数学和数学家的故事(第7册)

本系列勘称华人数学科普**品牌，是介绍数学和数学家故事的好书籍，体现了作者的创作热情。作者本人是数学家，有很多*手资料和独到见解。特别是作者见识多，与许多*数学大师有交往，这在《数学和数学家的故事》中都是非常珍贵的。这套书对于我国的精神**明建设、传播正能量具有积极的作用。

《数学和数学家的故事》是一部具有一定规模的科普著作。相对目前同类作品，该作品内容更加丰富，语句更为生动，视角更为新颖。李学数以深厚功力，广博知识，创作热情，将一般人认为枯燥的数学问题和数学史、平淡的数学家生涯，深入浅出、趣味盎然地展现出来。第7册介绍了幻方、中国剩余定理、算法等有趣内容，以及加德纳、梁培基、哈伯林、秦九韶的故事。

李学数，又名李信明，1945年出生于新加坡，毕业于南洋大学数学系，留学加拿大缅尼多巴大学，获得数学硕士学位。1973年起在法国南巴黎大学从事7年半研究工作。后到哥伦比亚大学攻读计算机硕士学位，**4年获得史蒂**斯理工大学数学博士学位。现为美国圣何塞州立大学计算机系退休教授，发表多篇论**。喜读中国史及**学名著。写过很多数学普及**章，《数学和数学家的故事》是其代表作。

序／ 1
前言／ 1
1. 数学普及大师
——马丁?加德纳／ 1
伟大的数学科普作家／ 2
《科学美国人》“数学游戏”专栏作家／ 6
超级魔术大师／ 9
与伪科学进行斗争／ 11
马丁?加德纳的家庭／ 16
《注释版爱丽丝》／ 17
加德纳代表作／ 20
发现天才和启发普通人做研究／ 24
加德纳后继无人／ 28
马丁?加德纳聚会／ 29
2. 加德纳的一些数学趣题／ 32
3. 中国是幻方的起源地／ 47
古代中国传说／ 48
纵横图是怎样排出来的？／ 49
早期幻方的重要实物证据／ 59
动脑筋算算看／ 65
4. 我所喜爱的4阶幻方／ 67
印度神庙的幻方／ 68
杨辉的四四图／ 72
一个奇妙无比的4阶幻方／ 76
动脑筋与自学问题／ 77
5. 封丘农民数学家梁培基／ 82
农民与“家学数”／ 83
农民“幻方迷”／ 84
千里马常有，而伯乐不常有——缘遇贵人／ 88
直接书写法构造4k阶幻方／ 94
设计出国庆60周年五星图／ 98
澳门回归五星图／ 101
设计出抗战胜利**五星图／ 104
安贫乐道富有**采／ 106
对于数字情有独钟／ 108
梁培基的研究成果／ 109
饮水不忘思源／ 113
我对梁培基先生的评价／ 115
动脑筋算算看／ 118
6. 哈伯林
——加拿大杰出的数学家／ 123
7. 举世闻名的中国剩余定理
——兼谈南宋秦九韶及清朝黄宗宪的工作／ 135
驾时**机器到过去／ 135
同余的概念／ 141
中国古算书中的一个问题／ 143
《孙子算经》的解法／ 145
中国剩余定理／ 147
秦九韶的“大衍求一术”／ 152
清朝黄宗宪的求乘率法 ／ 152
动脑筋算算看／ 157
8. 南宋大数学家秦九韶／ 160
秦九韶的争议人生／ 162
郭书春以秦九韶的九段系**辩诬／ 165
《数书九章》／ 169
霍纳法事实上是秦九韶算法／ 174
迟来的纪念——四川安岳秦九韶纪念馆／ 178
动脑筋算算看／ 183
9. 世界上早的算法
——欧几里得算法／ 185
辗转相除法／ 185
《几何原本》中的辗转相除法／ 189
和辗转相除法有关的数学游戏／ 191
中国古代怎样求两个数的公约数？／ 192
辗转相除法的应用／ 194

　　不向人间怨不平，相期浴火凤凰生。柔蚕老去应无憾，要见天孙织锦成！
　　——叶嘉莹《迦陵诗词稿》守榕姐在2015年8月15日电传她的好友陈文茜《今天的你比昨日的你慈悲、感恩》给我。
　　看到陈文茜说：“自小我们学习许多课程，学数学‘1 1=2’‘9-5=4’，但我们没有学过人生何时该加、何时该减才会快乐；我们学英文、学历史、学地理、学化学、甚至学天文学……宇宙大爆炸，在某个点上创造了生命，偶然创造了我们。但人如何才能快乐？所有我们学习的‘课本’，都少了这门课。”心里有同感。
　　现在的教育实际走偏了，缺少兴趣培养是中国基础数学教育中的失误。中国的教育只重视传授知识给学生，传授学生会做题、会猜题的能力，侧重在技术性训练，培养的是应试能力，鼓励的是拿了奖就是好学生。为在高考时得到高分，很多重点学校往往采取题海战术，训练学生的应试能力。孩子放学回家后，除了完成教师留的功课，还要在家长强逼下，做完规定数量的教辅书上的题。让学生感到读书是一件不快乐的事情，不少原本对数学很有兴趣的学生，变成了做题机器，在机械性的劳动中逐渐失去了对数学的兴趣，学生的创新能力被打压了，埋没了天赋很高的人才。
　　丁肇中在2014年10月上海中欧国际工商学院大师课堂上谈从物理实验中获得的体会：“许多人认为，如果一个国家想要在技术和经济方面有竞争力，它必须集中于能有实际市场效益的实用性技术的发展，并使经济持续发展。从历史的观点来看，这观点是错误的。如果一个社会将自己局限于技术转化，显然，经过一段时间，基础研究不能发现新的知识和新的现象后，也就没有什么可以转化的。所以，技术的发展是生根于基础研究之中。”
　　总理在一次座谈会上讲道：“我们要搞原始创新，就必须更加重视基础研究，没有扎实的基础研究，就不可能有原始创新。国际数学界的奖项菲尔兹奖，中国至今没有一人获得。现在IT业发展迅猛，源代码靠什么?靠数学!我们造大飞机，但发动机还要买国外的，为什么?数学基础不行……所以，大学要从百年大计着眼，确实要有一批坐得住冷板凳的人。”
　　2016年2月11日，麻省理工学院、加州理工学院以及美国国家科学基金在华盛顿进行物理学界的一次历史性发布： 人类首次直接探测到引力波，爱因斯坦百年前预见的一种时空干扰波。麻省理工学院校长赖夫（L. Rafael Reif）就人类首次探测到引力波于12日致信全校，信中明确地指出：“我们今天庆祝的发现体现了基础科学的悖论： 它是辛苦的、严谨的和缓慢的，又是震撼性的、革命性的和催化性的。没有基础科学，好的设想就无法得到改进，‘创新’只能是小打小闹。只有随着基础科学的进步，社会也才能进步。”
　　在圣何塞州立大学举办感谢教授服务餐会，轮到教书30年的我演讲，我让负责人念我提供的德隆古尔(Will  Allen Dromgoole)写的诗歌《造桥者》： 在一个寒冷阴沉的夜晚，
　　一个老人走在孤独的路上，
　　不久来到一个巨大、深厚的裂口，
　　裂口下流着迟缓的水流。
　　他在微暗中走过去，
　　但是，当他安全到达彼岸时，
　　他回头在那里造了一座桥梁。
　　旁边一个旅人说：“老人家，
　　你是在浪费你的力气和精神，
　　因为这天结束时，你的旅程亦将结束，
　　你绝不会再经过这里，
　　而你已渡过这个巨大、深厚的裂口，
　　你却还要造一座桥，这是为了什么？”
　　造桥的老人抬起他那灰白的头，
　　说：“这位朋友，在我来的这条路上，
　　有个少年跟在我后面，
　　他必定也会来到这裂口旁。
　　这个地方对我是没构成烦恼，
　　但对那位少年却可能是个圈套。
　　因为他也必须在微暗中渡过这裂口，
　　我这座桥是为他而造的，这位朋友！”我只简单地说：“感谢圣何塞州立大学提供我机会从事教学和研究，我是为年轻一代造桥的人，如果有来生，我仍愿意从事教育的工作。”
　　在我的散文集《梦里寻她千百度》中有一篇短文《我们都是造桥的人》，我写道：“有河，于是就应该有桥，于是就有造桥的人。我们现在所取得的一些成绩和成果，都是因为有许多人在我们的前面铺路造桥。当我们要走完人生道路时，不应该忘记还有后来人，我们应该给他们造路建桥。”
　　俄罗斯和苏联有很好的科普传统，许多著名科学家十分重视科普工作。我小时候患有数学恐惧症，在初一时看到从苏联翻译的带有故事性的趣味数学书才对数学有兴趣，以后还成为数学工作者。让数学家把他们掌握的那些抽象生僻的词汇带进一般人的经验范围却是一件非常困难的事。我为了写高度通俗化的类似法国数学家庞加莱（H.Poincar）能够使工人、家庭妇女及教育水平不高的人看得懂的书，所费的时间比我写数学论文还要多十倍以上。
　　这本书的对象是一般的读者——没有经过专业训练的人、一些害怕数学或者对数学误解的孩子。希望这套书能揭开数学神秘的面纱，让更多人能欣赏它的美貌。希望一些对数学鄙视、认为数学无用的人，能知道自己是多么无知和幼稚。因此我不要求读者是个有高深数学知识、了解各种数学符号和公式的人，只要读者能耐心看完，这套书能让读者了解科学工作者的想象力和人文情怀。对于有强烈求知欲的孩子，以及想在数学领域有创新工作的年轻人，我在这里介绍一些有深度的难题以及还未解决的问题，他们可以通过对这些问题的解决与探索提高自己的能力。我期盼着所有数学教师都能成为研究者，期盼着数学教学研究能真正在学校生根、开花、结果，这样才能提高学生研究性学习能力和素养。贫瘠深山里的老师们，不像在城市的数学老师容易取得参考资料和信息资讯，想到他们匮乏的情况，因此在写书过程中尽量搜罗一些资料和题目，让他们容易利用，让这套书成为一个小型图书馆。对于学数学专业的朋友们、数学爱好者阅读这套书也不会是浪费时间，你们会看到许多和你们专业不相关的数学家的故事，知道他们的研究方法，“他山之石可以攻玉”，或许得到启示另辟新天地。
　　我想衷心感谢下面的朋友： 吴沛林、邵慰慈、高振滨、梁崇惠、梁培基、张福基、刘宜春、郑振勇、陈锦福、林节玄、林开亮、萧文强、钱永红、唐小明，李小露帮我把一些文稿打成文档校对，提供意见和资料，感谢上海科学技术出版社编辑包惠芳、田廷彦为这套书的出版而奔忙。
　　2014年10月、11月、12月及2015年1月3日我进入急诊室9次，真是“大难不死”。觉得“时不我待啊！要赶快工作”。本来我计划在2015年10月时寄第6、7集的书稿给出版社，不幸在9月我的电脑坏了，我前几年写的书稿和研究论文及资料都没有了。我找朋友及大学电脑技工都没法使我的硬盘资料恢复。四个月只好恢复数学研究，用研究忘却失去文稿的悲伤。“屋漏偏逢连夜雨”，健康又出状况。13个月前我动了“食道裂孔疝”手术，把上升到横膈膜上的胃拉下去，把食道孔与胃连接的贲门缝小，结果不能吃东西，食欲下降，体重迅速下降38磅，几次因食物而呕吐。2016年1月14日又发生呕吐不止的情况，要进入急诊室。
　　在病房，我试写了几十年不写的旧体诗： 病房抒怀一首
　　风烛残年病魔摧，
　　形容枯槁似犯囚。
　　好事多磨折腾频，
　　电脑机毁文稿丢，
　　多年辛劳尽湮灭，
　　人无远虑近忧多。
　　枕戈达旦忍孤寂，
　　踟蹰蜗行从头越。
　　千难万苦何所惧，
　　欲将心血洒寰宇。
　　我祈天公悯愚志，
　　不惜怜爱降霖雨。
　　苍茫天地呈碧翠，
　　枯木逢春复苏生。
　　荣誉财富身外物，
　　生命终结万事空。年轻时写完第八集《数学和数学家的故事》时，我曾说：“希望我有时间和余力能完成第九集到第四十集的计划。”属于自己的日子已经不多，不愿让脑海中孕育出的众多新思想和自己一同离去，生命是经不起等待的，人生短暂，须只争朝夕。身体亏损不易恢复，终日无食欲。只要有力气，精神好，我就尽力把这套书写完，没有忘记华罗庚教授的心愿：“寸知片识献人民。”
　　为促进中国科技和文化事业的发展起到积极作用，我希望读者如有兴趣可以发送电子邮件至： lixueshu2014@gmail.com，以和我交流。