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为什么中国奥数那么厉害,却出不了像高斯、欧拉这种级别的数学家

电脑版   2020-11-26 13:02  

为什么中国奥数那么厉害,却出不了像高斯、欧拉这种级别的数学家?:中国数学叫算术,更重应用,不重视为什么!提到中国古代比较牛的数学巨著,很多人知道是《九

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中国数学叫算术,更重应用,不重视为什么!

提到中国古代比较牛的数学巨著,很多人知道是《九章算术》。顾名思义有九章,分别是:

  1. 方田:教人们算面积,种地的;

  2. 粟米:教人们分粮食的;

  3. 衰分:按比例分配;

  4. 少广:教人们开平方,开立方

  5. 商功:为了建筑,算体积,工程分配

  6. 均输:合理摊派赋税

  7. 盈不足:小学奥数的盈亏问题

  8. 方程:解一次方程组

  9. 勾股:应用勾股定理

每一章的实际应用价值极大,但是里面没有任何解释,就是一本解决实际数学问题的工具手册,遇到问题,翻开手册,套用方法,问题解决!里面的定理方法,没有任何说明,而事实上也确实没有证明!

西方数学不讲实用,重视数学在美学上的意义!
从古希腊开始,认为数学是和谐、简单、明确以及有秩序的艺术。在数学中可以看到敢于宇宙结构和设计的最终真理,认为宇宙是按数学规律设计的,且能被人们所认知。

最经典的例子是:《几何原本》的作者古希腊的欧几里得,被称为“几何之父”,他曾面对一个年轻人的质问:“你的几何学有什么用处?”而他转身对侍从说:“请给这小伙子三个硬币,因为他想从几何学里得到实际利益。”

还有,毕达哥拉斯学派认为数是宇宙的终极奥义:比如"1"是数的第一原则,万物之母,也是智慧;"2"是对立和否定的原则,是意见;"3"是万物的形体和形式……"10"包容了一切数目,是完满和美好。在那个时代,数学是和政治、宗教、哲学合一的一个团体。

当今社会的数学更讲究证明
  • 勾股定理。西方叫“毕达哥拉斯定理”,原因就是毕达哥拉斯给出了具体证明,虽然咱们比人家早发现了几百年。

  • 祖暅原理,也叫祖氏原理,是祖冲之父子研究的,内容是:"幂势既同,则积不容异”,同样1100年后,意大利数学家卡瓦列里给出了定理的证明,所以西方叫它“卡瓦列里原理”

  • 圆周率。西方人普遍承认祖冲之,因为圆周率就是一个数,不需要证明,而祖冲之确实是算圆周率最精确的,这也说明中国古代就是精于“算术”,而非“证明”。

中国错过了好时机

欧拉和高斯是所在的年代是18世纪,那个时候世界数学蓬勃发展,中国同时期是大清帝国,整天的科举,八股,吾皇万岁。优秀的人都去学文章,当大官了,研究算术那都是让你瞧不起的,整天不务正业,死后都进不了祖坟的。等中国人意识到数学到底是什么的时候,欧拉,高斯,牛顿等等都已经把该研究的定理研究完了,就自然没中国人什么事 了。

上图是“欧拉线”,三角形的外心O,重心G,垂心H,三点共线,并且OG:OH=1:3

有些中国数学家“误入歧途”

中国著名的数学家,一定很多人会说华罗庚和陈景润,他们研究是是“解析数论”方向,有点闭门造车的感觉,因为解析数论研究的空间并不大,自然进步就不多,好像走进了“死胡同”,陈景润穷极一生去研究哥德巴赫猜想,而事实上哥猜即便证明出来对数学的推动意义也不是很大,有点浪费人才的感觉。事实上,真正的质数领域的老大是“黎曼猜想”,揭示质数的分布规律,如果以陈景润的功力去投入到“黎曼猜想”,也许中国数学界会大咖辈出。当然不可否认的是贡献还是有的,所以说误入歧途也是有引号的。

陈省身和丘成桐,在中国的名声没有前2者大,但是他们二位是在国外研究数学的,和国际数学接轨,在数学界的成就圆高于陈景润和华罗庚!

中国数学强是个幻觉

所谓中国基础数学的题目难,外国人做不了,是因为中国的题目更多是在玩“文字游戏”,深度更不大,只是同样的深度的问题,考察的更严密,花样更多,导致外国人不会做。比如一道小学题:“小红的苹果比小明的苹果多2倍”,那么小红的苹果是到底是小明的2倍还是3倍?这就导致很多人会做错。这种难度没有意义。

中国奥数的辉煌是举国之力

咱们可以查一查历史资料,中国垄断奥数金牌的年代是什么时候,那时候中国全民奥数,因为奥数确实有利可图,奥数打好了可以保送,打金牌进清北,打银牌也能去名校,所以奥数大军人数再那摆着呢,从中选出6个国家队员,那个个是人中龙凤,而现在奥数没有原来热了,保送名额大幅缩水,学生学习奥数真是谨慎又谨慎,所以现在我国在国际赛场上,就是IMO,表现的没有前些年厉害也就理所应当了!

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首先在我看来,这句话是完全正确的。

我们先来看看我国参加国际奥数比赛(IMO)的战绩,你就会觉得中国队完全可以称得上是梦之队。

IMO作为世界上级别最高的数学竞赛,我国从1989年第一次获得IMO团体冠军,一直到最近一次获得冠军的2014年,中间26次IMO比赛,中国获得了其中的19次冠军。这样的成绩简直堪称神迹。

然而,我国选手们的奥赛成绩如此优秀,却几乎没有一个走上职业数学家的道路。

在我看来,中国之所以能够获得这么多金牌,第一个说明我们的智力上绝对占据高峰,还有中国全民奥数的氛围也提供了得天独厚的土壤。

奥数的训练可以帮助常规考试

大家都在学奥数,期望从更深层次的课程训练出一些对于常规课程有利的方法,很多家长都觉得,我孩子奥数那么难的题目都会做,一些普通考试的题目还不会做吗?前些年,的确有很多常规考试的许多解法思路来自奥数。

奥数是升学的踏板

我读中学的时候,获得省竞赛一等奖,就可以有保送资格,或者高考降分二十录取。这个诱惑实在太大,家长们看到这个苗头,不惜给孩子小学一年级就开始培训,希望等到真正高考时可以走这一捷径。这个也是为什么全民奥数的最根本原因。

并不是所有人都适合学奥数

奥数一定要学有余力,如果一个孩子本来课程都觉得吃力,再让学习奥数,无非是恶性循环,绝对没有好结果。

奥数是一个热爱数学的孩子提升自己的最好平台

我们有多少孩子是真正热爱数学才去学习奥数的?更不要再问,我们有多少家长是为了把孩子培养成数学家才让孩子去学奥数的?恐怕一万个家庭里都不会有一个!

教育从来都不是急功近利的事情,虽然因材施教基本上不可能实现,但是兴趣永远都是最重要的老师。如果仅仅是把奥数当做升学的踏板,全然不顾孩子到底需要什么。为什么我们现在熟知的数学大家基本上都是民国时代,或者在改革开放之前。那个时候的人们真的能耐得住枯燥,孤独的学术研究,现在的人们太难做到了!

如果我国对待数学的态度始终如此,那么中国永远都不会有出色的数学家,更不要说是像高斯,欧拉那样的宗师级别的数学家了。

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数学分为应试数学和研究数学,中学数学好的人99%进入数学研究领域都要傻眼。中学学数学就像老师带领着理解背诵棋谱,智商太低的理解不了,记忆力不好的记不住那些套路,应试数学的最高峰就是奥数。跨过奥数就进入研究数学领域了,也就是真正的数学从业人员了。这时需要做的是自创棋谱,自己发明新题就是各种数学猜想,解别人发明的还没被人破解的新题。中国学生在奥数阶段大放异彩,但是却没有一个有国际地位的数学家。

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这个问题我简单回答一下,相信大家能看出问题所在。回答并不复杂,仅仅举个例子,就是1+2+3+4+5……+100等于多少这个问题。接下来咱们就说说解题思路问题。

第一,普通人解题方式。

普通人的解题思路很简单,不就是从一加到一百么?那就加呗,1+2等于3,再加3等于6,慢慢加呗,加到100为止。

第二,奥数精英解题方式。

从1加到100计算量太大了,有很多都是重复计算。只要知道初始条件和最终要求何必要求每一部计算过程。1+9等于10,2+8也等于10,从1+2+3+4……+10等于55,从11加到20等于155,那么从21加到30呢?等于255。奥数精英吸取了普通人的解题方式存在的问题,某位教授问自己的学生,这有什么规律吗?这帮学生积极踊跃回答:55,155,255,355……一直加到955,最后结果是5050。这帮孩子欢呼雀跃,自己的计算方法得出的结论和普通人算法结论一致,自己的计算方法就是真理。为了避免后人重蹈普通人的覆辙,就要对后人不断强化自己的心得。

第三,天才的解题方式。

当初小高斯遇到这个问题的时候,他没有前人留下的经验可以依靠。从1加到100,依次计算太费力了,我相信小高斯从1加到200就停止了。1+100=101,2+99=101依次类推,正好50对。

各位读者你们能看出问题所在吗?普通人解题对加法运算熟记于心,精英更精通解题技巧。而高斯在前两者基础之上灵活运用了乘法法则。

综上所述,普通人的解题方式是大众思维,精英的解题方式是站在巨人的肩膀上。天才的心得是不破不立。

  • 不过话说回来,这三种人是各有所长。普通人适合做基本运算做研究员,精英可以去过程研究所。我国的天才去哪了呢?他们送外卖去了!

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你瞅美国牛逼那么些年,出过一个高斯或者欧拉那样的数学家吗?也没有吧……

还有牛顿爱因斯坦,也不是美国的吧?

创建量子力学那么多牛逼科学家,美国也没占一两个吧?

这种等级的数学家或者科学家,每一个都是全人类的财富,可遇而不可求,更多是因为时代,跟教育水平或者方式什么的,真的关系不是很大。

我们因为时代的关系,从几百年前落后了,现在正慢慢的赶上,以后这种等级的科学家相信会有的。

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很多人都没有说到点子上,中国的教育水平整体发酵也仅仅是近40年的事,你说的那些数学家都是什么年代的?难道近100年来欧美出现过像高斯,欧拉这样的数学家?经典数学理论在上上个世纪已经趋于完善,怎么可能再出现跨时代的数学家,很多人用这种借口无脑地批评中国的教育体制,进而更像公知一样去寻找中国人的劣根性,而事实上,中国人在基础教育乃至理工科领域的成就举世瞩目,难道中国这几十年来的科技进步不是靠辛苦学习的这些学子们?诚然,中国的教育体制存在各种各样的问题,但那些装模作样,甚至数学,物理从来没有及格过的伪公知们有什么资格去大放厥词告诉别人怎么学数学,物理?就凭他们的喷子本性和看过的那些心灵鸡汤?难道让中国的孩子跟西方的孩子一样都去学艺术,文学,法律?或者干脆追求自我罢课去做环保斗士?难道这些伪公知们不睁眼看看这个世界还有哪些国家的年轻人去努力学习理工科?奥数从本质上说是个好东西,至于在中国因为升学等问题出现了变质,让孩子们苦不堪言这确实应该做出改变,但没必要把奥数妖魔化。

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先看看他们的一些介绍:

小时候高斯家里很穷,且他父亲不认为学问有何用,但高斯依旧喜欢看书。当高斯12岁时,已经开始怀疑元素几何学中的基础证明。当他16岁时,预测在欧氏几何之外必然会产生一门完全不同的几何学,即非欧几里德几何学。高斯的老师Bruettner与他助手 Martin Bartels 很早就认识到了高斯在数学上异乎寻常的天赋,同时Herzog Carl Wilhelm Ferdinand von Braunschweig也对这个天才儿童留下了深刻印象。于是他们从高斯14岁起便资助其学习与生活。这也使高斯能够在公元1792-1795年在Carolinum学院(今天布伦瑞克工业大学的前身)学习。18岁时,高斯转入哥廷根大学学习。在他19岁时,第一个成功的用尺规构造出了规则的17边形。

欧拉小时候他就特别喜欢数学,不满10岁就开始自学《代数学》。这本书连他的几位老师都没读过。可小欧拉却读得津津有味,遇到不懂的地方,就用笔作个记号,事后再向别人请教。1720年,13岁的欧拉靠自己的努力考入了巴塞尔大学,得到当时最有名的数学家约翰·伯努利(Johann Bernoulli,1667-1748年)的精心指导。

高斯、欧拉他们有过人的天才,不过也需要他们所处的大环境提供成长的养分,欧洲本来就是现代科学的发源地,当时的欧洲也是世界的科学中心,在数学教育上有优良的传统,有很好的老师和大学对他们精心培养,而且那时候不像现在那么多的科目抢人才,他们或许处在天时地利人和上对数学最好的条件上,所以他们能成为数学巨匠,和奥数的关系并不大。

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一是高斯欧拉那种数学家,国外现在也不出啊,时代不同了,数学分工越来越细,那种开门立派的领域也越来越难了;二是数学发展前沿已经到了普通人基本搞不明白的地步,中国其实有一批奥赛出身的青年数学家很厉害,只是非专业人士,根本不知道他们在干什么,取得什么成就,这种前沿,也已经抽象到连记者都很难写报道的程度;三是随着物质生活的丰富,已经有越来越多的孩子不为生存,只为兴趣来搞数学,大家不用着急,这个是需要时间积累的,二十年内,必然会有中国年轻数学家拿菲尔兹奖。 现在的中青年数学家,几乎都经过了奥赛选拔,国外国内都一样,国家目前的选拔体系没有什么大问题,大家要有点耐心!

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数学同其他科学都是无穷尽的,就如宇宙无穷无尽一样。

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听说过弯道超车吧?

要成为欧拉和高斯级别的数学家,需要极高的数学天赋,还要有名师指点,欧拉应该是师从伯努利吧,高斯的老师是谁不太记得了,欧拉?

然后他们对于数学的研究,与金钱无关,纯粹的学术精神,声名鹊起之后,整个欧洲学术界给予了他们崇高的荣誉,从而影响后面的天才们继续在数学领域耕耘奉献,推动现代科学的进步。作为所有自然科学的基础,数学也许是最枯燥的,从来都不功利。

反观奥数,不可否认,国际比赛中国过奖颇丰,但是功利目的居多,得奖者自然智力出类拔萃,但是未必有欧拉高斯级别的天赋,即使相当,又有几个不被生计所迫,选择数学研究作为终身职业?简单说,奥赛金牌还真不能当饭吃。

另一个层面是,数学大厦的基础已经由前辈高人们奠定了强大的基础,理论研究的突破,比前人艰辛百倍,中国现代出不了数学大师,并不出奇,近现代,西方教育制度下,也没有出现可以比肩欧拉高斯的数学大家,没必要对中国的情况口诛笔伐。

现在我们国家也已经认识到奥数的利弊,取消了奥数成绩与择校的联系,我觉得是对的,对于有数学天赋的孩子,我们可以按照他们的兴趣和能力使用奥数比赛作为工具进行选拔和培养,引导他们攀登数学高峰,这个可以有,而那些明明没有数学天赋,仅仅靠训练得个奖啥啥啥的就分配优质师资去培养,往往是南辕北辙。

总之,数学天才,我百分百相信我们国家不缺少,就是得想办法挖掘他们(奥数竞赛这个功能还是有的,可能还是唯一的。),交于良师教导,使其远离功利,潜心钻研,我想,总会有中国欧拉腾空出世!

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