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他們或許忘光了公式,卻最懂怎樣學(xué)數(shù)學(xué)

發(fā)布時(shí)間:2024-03-25 11:51:21 來源:返樸 字號(hào): [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

怎樣學(xué)數(shù)學(xué)?對(duì)此,美國(guó)南密西西比大學(xué)數(shù)學(xué)系教授丁玖有獨(dú)到看法。他從教逾33年,回憶起自己當(dāng)年在密歇根州立大學(xué)數(shù)學(xué)系受教的點(diǎn)滴,他很有體會(huì)感想。在念書的四年半中,他修過、旁聽過的各門課老師,各有授課特色與個(gè)人風(fēng)格。這里應(yīng)有盡有的課程設(shè)置和多多益善的討論班,成了他取之不盡的知識(shí)源泉。

他認(rèn)為,中國(guó)的教育太重視記憶術(shù)了,把學(xué)生大腦的存儲(chǔ)功能,挖掘到極致,但對(duì)大腦的最重要功能——思維——卻不聞不問。不會(huì)思考或不想思考,是中國(guó)幾千年填鴨式教育的后果之一。

撰文 | 丁玖(美國(guó)南密西西比大學(xué)數(shù)學(xué)系教授)

1986年元旦,對(duì)我頗有紀(jì)念意義。那天中午,我從上海飛往美國(guó)讀博,在舊金山進(jìn)關(guān)并住宿一夜,第二天清晨飛去密歇根州立大學(xué)。所以那天我在中美兩國(guó)各度了“半個(gè)元旦”。

1990年夏,我在李天巖(1945-2020)教授門下獲得應(yīng)用數(shù)學(xué)博士學(xué)位,隨即受聘南密西西比大學(xué)數(shù)學(xué)系,迄今教書三十三年半。回憶起當(dāng)年受教的點(diǎn)滴,很有體會(huì)感想。

考試歷史中的一個(gè)污點(diǎn)

我就讀數(shù)學(xué)系的研究生事務(wù)主任普拉金(Jacob Plotkin,1941-)教授,對(duì)那時(shí)中國(guó)研究生的強(qiáng)項(xiàng)劣勢(shì)了然于胸。在我報(bào)到的第一天,他就規(guī)勸我:數(shù)學(xué)不要慌,英文先大抓。雖然我聽從了他的建議,修了英語聽力與寫作兩門課,但除了正式注冊(cè)顏憲堯(David H. Yen,1934-2011) 教授的一門數(shù)學(xué)課外,我還旁聽了幾門研究生課。其中兩門是博士生兩大過關(guān)考試之一——博士資格考的課程,目的是一箭雙雕:既能幫助提高英文聽力水平,又能復(fù)習(xí)鞏固資格考的數(shù)學(xué)內(nèi)容。顏教授是系里指派給我的學(xué)術(shù)顧問,如果我需要修課方面的指導(dǎo),就可以找他請(qǐng)教。

博士資格考基于的這兩門一學(xué)年課,所覆蓋的內(nèi)容——分析與代數(shù)——我在南京大學(xué)數(shù)學(xué)系讀本科時(shí)基本學(xué)過,但時(shí)隔多年未再?gòu)?fù)習(xí),不重溫一下是不行的。事實(shí)上,我到達(dá)學(xué)校的1月2日晚上,一直對(duì)我?guī)椭艽蟮牟┦可蝽嵡锞透嬖V我,系里當(dāng)天已經(jīng)考過上半年的資格考第一門,第二天繼續(xù)考第二門。他建議我去試一下,反正按規(guī)定,剛進(jìn)校就參加資格考通不過,不算失敗。于是我在翌日上午,昏昏沉沉地就去碰運(yùn)氣了,但是卻碰上了難題,因?yàn)槲业挠洃泿?kù)經(jīng)多年失修而漏掉許多公式,結(jié)果沒考過。盡管這個(gè)大膽的倉(cāng)促應(yīng)試,沒給未來的博士論文導(dǎo)師李天巖教授留下不佳印象(但他常說資格考僅用來“考美國(guó)笨蛋的”),我實(shí)在是慚愧不已,因?yàn)檫@是自己的考試歷史中一個(gè)刷不掉的污點(diǎn)。我聽說在秋學(xué)季開學(xué)前,有兩個(gè)四川大學(xué)的年輕碩士前來攻博。他們向系里要來過去幾年資格考的卷子看了看,準(zhǔn)備了十來天,就通過了9月初的這兩門考試。而4個(gè)月后冬學(xué)季剛開始,他們又通過了更難的兩門“博士預(yù)備考”。如此的神速讓我自嘆弗如。這兩位成都數(shù)學(xué)才子——呂克寧和鄭德超——做學(xué)問的精神與做人的方式都一直為我所敬重,幾十年來他們已成為各自研究領(lǐng)域中的佼佼者。

但是,我對(duì)自己的實(shí)力是有自信心的?;叵肫饎傔M(jìn)南大時(shí),看到早一個(gè)月入學(xué)的同學(xué),好像都是“拼命三郎”,個(gè)個(gè)似乎“武林高手”。不少人超前學(xué)習(xí),仿佛什么都懂,嚇得我一周下來瘦了一圈,讓來南京出差順便看我的家兄大吃一驚。但是不久我就發(fā)現(xiàn),只要我能真正搞懂關(guān)鍵數(shù)學(xué)概念,循序漸進(jìn),學(xué)習(xí)上就會(huì)立于不敗之地。多年中逐步養(yǎng)成的自學(xué)能力,這時(shí)派上了用場(chǎng),很快就在同批錄取的學(xué)友中脫穎而出。我至今清晰地記得,第一學(xué)期教我們《空間解析幾何》課的王永成(1939-)老師對(duì)我們說的話:“我大學(xué)畢業(yè)時(shí)幾乎忘光了所有公式,但我卻學(xué)會(huì)了怎樣學(xué)數(shù)學(xué)?!钡拇_,掌握學(xué)習(xí)方法,遠(yuǎn)比牢記所學(xué)內(nèi)容更為重要,這和成語“授之以魚,不如授之以漁”所蘊(yùn)含的道理一樣。后去上海交大任教的王老師成了一位在漢語排版方面頗有建樹的計(jì)算機(jī)專家,大概和他學(xué)會(huì)了“怎樣學(xué)數(shù)學(xué)”不無關(guān)系吧。他早年“忘光公式”的讀書經(jīng)歷,驗(yàn)證了日本菲爾茲獎(jiǎng)得主廣中平佑(Hironaka Heisuke,1931-)所說的名言:“學(xué)習(xí)的目的在于掌握智慧?!?/p>

我又像當(dāng)年進(jìn)南大一樣地埋頭讀書了。盡管時(shí)差困擾了我好幾個(gè)月——白天進(jìn)了教室就想睡覺,半夜三更時(shí)卻精神十足。一個(gè)學(xué)季后,我就通過了密歇根英文考試,不必再修聽力與寫作課了。我入學(xué)前因托福聽力考分未達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致的“條件錄取”,也因此升為名正言順的“正規(guī)錄取”。從春學(xué)季起,我的主要精力用在了數(shù)學(xué)上。我不僅注冊(cè)了要交學(xué)費(fèi)的研究生課程,而且還旁聽了其他的數(shù)學(xué)課,它們中的一些與我當(dāng)時(shí)設(shè)想的未來研究方向沒有直接關(guān)系,但我比較喜歡涉及不同領(lǐng)域,盡量拓廣知識(shí)。就像在南大時(shí),學(xué)習(xí)再忙也堅(jiān)持閱讀人文書刊,在這里我像海綿一樣地吸收純粹數(shù)學(xué)的營(yíng)養(yǎng)。為了盡快通過博士資格考,我繼續(xù)旁聽這兩門基礎(chǔ)課。其中具有歐洲紳士風(fēng)度的拉彭(Peter A. Lappen)教授講授實(shí)分析時(shí)不茍言笑,一進(jìn)教室就上黑板,板書龍飛鳳舞,他大概是我這輩子見到過的寫得最快的人。當(dāng)年9月初,我就順利通過博士資格考,第二年一月,又考完了兩門博士預(yù)備考,從日記中看至少有一門考了第一。

多多益善的討論班

密歇根州立大學(xué)數(shù)學(xué)系應(yīng)有盡有的課程設(shè)置和多多益善的討論班,成了我取之不盡的知識(shí)源泉。系里還擁有一個(gè)藏書豐富、裝飾典雅的圖書館。當(dāng)我報(bào)到的第一天,從研究生事務(wù)主任的秘書手中,接過除了助教辦公室及大樓以外的系圖書館鑰匙,我差點(diǎn)驚呆了,竟然如此相信剛來念書的外國(guó)研究生,不怕書被偷了?回想起母校南京大學(xué)圖書館曾經(jīng)相信過學(xué)生,為了方便他們起見,實(shí)施開架借書,結(jié)果幾個(gè)月下來,許多書就不翼而飛了,因?yàn)椴糠肿x書人堅(jiān)信魯迅為小說《孔乙己》的主人公創(chuàng)造的名言“竊書不能算偷”??墒窃谶@里讀書的那幾年,我從未聽說系圖書館的“監(jiān)守自盜”。每個(gè)人充分享受使用圖書館的便利,尤其是在靜謐的夜間,坐在舒適的單人沙發(fā)上,沉浸在數(shù)學(xué)思維的海洋里,感覺真是美妙至極。

在念書的四年半中,我修過、旁聽過的各門課老師,各有授課特色與個(gè)人風(fēng)格。我修第一門數(shù)學(xué)課的老師顏憲堯教授,原籍山東,是孔夫子得意門生顏回的直系后代。他在紐約大學(xué)柯朗數(shù)學(xué)科學(xué)研究所獲得博士學(xué)位。大數(shù)學(xué)家希爾伯特(David Hilbert,1862-1943)的學(xué)生和同事柯朗(Richard Courant,1888-1972),逃離納粹德國(guó)后,以祖國(guó)哥廷根大學(xué)曾經(jīng)輝煌的數(shù)學(xué)風(fēng)格建立的這個(gè)研究所,其應(yīng)用數(shù)學(xué)在美國(guó)是龍頭老大。顏教授比李教授年長(zhǎng)十一歲,彼此是親密無間的同事。我修此課是李教授建議的,盡管這門《偏微分方程數(shù)值解》的基本內(nèi)容,我早在大三時(shí)學(xué)過。顏教授精通力學(xué)和微分方程,講課風(fēng)格如同他的處世為人,穩(wěn)重厚實(shí)、邏輯嚴(yán)謹(jǐn);說話語氣是從容不迫、四平八穩(wěn);板書則是小巧靈秀,與他高大的身材形成有趣對(duì)照。我從他那里學(xué)到了做學(xué)問的嚴(yán)密和做人的平和。

我也從其他教授的課堂中學(xué)到了有用的知識(shí),同時(shí)目睹了他們的講課特征,并能熏陶于獨(dú)特的教書藝術(shù)。1988-89學(xué)年,我注冊(cè)了阿克斯拉(Sheldon Axler,1949-)教授的《高等泛函分析》。阿克斯拉教授具有典型的美國(guó)人風(fēng)格,性格開朗,崇尚自由。他本科畢業(yè)于普林斯頓大學(xué),是美國(guó)數(shù)學(xué)界中廣受尊敬的匈牙利裔數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)寫作與演講大師哈爾莫斯(Paul Halmos,1916-2006)的徒孫,論文導(dǎo)師為加州大學(xué)伯克利校區(qū)的薩拉森(Donald E. Sarason)教授。與其師爺一樣,他也善于教書,清晰的解釋、流利的板書與優(yōu)美的英文相得益彰。我從本科起,就喜歡泛函分析,畢業(yè)前差點(diǎn)去考該學(xué)科的研究生。故決定通過阿克斯拉教授的課“更上一層樓”。泛函分析的概念對(duì)于計(jì)算數(shù)學(xué)家的功能,相當(dāng)于高等微積分對(duì)于工程師的效用。這門課沒有教科書,只指定了兩本參考書籍——盧丁(Walters Rudin,1921-2010)的Functional Analysis(《泛函分析》)和約翰康威(John B. Conway,1939-)的A Course in Functional Analysis(《泛函分析教程》)。連上三個(gè)學(xué)季,卻沒有一次考試,全按布置作業(yè)的總分?jǐn)?shù)計(jì)算學(xué)期成績(jī)。讓人叫絕的是教授的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):布置的習(xí)題,做對(duì)了得10分,不做得0分,但如做錯(cuò)了,則得負(fù)5分。這就讓修課的學(xué)生緊張起來,不敢做錯(cuò)題。因?yàn)椴豢荚?,可以想象部分?xí)題有相當(dāng)?shù)碾y度。大部分修課者,是那些將來要從事分析、方程或幾何、拓?fù)浞矫嫜芯康募償?shù)學(xué)博士生,其中至少兩人就是教授本人的弟子。但他們也害怕得負(fù)分,經(jīng)?;ハ嘤懻?,不敢輕舉妄動(dòng),貿(mào)然交題。班上有一位是剛通過國(guó)內(nèi)某個(gè)留學(xué)基金考來的名校畢業(yè)生,計(jì)劃跟隨系里的名教授讀博士,幾年后卻投奔了東海岸更有名大學(xué)的更有名教授拿到學(xué)位,后來成為某個(gè)研究型大學(xué)的教授,兼任母校特聘教授。當(dāng)時(shí)他畢竟只有本科文憑,對(duì)這門難課信心不太足,不時(shí)來問我題目。有次作業(yè)發(fā)下來,某道題他拿到10分,我卻被倒扣了5分,因?yàn)槲业慕忸}證明太精煉,而被認(rèn)定不對(duì)。而他卻因和我討論,才會(huì)做該題,但寫得較為詳細(xì)。當(dāng)然,我課后向阿克斯拉教授解釋了我的正確答案。仔細(xì)考慮后,教授同意把分?jǐn)?shù)從負(fù)5分上調(diào)為正10分,但不希望今后再看到我作業(yè)中的“馬馬虎虎”,從此我記住了他用的這個(gè)我第一次見到的英文名詞sloppiness。阿克斯拉教授確是講課高手,以至于我和其他人,提名了他競(jìng)爭(zhēng)系里的教學(xué)獎(jiǎng),他當(dāng)之無愧地拿到了。后來我申請(qǐng)大學(xué)教職時(shí),他熱情地給我寫了一封推薦信,不吝筆墨地夸獎(jiǎng)了我在他這門別具風(fēng)味一學(xué)年課上的“表現(xiàn)”。

但是,真正讓我折服,并對(duì)我后來的研究和教學(xué)生涯影響最大的教授,就是我投奔他而來的李天巖先生。1985年6月初,當(dāng)他第一次訪問祖國(guó)大陸時(shí),和他已在通信中認(rèn)識(shí)的我,專程飛去中山大學(xué)聽他一周講座,目睹了他手舞足蹈的課堂表演,也第一次聽到那篇他與博士導(dǎo)師約克(James Yorke,1941-)合寫的著名論文Period Three Implies Chaos,這題目被他妙譯為“周期三則亂七八糟”。那一周,我在他講座中學(xué)到的數(shù)學(xué)思想,可能比我在整個(gè)讀碩士階段獲得的還要多。這種感覺對(duì)那些按部就班學(xué)習(xí)的人來說可能以為是夸大其詞。其實(shí)只要讀一讀普林斯頓高等研究院戴森(Freeman Dyson,1923-2020)教授寫過的東西,就會(huì)知道這種感覺的強(qiáng)烈。三十歲被奧本海默(J. Robert Oppenheimer,1904-1967)院長(zhǎng)挖去當(dāng)正教授的戴森回憶道,他在芝加哥大學(xué)與偉大的物理學(xué)家費(fèi)米 (Enrico Fermi,1901-1954)談?wù)撟约阂詾榭尚械囊豁?xiàng)物理計(jì)算時(shí),對(duì)方的二十分鐘評(píng)述,讓他全然相信中國(guó)成語“聽君一席話,勝讀十年書”。

我在南京大學(xué)數(shù)學(xué)系何旭初(1921-1990)教授門下讀碩士學(xué)位時(shí),從第一個(gè)學(xué)期起,導(dǎo)師就讓我們弟子舉辦討論班。他也親自參加,不時(shí)發(fā)表有啟發(fā)性的真知灼見。他不光引導(dǎo)我們盡快在研究領(lǐng)域登堂入室,而且培養(yǎng)獨(dú)立思考習(xí)慣,提高數(shù)學(xué)演講能力。記得我報(bào)告斯坦福大學(xué)工程-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)系倫伯格(David G. Luenberger,1937-)教授所著的教科書《線性與非線性規(guī)劃引論》(Introduction to Linear and Nonlinear Programming)中關(guān)于線性規(guī)劃對(duì)偶理論的那一節(jié)前,本著“數(shù)學(xué)是一個(gè)有機(jī)整體”的基本觀點(diǎn),我以泛函分析中的對(duì)偶概念作為引子,用類比法將對(duì)偶思想貫徹到線性規(guī)劃之中。這場(chǎng)我一生中的首次報(bào)告,得到大家的好評(píng),平時(shí)不茍言笑的何先生也微笑起來。我本科在南大打下了比較堅(jiān)實(shí)的分析基礎(chǔ),碩士研究生階段,又有幸得到討論班的訓(xùn)練。加上在讀研第一年,教我們專業(yè)基礎(chǔ)課《非線性方程組迭代解》的沈祖和教授,在授課一學(xué)期后讓我們學(xué)生主講所用英文教材的下半部分,這更強(qiáng)化了我們自學(xué)及講課的能力。來美后,我信心十足地成為李教授討論班中的一員。

導(dǎo)師李天巖的“治學(xué)之道”

李天巖教授是個(gè)傳奇人物,極具個(gè)性。他于七十五歲不幸病逝后,第二年我由上??萍冀逃霭嫔绯霭媪嘶貞涗洝蹲叱龌煦纾何遗c李天巖的數(shù)學(xué)情緣》,其中有一章談了他的“治學(xué)之道”。他對(duì)討論班的報(bào)告要求極高,不希望只講什么定理證明的邏輯推理,或“莫名其妙的ε-δ語言”,他想聽到的是那些條件和結(jié)論背后的基本思想。如果你只想背書式地展示某命題對(duì)所有自然數(shù)n都成立的證明,那你就錯(cuò)了。他想看到的是,你對(duì)n等于3時(shí)的具體推演。對(duì)任意n都成立的論證步驟,也許你能倒背如流,卻不會(huì)應(yīng)付更簡(jiǎn)單的n=3特殊情形,因?yàn)槟銢]有真懂這個(gè)定理,還僅僅停留在背誦證明的階段。這樣的學(xué)生其實(shí)大有人在。李教授告訴過我們,一位研究生在博士資格口試時(shí)要求將“證明兩個(gè)緊集的乘積是緊集”的問題改為“任意個(gè)緊集的乘積為緊集”,因她早就將后者這個(gè)著名的吉洪諾夫定理的證明背得滾瓜爛熟。

還沒參加討論班前,進(jìn)校僅三周,我就領(lǐng)教了李教授對(duì)學(xué)術(shù)報(bào)告的嚴(yán)格要求。那天,他將一篇厚厚的文章遞給我,說“我還不知你的水平到底在哪條線上,三個(gè)禮拜后你向我報(bào)告它的內(nèi)容?!彼诮o我一個(gè)非官方的“博士資格考”!文章作者的博士導(dǎo)師是大名鼎鼎的斯梅爾(Stephen Smale,1930-),畢業(yè)后成了康內(nèi)爾大學(xué)的年輕教授,在學(xué)術(shù)界已嶄露頭角。七十多頁(yè)的這篇長(zhǎng)文,用到積分幾何研究線性規(guī)劃一類算法的計(jì)算復(fù)雜性,而對(duì)這個(gè)領(lǐng)域我是門外漢。但是,盡管我每天忙于修課旁聽,還要對(duì)付時(shí)差的進(jìn)攻,我不能知難而退,而是應(yīng)以實(shí)際行動(dòng),不辜負(fù)老師的期望!我從系圖書館借了西班牙數(shù)學(xué)家桑塔洛(Luis A. Santaló,1911-2001)關(guān)于積分幾何的經(jīng)典大著。多年來不斷提升的自學(xué)能力,讓我很快了解到這門學(xué)科的基本概念,并被以概率觀點(diǎn)研究幾何之美傾倒。任何人只要聽說在畫有兩條直線的平面上,隨機(jī)投擲細(xì)針大量次數(shù),則可以用概率方法估計(jì)圓周率的值,就會(huì)對(duì)積分幾何的先驅(qū)之一、法國(guó)植物學(xué)家和作家布豐(Georges de Buffon,1707-1788)古稀之年的天才創(chuàng)造嘖嘖稱奇。

當(dāng)我站在李教授辦公室的黑板前準(zhǔn)備大顯身手之時(shí),只見他坐在椅子上,雙腳放在辦公桌上(這并不顯示他傲慢無禮,而是在美國(guó)司空見慣的現(xiàn)象),嘴里突然吐出令我驚訝的一句話:“你要把我當(dāng)成笨蛋,我什么也不懂。”堂堂大教授,什么也不懂?一霎那,我全明白了,他是在考察我講課的本領(lǐng)、演講的效果,是否真能讓“笨蛋”也能聽懂“高深的數(shù)學(xué)”。我知道我的短處和長(zhǎng)處,短處是普通話發(fā)音較差,家鄉(xiāng)口音頗重,這是我少年十四歲開始謀生,與只說家鄉(xiāng)方言的工人師傅為伍數(shù)年后才進(jìn)大學(xué)的結(jié)果。但我希望能“取長(zhǎng)補(bǔ)短”。這個(gè)小小的長(zhǎng)處就是:只要是已經(jīng)真正弄懂的東西,我基本上能講得讓普通人也能聽懂。歇后語“茶壺里的餃子——肚子里有貨,嘴上倒不出”,可能難以用到我的身上。這部分是源自先天的父母教書基因,部分是受到后天的南大教學(xué)訓(xùn)練。

第一次報(bào)告完畢,李教授未置一詞。他很少當(dāng)面表?yè)P(yáng)人,但我清楚得很,我把這個(gè)“笨蛋”講懂了。第二周我更胸有成竹,講完后,他說“你回去給我寫個(gè)報(bào)告吧?!蔽沂媪艘豢跉?,終于通過了他獨(dú)特的“資格考”。

后來才知道,該文是投給期刊《數(shù)學(xué)規(guī)劃》(Mathematical Programming)的稿子,編輯部送到李教授手里審閱。他就想出這個(gè)鬼點(diǎn)子,一石二鳥,既能看看我的數(shù)學(xué)功夫和演講能力,又給我機(jī)會(huì)練習(xí)寫審稿報(bào)告。當(dāng)然,他自己也節(jié)省了審稿時(shí)間,何樂而不為呢?這是我學(xué)術(shù)生涯中的第一次審稿,雖然是非官方性的,因?yàn)槲疫€是博士生,但對(duì)我卻意味深長(zhǎng)。

1986年夏,李教授辦了一個(gè)討論班,討論麻省理工學(xué)院教授斯特朗(Gilbert Strang,1934-)的新書《應(yīng)用數(shù)學(xué)導(dǎo)論》(Introduction to Applied Mathematics)。盡管我那個(gè)夏天因?yàn)檫€未考過博士預(yù)備考(連資格考還沒過呢),系里不給資助,但我沒想去校外打工,因?yàn)檫^去半年拿的教學(xué)助理薪水所剩尚夠這三個(gè)月開銷,便理所當(dāng)然參加了。李教授的兩個(gè)博士生——來自韓國(guó)的李弘九(Noah Rhee)和北京的張紅,加上顏教授的一個(gè)弟子等也參加了。每個(gè)學(xué)生必須報(bào)告一章內(nèi)容,因我碩士專業(yè)為最優(yōu)化理論,故讓我報(bào)告關(guān)于數(shù)學(xué)規(guī)劃的那一章。

這是我在美國(guó)所做的第一次討論班報(bào)告。盡管有過南大討論班的訓(xùn)練,我還是把它當(dāng)成一生中首次作學(xué)術(shù)報(bào)告來準(zhǔn)備。這的確是我的第一次英文討論班報(bào)告。我精讀了斯特朗教授書的那章內(nèi)容,梳理了幾年來對(duì)這門學(xué)科的心得體會(huì),決定用自己的語言,幾何化地介紹最優(yōu)化理論的基本想法。當(dāng)我成竹在胸地上場(chǎng)報(bào)告前,李教授和我打了招呼,抱歉因有事要提前十分鐘離場(chǎng)。那天我根本沒按作者采用的標(biāo)準(zhǔn)方法證明等式約束最優(yōu)化中的拉格朗日乘子法則,而是采用了多元微積分中方向?qū)?shù)的概念,一下子就直觀地推導(dǎo)出。我的英文口語表達(dá)能力肯定還停留在起步階段,但我自信的神態(tài)流露出的是對(duì)這個(gè)法則比較透切的理解——這歸功于在南大讀最優(yōu)化專業(yè)研究生時(shí)打下的基本功和認(rèn)真的演講準(zhǔn)備。我從聽眾的面部表情中確信他們真的聽懂了。演講者最覺得意的事,莫過于感受到觀眾的共鳴!突然,我看到李教授站起來了,因?yàn)樗吡?,但是他的嘴里先吐出了幾個(gè)我永遠(yuǎn)記得的詞,而且是中文詞:“講得不錯(cuò),馬列主義學(xué)得好!”

幾天后,系里年紀(jì)與李教授相仿因而彼此常常聊天的博士生王鐸告訴我,李教授跟他講“丁玖有思想”。這五字評(píng)語雖然屬于過獎(jiǎng)之言,但讓我高興,因?yàn)槲以谖磥聿┦空撐膶?dǎo)師的眼里基本過了關(guān)。中國(guó)的傳統(tǒng)教育太多強(qiáng)調(diào)“有知識(shí)”,故催生了一句令人羨慕的成語“學(xué)富五車”。但是在西人眼里,“有思想”的學(xué)者,才是有創(chuàng)造力的學(xué)者。

“忘光公式”

王鐸文革前考入大學(xué),我進(jìn)南大不久他考上了北大的研究生,畢業(yè)后來到這里訪問李教授的師兄周修義(1943-2023)教授,后轉(zhuǎn)為其門下的博士研究生。周教授是來自新加坡的華人,大學(xué)畢業(yè)后,沒有像李教授那樣要當(dāng)兵一年,就直奔美國(guó),1970年在約克教授的手中拿到博士學(xué)位。雖然他較師弟年長(zhǎng)兩歲,看上去卻十分年輕,精巧的面龐、炯炯的目光,一看就知道是個(gè)能干之人,可以在任何領(lǐng)域有所建樹。我第一次見到他時(shí)聊了會(huì)兒。我用中文提到中國(guó)某著名大學(xué)的一位數(shù)學(xué)教授在某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域有個(gè)強(qiáng)大的理論團(tuán)隊(duì),且其某個(gè)理論研究在國(guó)內(nèi)獨(dú)樹一幟時(shí),他卻用英文回答我:“Not many people do that?。]多少人干那玩意兒?。?,意思是說這個(gè)研究題目太老了,一下子就把我鎮(zhèn)住了,頓時(shí)對(duì)他格外尊敬。

雖然我在大學(xué)階段讀過的課外數(shù)學(xué)書,數(shù)目上可能不少于課內(nèi)教科書,但國(guó)內(nèi)研究生的培養(yǎng)機(jī)制,限制我們選修其他領(lǐng)域的課程。來到美國(guó),我基本只修國(guó)內(nèi)未系統(tǒng)學(xué)過的那些科目。第二年,我一見周教授要開一學(xué)年的《常微分方程與動(dòng)力系統(tǒng)》研究生課程,就毫不猶豫地注冊(cè)修課。周教授那時(shí)才四十余歲,手上有幾個(gè)研究基金,在系里薪水最高,正處于研究生涯的高產(chǎn)期。他和布朗大學(xué)的黑爾(Jack K. Hale,1928-2009)教授于八十年代初出版的合著《分支方法理論》(Theory of Bifurcation Method),是這個(gè)領(lǐng)域的主要參考書之一。他與顏教授或阿克斯拉教授的教課風(fēng)格迥異,各有千秋。顏教授教書像潺潺流水,滋潤(rùn)心田,但難見波瀾壯闊之舉;阿克斯拉教授的課堂證明思路清晰,邏輯性強(qiáng),滴水不漏;周教授的講臺(tái)表演則是天馬行空,隨心所欲,從大處著想而不拘小節(jié),極具研究風(fēng)味。在推演過程中他常讓我們幫忙,因?yàn)樗浟讼乱徊皆撚玫降娜呛瘮?shù)恒等式。這就從某一方面佐證了前述的王永成老師所坦誠(chéng)的“忘光公式”,確有知音。記不得又有什么關(guān)系呢?我們學(xué)生最需要的只是思想,而周教授向我們傳授了做研究的思想!

當(dāng)相對(duì)論在全世界響徹云霄之時(shí),曾有一名無知無畏的青年,想考一下偉大的愛因斯坦(Albert Einstein,1879-1955),問他聲音在水中的傳播速度是多少。愛因斯坦不慌不忙地回答道:先生,我記不得了,但是您可以從任何一本物理教科書上查到。我有次在回國(guó)飛機(jī)上,與鄰座一位美國(guó)人閑聊中國(guó)教育。這位北卡羅萊納大學(xué)教堂山校區(qū)歷史系的畢業(yè)生,常年來廣東指導(dǎo)出口家具生產(chǎn)。他告訴我,中國(guó)工程師在技術(shù)上非常聽話,按部就班地遵循國(guó)外的設(shè)計(jì)方案,鮮有別出心裁的另辟蹊徑之舉。在談到中國(guó)學(xué)生中普遍存在的創(chuàng)新不足現(xiàn)象時(shí),他引述了他曾在北京教物理的一位同胞所說的俏皮話:如果老師在課堂上教等式2+3=5,美國(guó)學(xué)生會(huì)問為什么2 + 3不等于4或6,而中國(guó)學(xué)生則默默地將公式記在心里。不會(huì)思考或不想思考,是中國(guó)幾千年填鴨式教育的后果之一。

中國(guó)的教育太重視記憶術(shù)了,把學(xué)生大腦的存儲(chǔ)功能,挖掘到極致,但對(duì)大腦的最重要功能——思維——卻不聞不問。因而這種記憶力,與理解力不能相輔相成,并駕齊驅(qū)。學(xué)校里到處鼓勵(lì)的囫圇吞棗式的機(jī)械性記憶,一言以蔽之,就是死記硬背。動(dòng)物也是有記憶力的,家養(yǎng)的犬對(duì)熟人搖尾,對(duì)生人狂吠,信鴿可以飛回千里之外的家。但是人和動(dòng)物的區(qū)別就是,人可以思維,因此人可以被定義為“會(huì)思維的動(dòng)物”。人會(huì)改造自然、改變世界,而動(dòng)物則不能,就是歸功于人的思維特性,而不是記憶特性。否則我們的寵物狗和貓,也能統(tǒng)治世界了??上?,我們目前大行其道的應(yīng)試教育,只能驅(qū)使我們的學(xué)生,成為僅會(huì)背公式的不愛思考者。美國(guó)偉大的物理學(xué)家費(fèi)曼(Richard Feynman,1918-1988)有個(gè)好父親。他從小就告訴兒子,僅僅知道事物的名稱而對(duì)事物的本質(zhì)一無所知,等于什么也不知。他舉例說,有一只鳥,在不同的語言里,有不同的叫法。即便你背得了一百個(gè)叫法,卻不知道該鳥的習(xí)性,你對(duì)那只鳥還是一竅不通。這對(duì)我們“知其然而不知其所以然”的教育法,確實(shí)也是極妙的比喻。

上他的課,沒有人會(huì)打盹

如果說阿克斯拉教授的課程成績(jī)不依據(jù)考試,只看平時(shí)作業(yè),加上他的獨(dú)特打分標(biāo)準(zhǔn)有點(diǎn)與眾不同,周教授給注冊(cè)他課學(xué)生的科目最終評(píng)分,那次所用的簡(jiǎn)單方法,更是出人意料。我事后聽說,交了課堂作業(yè)的,基本都拿A,沒交的也得B。也就是說一個(gè)嬰兒,只要能注冊(cè)此課,就能拿到B,因?yàn)閶雰寒?dāng)然是不會(huì)做作業(yè)的。姑且不論這種評(píng)分方式是否合理或太松,學(xué)生們卻從這門課中,至少觀賞到做研究的藝術(shù)。部分人甚至可從這里起步,奔向熱門研究前沿陣地。真正做研究的教授往往在分?jǐn)?shù)面前對(duì)學(xué)生特別寬宏大量。而有些早已在研究陣地上丟槍棄甲的教授,視分?jǐn)?shù)為保持他們教授權(quán)威的最后一張招牌,不肯輕易放松,學(xué)生平均分?jǐn)?shù)89.9時(shí),也只能得到倒霉的B而與A無緣。

當(dāng)然,最讓我嘖嘖稱奇的講課風(fēng)格,還是非李天巖教授莫屬。在1987-88學(xué)年,他被日本京都大學(xué)數(shù)理解析研究所請(qǐng)去當(dāng)了一年的講座教授,據(jù)說薪水是日本大學(xué)正教授的一倍半。這個(gè)研究所共有十個(gè)講座教授,其中九個(gè)是永久性職位,屬于國(guó)內(nèi)學(xué)者,只有一個(gè)講座才向國(guó)外聘請(qǐng)。李教授在那里給京都大學(xué)數(shù)學(xué)系做了一系列的演講:[0, 1]上的遍歷理論。這一年里,我們幾個(gè)他從祖國(guó)大陸招來的弟子,平時(shí)見不到導(dǎo)師表面上威嚴(yán)的面孔,像見不到貓的老鼠似的,活得自由自在,天天活蹦活跳,但每個(gè)人都很自覺,普遍用功。我已經(jīng)通過了博士資格考和預(yù)備考各兩門,以及兩種第二外語的考試。在繼續(xù)修課的同時(shí),我開始閱讀別人發(fā)表的最新論文,著手思考問題,撰寫了我來美后的第一篇學(xué)術(shù)文章。當(dāng)遠(yuǎn)在東方的李教授收到我的文章初稿后,給我回信時(shí),不僅給予了學(xué)術(shù)建議,而且還大大褒揚(yáng)了我做研究自己找問題動(dòng)手干的主觀能動(dòng)性。

1988年秋季學(xué)期,剛從東瀛訪問歸來的李天巖教授,決定開一學(xué)年的遍歷理論課,所講材料主要是基于他在日本簡(jiǎn)單整理的演講稿,目的是想經(jīng)過課堂正式講授,為以后可能寫書做準(zhǔn)備。這是我第一次正式注冊(cè)他的課。課程叫《高等應(yīng)用數(shù)學(xué)選講》,注冊(cè)者除了他幾乎所有的中國(guó)博士生外,還有一對(duì)美國(guó)博士后夫婦,這迫使他不得不用英文授課。杰出實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家丁肇中(1936-),為了提高來自國(guó)內(nèi)訪問學(xué)者的英文水平,平時(shí)故意不與他們講中文。但李教授卻恰恰相反,只要沒有洋人在場(chǎng),總是滿嘴中文,甚至在大多是美國(guó)學(xué)生的課堂上,也偶爾耍點(diǎn)中文的小把戲。有一次,他對(duì)注冊(cè)他課的幾個(gè)中國(guó)弟子的作業(yè)表現(xiàn)不甚滿意,那天一進(jìn)教室,就直奔黑板,寫下四個(gè)漢語大字:“眼高手低”,笑壞了不知其意的美國(guó)人,羞怯了只比他小了十歲左右的徒弟們。

寫過皇皇巨著《古今數(shù)學(xué)思想》的美國(guó)應(yīng)用數(shù)學(xué)家兼數(shù)學(xué)史家克萊因(Morris Kline,1908-1992),關(guān)于課堂教學(xué),對(duì)教師曾給出如下的諄諄告誡:

“我想力勸每位老師成為演員。他必須借助戲劇的每一種道具使他的授課技巧彰顯出生機(jī)與活力。他有必要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候運(yùn)用戲劇效果,在講述事實(shí)的同時(shí)展現(xiàn)激情。不尋常的怪異舉動(dòng)能夠激發(fā)人們的興趣,揮灑自如的幽默能夠極大地活躍課堂,即便這與授課內(nèi)容貌似無關(guān)?!?/p>

坐在李天巖教授的課堂里,你大概對(duì)克萊因的話更能體會(huì),因?yàn)樗褪窃忈屵@段話的范本。上他的課,滿腦子瞌睡蟲的人也不會(huì)打盹。如果我來美的第一個(gè)學(xué)季就修他的課,那我的時(shí)差困擾也不會(huì)拖得那么久。他絕不是那種照本宣科的老學(xué)究,也不是敘述證明按部就班的標(biāo)準(zhǔn)師,更不是語速、頻率、振幅幾乎不隨時(shí)間變化的教書匠。他講課時(shí)面部表情多變,肢體語言夸張,吐出數(shù)學(xué)新概念前,總以生動(dòng)例子鳴鑼開道,好讓我們從容不迫地登堂入室。抑揚(yáng)頓挫的語氣,有時(shí)像潺潺流水,有時(shí)如驚濤駭浪,有時(shí)則仿佛美國(guó)黑人民權(quán)領(lǐng)袖馬丁·路德·金(Martin Luther King,1929-1968)在著名演講中重復(fù)句子“I have a dream !(我有一個(gè)夢(mèng)想?。蹦菢?,連續(xù)強(qiáng)調(diào)同一個(gè)數(shù)學(xué)術(shù)語,聲音的分貝越來越大,把我們的激情也完全調(diào)動(dòng)起來了。

第二個(gè)學(xué)季,那一對(duì)美國(guó)夫婦沒有再來旁聽,這樣每節(jié)課教室里,蕩漾的全是標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)灣國(guó)語聲,李教授上課時(shí)的動(dòng)感語言更加豐富多彩了,我們聽得也更起勁了。本來,我們對(duì)遍歷理論的基本概念幾乎一無所知,但這一學(xué)年,我們跟隨他浸潤(rùn)于集純數(shù)學(xué)幾個(gè)學(xué)科于一體的理論大海,“遍歷”暢快地吸收著令人神往的新養(yǎng)料。至于我,就像“混沌”所揭示的“蝴蝶效應(yīng)”那樣,我根本沒有預(yù)測(cè)到這門課居然成就了自己的博士論文。

而這篇學(xué)位論文該做什么,也是導(dǎo)師與我事先都“始料未及”的。下次寫出這前后過程,或許會(huì)給因碩士、博士論文選題而煩惱的年輕學(xué)子提供一點(diǎn)“經(jīng)驗(yàn)之談”。

注:

本文基于2016年由商務(wù)印書館出版的《親歷美國(guó)教育:三十年的體驗(yàn)與思考》第四章《讀書日子》修改而成。

本文受科普中國(guó)·星空計(jì)劃項(xiàng)目扶持

出品:中國(guó)科協(xié)科普部

監(jiān)制:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

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