推薦序
導讀小島寬之新書
這是一本掌握數學思維的經濟學家所寫的數學普及讀物!作者小島寬之能夠為我們解釋「『算數樸素而原始的構想』其實和先端科學的看法、想法相通」,顯然擁有非常成熟的數學心智,否則大概無法強調「算數的構想是人類最接近本質的思考方法,可以解開人際關係、社會現象、宇宙之謎。」舉例來說,本書最令人心折的數學普及書寫,莫過於有關碎形的次元(或維度)之說明。作者從相似圖形與面積公式這些小學算數的概念切入,即可定義並計算碎形的次元(或維度),他的論述平易可解,筆調親切宜人,真是不負科普書寫之使命。作者所以介紹碎形,當然與股價的走勢圖形有關。不過,作者為了徹底理解碎形,想必投注了可觀的心力才是。
日本人所謂的「算數」,是指我們所說的小學「算術」,只要活用小學算術,就可以幫助我們解決那麼多的人文、社會與自然等問題,的確令人匪夷所思!不過,一旦細心地進入本書鋪陳的數學世界,一定可以相信作者所言不虛!
對很多人而言,小學算術當然重要 -
日常生活必定少不了它,不過,加減乘除運算及其相關的應用題,似乎是讀者共同的回憶(也許不怎麼愉快)。然而,小學算術中的「追趕問題」和「工程問題」到了作者筆下,都成了大哉問,真是令人驚奇!追趕問題解法的適當應用,可以幫助我們解釋救護車鈴聲音高改變的都卜勒效應,至於工程問題,則觸及日本少子化對於經濟影響的因素。以這些為例,小島寬之邀請我們依序「透過單純的構想看清世界的演變」(本書第I部份主題)、「以柔軟的思考看穿社會的結構」(本書第II部份主題)。
誠如作者所說,算數的構想能讓我們以更豐富的角度看待世界,這是因為「算數的構想累積了日常生活、人際關係、人生經驗的諸多觀點」,因此,一旦掌握了「算數的單純看法、原始點子,也能讓你的生活更豐富,滋潤你的人生。」作者當然也注意到數學 - 其中代數的思維應該是核心部份 -
的重要性:「數學的『普遍操作性』能節省思考步驟和時間,提高『效率性』,或者避免想法有缺失,避免跳躍,確保『嚴密性』」,不過,希望從比較綜合、直觀的角度看待或欣賞世界,還是有賴算數的「個別思維」模式。
本書作者小島寬之出身東京大學數學系與經濟研究所,專業領域為數理經濟,又廣泛接觸科普作品(含小說與電影),因此,他每能就近取譬(本書例子大都十分有趣、切合實用),讓本書內容更加平易近人。因此,本書跟他的《從數學看人類進步的軌跡》一樣,都非常值得推薦,希望大家一起來「戴上『算數構想』的有色眼鏡,享受世界繽紛的一面。」
洪萬生
台灣師範大學數學系
前言
從原始構想到動態思考
二零零六年四月,我到J-WAVE電台「Growing Reed」節目中擔任特別來賓,討論的主題是「數學有用嗎」。主持人是V6(編註:日本的超人氣偶像團體)的岡田准一,他完全沒有偶像的架子,是個穩重的年輕人,令人喜愛。我和他討論了一個小時,非常開心(參考資料(1)的網站有詳細內容)。
和岡田准一的談話中,讓我吃驚的是,他認為算數和數學是「由老師設計問題,早就有答案的規定」。不只岡田准一如此,許多人心裡應該也是這麼想的。所以我對他說:「數學發展的方式,隨著國家、時代、文化改變,現在數學還在進化中。」他非常驚訝,雙眼流露出小男孩似的好奇光芒,我看準機會,說:「算數和數學的構想並不只是為了通過學校的考試,而是散佈於日常生活、人際關係到宇宙之謎,柔軟多變化,是人類的文化也是資產。生而為人,尚未了解數學就離開人世,實在可惜。」聽到這段話之後,岡田准一那恍然大悟的表情,至今仍然烙印在我心中(他長得很帥當然也是原因之一)。他身為偶像卻非常敏銳,光是聽到這段話就全都明白了。
這本書正是為了告訴像岡田准一一樣的讀者,算數的魅力何在。書中所列舉的許多算數問題,將帶領大家享受解法背後特有的構想。我挑選的問題幾乎都是國中入學考的問題。算數是(日本)小學必修的科目,上了國中之後稱為數學。這本書要證明算數和數學不只是名稱不同,而是本質上帶有不同構想的領域。只要大家隨手翻閱就知道,這本書的目標並不是希望大家「能解答」算數問題。
這本書究竟是什麼樣的書?
這本書列舉了許多領域的例子,為大家解釋「算數樸素而原始的構想」其實和先端科學的看法、想法相通。每一章都從算數的「○○問題」開始,在不知不覺中就已經跳到先端科學的成果。介紹的科學包括物理學、經濟學、數學、統計學、賽局理論,豐富多樣。
算數的構想是人類最接近本質的思考方法,可以解開人際關係、社會現象、宇宙之謎。即使不懂數學,也可以省略了解數學的步驟,只靠算數就能了解先端理論。實際上,不透過數學反而比較容易了解某些領域。本書網羅了所有這一類的領域。
序章以分析的角度敘述「何謂算數的構想」。第I部包含一到三章,匯集讓人對大自然到宇宙完全改觀的話題。第一章從「追趕問題」談到宇宙膨脹的話題,第二章從「高斯問題」談到環境問題,第三章從「相似」談到複雜系的話題。第II部包含四到六章,介紹的構想可以解讀人類社會複雜而麻煩的結構。第四章從「工作問題」談到日本景氣停滯=「迷失的十年」的話題,第五章從「數數有幾種」談到熵(entropy)再解讀社會貧富差距,第六章從「集合問題」談到利益分配的問題。
希望大家看了筆者的文章,改變對算數的印象,戴上「算數構想」的有色眼鏡,享受世界繽紛多彩的一面。