推薦序
不用數字,數學也可以非常有趣!
洪萬生(臺灣數學史教育學會理事長)
本書作者開宗明義就說:「我們相信數學有趣、真實又有用(而且就是依這個順序)。」這個宣示是本書中數學家三大信仰的第一則,但已指出本書之旨趣!請注意喔:作者將「有趣」面向擺在首要位置,顯然意在強調即使「不用數字」,數學還是(可以說得)非常、非常有趣!
事實上,由於數學教育改革的主張都十分重視數學的「有用」面向,以便提升學生學習數學的積極動機。不過,這些有用的知識再怎麼融入「生活情境」,數學知識的獨特抽象性,還是很容易讓學習者卻步,而找不到繼續學習的動力。這或許可以說明何以在108課綱的教學脈絡中,數學遊戲(魔術)與摺紙會如此受到歡迎。這是因為這些「類遊藝」所涉及的數學知識活動,可以讓教育現場教師分享這些數學的「有趣」面向。
這一類活動所以有趣,還在於它會自然地展現數學知識所蘊含的驚奇(wonder),常常出人意表。作者貝克曼在本書中,以「無字證明」(proof without words)的方式,證明∞.∞=∞,按最簡約易解的圖說一體,給了我們最大的驚奇。此外,他「改寫」數學大師康托爾(Georg Cantor)的「對角線證法」,僅僅使用文字(當然沒有數字!),就證明了「一條線(即使是有限長的線)上的點數一定比無窮更多」。這個定理也「啟示」我們:無窮概念可以區分等級,亦即有「無窮」(譬如1, 2, 3不停地數下去的「第一階」無窮),也有比無窮「更多」的事物(譬如直線等「連續體」〔continuum〕)存在。在這兩個例子中,論證毋須數字,過程簡約易解,然而,所推論得到的真理(truth)─在數學中,我們通稱為定理(theorem)─卻極為深刻,讓吾人感受極大的驚奇。