很多人都很怕數學,認為自己完全無法閱讀這樣的書,沒有人能確定這是什么原因。一些心理學家認為這就像是“符號盲"無法放下對實體的依賴,轉而理解在控制之下的符號轉換。或許這有點道理,但文字也轉換,轉換得多少比較更不受控制,甚至也許更難以理解。還有一些人認為問題出在數學的教學上。如果真是如此,我們倒要松口氣,因為近來有許多研究已經投注在如何把數學教好這個問題上了。
其中的部分原因是沒有人告訴我們,或是沒有早點告訴我們,好讓我們深人了解:數學其實是一種語言,我們可以像學習自己的語言一樣學習它。在學習自己的語言時,我們要學兩次:第一次是學習如何說話,第二次是學習
如何閱讀。幸運的是,數學只需要學一次,因為它完全是書寫的語言。
我們在前面說過,學習新的書寫語言,牽涉到
基礎閱讀的問題。當我們在小學第一次接受閱讀指導時,我們的問題在要學習認出每一頁中出現的特定符號,還要記得這些符號之間的關系,就算是后來變成閱讀高手的人,偶爾還是要用基礎閱讀來閱讀。譬如我們看到一個不認得的字時,還是得去翻字典。如果我們被一個句子的句法搞昏頭時,也得從基礎的層次來解決。只有當我們解決了這些問題時,我們的
閱讀能力才能更上層樓。
數學既然是一種語言,那就擁有自己的字匯、文法與句法,初學者一定要學會這些東西。特定的符號或符號之間的關系要記下來。因為數學的語言與我們常用的語言不同,問題也會不同,但從理論上來說,不會難過我們學習英文、法文或德文。事實上,從基礎閱讀的層次來看,可能還要簡單一點。
任何一種語言都是一種溝通的媒介,借著語言人們能彼此了解共同的主題。一般日常談話的主題不外是關于情緒上的事情或人際關系。其實,如果是兩個不同的人,對于那樣的主題彼此未必能完全溝通。但是不同的兩個人,撇開情緒性的話題,卻可以共同理解與他們無關的第三種事件,像電路、等腰三角形或三段論法,原因是當我們的話題牽涉到情緒時,我們很難理解一些言外之意。數學卻能讓我們避免這樣的問題,只要能適當地運用數學的共識、主旨與等式,就不會有情緒上言外之意的問題。
除此之外,也沒有人告訴我們,至少沒有早一點告訴我們,數學是如何優美、如何滿足
智力的一門學問。如果任何人愿意費點力氣來讀數學,要領略數學之美永遠不嫌晚。你可以從歐幾里得開始,他的《幾何原理》是所有這類作品中最清晰也最優美的作品。
讓我們以《幾何原理》第一冊的前五個命題來作說明。(如果你手邊有這本書,你該打開來看看。)基本幾何學的命題有兩種:(1)有關作圖問題的敘述。(2)有關幾何圖形與各相關部分之間的關系的定理。作圖的問題必須著手去做,定理的問題就得去證明。在歐幾里得作圖問題的結尾部分,通常會有Q.E.F.的字樣,意思是“作圖完畢”,而在定理的結尾,你會看到Q.E.D.的字樣,意思是“證明完畢。
《幾何原理》第一冊的前三個命題的問題,都是與作圖有關的,為什么呢?一個答案是這些作圖是為了要證明定理用的。在前四個命題中,我們看不出來,到了第五個,就是定理的部分,我們就可以看出來了。譬如等腰三角形(一個三角形有兩個相等的邊)的兩底角相等,這就需要運用上“命題三”,一條短線取自一條長線的道理。而“命題三”又跟“命題二”的作圖有關,“命題二”則跟“命題一”的作圖有關,所以為了要證明“命題五”,就必須要先作三個圖。
我們也可以從另外一個目的來看作圖的問題。作圖很明顯地與公設相似,兩者都聲稱幾何的運作是可以執行出來的。在公設的案例中,這個可能性是假定出來的。在命題的案例中,那是要證明出來的。當然,要這樣證明,需要用到公設。因此,舉例來說,我們可能會疑惑是否真的有“定義二0”中所定義的等邊三角形這回事。但是我們用不著為這些數學物件是否存在而困擾,至少我們可以看到“命題一”所說的:基于有這些直線與圓的假定,自然可以導引出有像等邊三角形這樣東西的存在了。
我們再回到“命題五”,有關等腰三角形的內角相同的定理。要達到這個結論,牽涉前面許多命題與公設,并且必須證明本身的命題。這樣就可以看出,如果某件事為真(也就是我們有一個等腰三角形的假設),并且如果其他某些附加條件也成立(定義、公設與前面其他的命題),那么另一件事(也就是結論)亦為真。命題所重視的是“若……則”這樣的關系。命題要確定的不是假設是否為真,也不是結論是否為真—除非假設為真的時候。而除非命題得到證明,否則我們就無法確認假設和結論的關系是否為真。命題所證明的,純粹是這種關系是否為真,別無其他。
說這樣的東西是優美的,有夸大其詞嗎?我們并不這么認為。我們在這里所談的只是針對一個真正有范圍限制的問題.作出真正邏輯的解釋。在解釋的清晰與問題范圍有限制的特質之中,有一種特別的吸引力。在一般的談話中,就算是非常好的哲學家在討論,也沒法將問題如此這般說得一清二楚,而在哲學問題中,即使用上邏輯的概念,也很難像這樣清晰地解說出來。
關于前面所列舉的“命題五”的論點,與最簡單的三段論法之間的差異性,我們再作些說明。所謂三段論法就是:
所有的動物終有一死;
所有的人都是動物;
因此,所有的人終有一死。
這個推論也確實適用于某些事,我們可以把它想成是數學上的推論。假定有動物及人這些東西,再假設動物是會死的,那就可以導引出像前面所說三角形那樣確切的結論了。但這里的問題是動物和人是確切存在的,我們是就一些真實存在的東西來假設一些事情,我們一定得用數學上用不著的方法,來檢驗我們的假設。歐幾里得的命題就不擔心這一點,他并不在意到底有沒有等腰三角形這回事,他說的是,如果有等腰三角形,如果如此定義,那一定可以導引出兩個底角相同的結論,你真的用不著懷疑這件事—永遠不必。