新的概念叫导数,用一个分数公式表示了这个无限小的数。当两点相互接近的时候,这个数趋于0。
直到有一天,有一个英国的一个大教主叫贝克莱,这个大教主也是个很神奇的人。
他说,你这个分数是有问题的。他的意思是你这两个的值到底是0还是不是0。如果是0,那么0怎么能做分母呢?如果不是0,那个这两个点又怎么能重合呢?也就是阿基里斯还是追不上这个乌龟。
这就提出了一个问题,无穷小到底是不是0。
所以微积分是有问题的,这就是第二次数学危机。
第二次数学危机持续了150年,150年之后很多数学家又对微积分进行了重新定义。
对从无穷小到0的问题研究才出现了后来的量子力学,纳米技术。
3
英国有个数学家叫罗素(1872年—1970年),也是个爱钻牛角尖的人。
他提出了理发师悖论。
说在某个小镇上有一位理发师,他在自己理发店门口立了这样一块广告牌:“我给且仅给自己不刮胡子的人刮胡子。”
也就是说,你自己刮胡子,我就不给你刮了。如果你自己不刮胡子,我才给你刮。
这时罗素就问了,他应不应该给自己刮胡子呢?
他如果给自己刮胡子,他就是一个给自己刮胡子的人,但他的广告牌上说了“我给且仅给自己不刮胡子的人刮胡子。”所以,他就不应该给自己刮胡子。
他如果不给自己刮胡子,他就是一个不给自己刮胡子的人,按他广告牌上的说法,他就应该给自己刮胡子。
那么,他到底应不应该给自己刮胡子呢?
罗素为什么要提出这么个匪夷所思的问题呢?只是为了难为这个理发师吗?
当然不是,因为十九世纪下半叶,德国数学家康托尔创立了著名的集合论,也就是我们数学学的集合。数学家们发现,从自然数与康托尔集合论出发可建立起整个数学大厦。因而集合论成为现代数学的基石。“一切数学成果可建立在集合论基础上”这一发现使数学家们为之陶醉。
但康托尔这个集合理论有一个瑕疵,他自己知道,但他没说。
到了1903年,一个震惊数学界的消息传出:集合论是有漏洞的。这就是英国数学家罗素提出的、著名的理发师悖论。
意思是有一个集合A,这个集合的定义是所有不属于自身A的集合的集合叫B。
那么这就出现了一个问题,A属不属于它自身。
A属于集合A,它就不满足集合B的定义,它不满足这个定义,A就不应该属于A;
如果A不属于A,那么它就满足了“A是所有不属于自身A的集合的集合B”,也就是A属于A。
这就相互矛盾了,也就是理发师要不要给自己刮胡子的问题,也就是自己属不属于自己的问题。
这个问题,到现在也没有得到解决。也叫第三次数学危机。
4
为什么要说这些数学问题。
一是现在取消了奥数加分之后,很多家长很迷茫,让不让孩子钻研数学。
数学是自然科学的基础,也是哲学的基础,我上面说的那些数学家也都是哲学家。
无理数是社会无序的问题,无限小是社会细化的问题,集合是社会有序的问题,自己属于不属于自己的问题,不但是一个哲学问题,也是一个社会问题。自己的刀能不能削自己的把的问题。
对数学的钻研主要任务不是做难题,是对思维深度和广度的培养。
二是北大校长道歉信提出:“焦虑与质疑并不能创造价值,反而会阻碍我们迈向未来的脚步。能够让我们走向未来的,是坚定的信心、直面现实的勇气和直面未来的行动。”
焦虑与质疑才能使我们理性地走向未来,不至于出现“学霸”事件。而建立在主观意识形态上的信心和勇气只能制造无知和狂热。
三是中国很难造出来属于自己的芯片,这不是举国之力的问题,是科学精神的问题,是对焦虑和质疑的态度问题。
不焦虑是自欺欺人,不质疑是盲目自大。