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為什么1+1=2 | 跟著安君叔叔去聽柏拉圖的數學課

2021-04-23 07:24:28 安君叔叔的親子科學課 微信號 

按:本文為寫作中的《為什么——安君叔叔的親子科學課》的第8課,為了兌現今天(2021年4月22日)對西南財經大學附屬實驗小學的小朋友們的承諾,特發表于此,為適應手機屏幕,版式略有調整,并刪除了全部文獻出處。

《為什么》是安君叔叔為三年級以上的小朋友和爸爸媽媽老師們寫作的,一二年級的小朋友,可以請爸爸媽媽讀給我們聽。等書出版后,安君叔叔將會排演廣播劇給更小的小朋友,如果你想扮演科學家的話,請讓爸爸媽媽在后臺留言。

關于“為什么”,小朋友和爸爸媽媽有什么想法或疑問,歡迎在文末留言,也許,你也能像本文的“子逸”一樣,被安君叔叔寫到書里哦。

柏拉圖的雅典“賓至如歸”

爸爸媽媽小朋友們準備好了嗎?這一堂課我們要乘坐“好奇號”時光穿梭機,到兩千四百年前的雅典,聽柏拉圖老師講數學課。

什么?危險?

“好奇號”的導航系統已經修好,不會再出錯了①。我們把目的地設置在……公元前380年的雅典衛城,對,必須是白天。

什么?不習慣?

對于21世紀的中國人來說,兩千多年前的希臘會比兩百年前的北京更習慣。同樣,柏拉圖如果到中國來,相比他生活的時代,今天的中國更容易讓他“賓至如歸”。

我們從“頭”說起。當時的雅典,男人留短發,女人留長發,大部分人的頭發是黑的,少部分人是金色的,很多金發是染的。理發店也做美甲——如果我們晚到500年的話,就比較恐怖了,羅馬時代的理發師要兼做外科手術。

雅典的街上也有香水味,男女都用,人們也會抱怨香水讓男人沒了男人味。女人們出門前也會化妝,男人們也會抱怨化妝時間太長。

不管男女,雅典人都很在意體型,包括蘇格拉底。他們也會像爸爸媽媽一樣節制飲食——而500年后的羅馬人會在吃飽后再催吐,騰出肚子繼續吃。雅典人很重視鍛煉,但不會去健身房,因為希臘最不缺的就是體育場,雅典的公辦中小學都在體育場里,而且只教體育。

想學文化課,必須到私立學校,學費雖然不便宜,但有抱負的年輕人晚上打工也能掙夠學費。

阿卡德米②不收學費,只收捐款。因為雅典的富人們以贊助文化事業為榮,所以柏拉圖和他的弟子們,全憑捐款就把阿卡德米辦了九百多年(亞里士多德的呂克昂也憑捐款辦了九百年)。

因此,我們可以理直氣壯地去蹭課。

什么?不懂幾何?怕不讓進?③

這個嘛……安君叔叔也是第一次去,不知道這條校規是否真的執行?能不能通融?實在不行,我們就守在學校門口,能和那些流芳千古的學生們攀談幾句,也不虛此行。

“好奇號”開始降落了。

看,這都是一百年內的新建筑,古建筑在公元前480年被波斯人毀壞了——那年,他們占領了雅典,但后來還是被雅典人打跑了。

那邊,帕特農神廟!它和《幾何原本》并列為代表古希臘文明的兩棟大廈。還是柏拉圖說得對,物質總不如精神持久:1687年(正是牛頓按《幾何原本》的格式寫作的《自然哲學的數學原理》出版那年),在戰亂中幸存了兩千年的帕特農神廟最終還是被威尼斯人的大炮炸毀。

這是普通住宅,雖是兩層小樓,但都是土坯房,沒有花園,只有個天井。這家有錢!居然建了個臨街長廊幫路人遮風擋雨,這可不是土坯房,是正經大理石。哦,原來是一家銀行。

沒有樹木和花草?雅典的綠化確實很差,主要原因是缺水。這里夏天干旱,養活一棵樹比養活一個人還貴,只有神廟才有錢種樹。柏拉圖和亞里士多德都把學校建在神廟旁,我猜都是為了蹭人家的花園。

畢竟這是兩千四百年前,我們還是要有吃點苦頭的心理準備:只能步行,而且洗不了澡,因為雅典沒有公路,也沒有公共浴室。四百年后,羅馬人解決了這個問題。

阿卡德米的一堂數學課

阿卡德米在雅典城西北郊外,要從迪皮隆門出去,時間不早了,我們別走錯了,找個人問路吧!前面有一位匆匆趕路的年輕人,我去問問。

……

他讓我們跟著他走,他就是阿卡德米的學生,每天從比雷埃夫斯港步行十多公里去上學。對了,每天步行十多公里?那不是……

“先生,難道您就是歐多克索嗎?”

“是啊,你認識我?”

“當然認識!其實也不能說認識——我在很多書上看到您的故事……”

噓……數學家都不喜歡多說話,我們安靜地跟著他走。這次賺大了,就憑和歐多克索一起走過,也夠我們從小學到大學,在數學老師面前顯擺了。歐多克索是誰?別著急,第11課我們要去聽他講課。今天先去聽柏拉圖老師的課。

終于到了。那邊,柱廊下,柏老師正在講課。我們已經遲到了,別吭聲,偷偷溜過去。

“是的,數學是一種神奇的存在。比如‘1’吧,我們誰見過‘1’?誰也沒有見過,但我們都知道‘1’確確實實存在。

“再比如,‘1+1=2’,為什么‘1+1’一定等于2?”

子逸,柏拉圖老師也在思考你的問題,快舉手回答!好吧,還是安君叔叔帶頭。

“尊敬的柏拉圖老師您好,各位尊敬的同學,大家好!我們來自中國……對了,你們還不知道中國④。中國就在這塊大陸的最東方,太陽升起的地方。波斯?比波斯遠多了,太陽要用大半天時間,才能從中國走到波斯。

“關于‘1+1=2’,我們中國學生從小就會。不是老師教的。我們用筷子⑤——就是兩根小棍子,我們用它們吃飯。爸爸媽媽會告訴我們,1根筷子加1根筷子等于2根筷子。

“有些小朋友還沒學會用筷子就知道‘1+1=2’了,因為我們會吃手指啊,1根手指加1根手指就是2根手指。”

“雅典歡迎你們,來自東方的年輕人。放學后你們先不要走,我請你們吃飯——我想看看你們怎么用兩根棍子吃飯。

“不過,我們現在的問題是,‘為什么1+1=2’,而不是‘為什么1根棍子加1根棍子等于2根棍子’。我們不能把‘1’和‘1根棍子’混淆。任何1根棍子都會腐爛,只有‘1’才是永恒的。我想像不出你們吃飯的小棍子長什么樣,但,你們的‘1’和我們的‘1’,也許寫法不同,但本質肯定是一樣的。”

“對不起,柏老師,我想簡單了。讓我再想想……對了!我們的祖先創造‘2’這個數字時,就定義了,它等于兩個1,所以‘1+1’一定等于‘2’。”

“中國人,你們很聰明嘛。是的,按定義,‘2’就必須等于‘1+1’。

“但,你說錯了一點,數字并不是你們的祖先創造的,也不是我們的祖先創造的,而是上帝創造的。

“我以前講過,米利都的阿拉克西曼德認為,人是由鯊魚變的。那么,在沒人類以前,‘1’存在嗎?如果不存在,那么海里不會游來‘1頭鯊魚’嗎?再往前,也許連鯊魚都沒有的時代,難道不存在‘1個地球’嗎?”

“柏老師,您講得太好了。甚至,沒有地球以前,也有‘1個宇宙’。說到地球,我們專門從中國過來,是想請教您一個問題,‘為什么說大地是球形’?我們中國人認為,大地是方的,天才是圓的。”

“‘天圓地方’?大地怎么可能是方的呢?我告訴你啊,年輕人,大地只能是球形。因為這宇宙之間啊,只有球形才是完美的。為什么?因為球面上的每一點到球心的距離都是一樣的,多么美啊!”

“柏老師,球型確實挺美的,但就因為球形最完美,大地就必須是球形嗎?這也太……”

“不管你信不信,事實就是這樣的!你們中國人不知道幾何的重要性。其實,很多希臘人也不知道。所以我才在門口立這個“不懂幾何請勿入內”的牌子。

“你想想,太陽是不是球形?看不出來?那是因為太遠了。你總能看出太陽是圓形吧?你再想想,月亮有圓有缺,但最美的是不是月圓之夜?還有太陽、月亮等七大行星⑤繞著地球轉的軌道,也是圓的。因為圓上的每一點和圓心的距離相等,所以在平面上,圓就是最完美的。

“星星?它們看起來是一個點,那是因為離我們太遠太遠了,如果我們能走近看,星星肯定也是球形。

“星星有沒有可能本來就是一個點?絕不可能。為什么呢?大家忘了,我開學就講過,‘點’是既沒有長度也沒有寬度的!如果星星是‘點’,那它們就既沒有長度也沒有寬度,我們怎么可能看得到呢??

“我畫的這個不是‘點’,這也不是‘線’,這也不是‘三角形’。它們只是‘點’、‘線’和‘三角形’在我們這個世界的影子。

“我經常給大家講,不要相信我們看到的、摸到的,那都是假象,只有我們用腦袋里的理性認識到的,才是真相。我們學幾何,就是為了探索真相。上帝每時每刻都在做幾何題,所以才有我們看到的這個神奇的世界……”

①上次去意大利聽畢達哥拉斯講課時,“好奇號”的導航系統出錯,穿越到了科學史上最著名的兇殺現場。

②柏拉圖創辦的學園,因為在阿卡德慕斯神廟旁邊,因此叫作阿卡德米。今天在英文中,阿卡德米是學院的意思,著名的奧斯卡獎其實是“阿卡德米獎”。

③傳說阿卡德米門口立了一個牌子,“不懂幾何,請勿入內”

④第一個提到中國的西方人是150年后的埃拉托色尼,他也是阿卡德米的學生,他也是世界上第一個量出地球大小的科學家。

⑤古代的人們只知道金、木、水、火、土五大行星,但他們認為太陽和月亮的軌道同樣不規則,也是行星,所以就是7大行星,這也是7天一星期的來歷。

(責任編輯:李瑩 HN016)
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