文与数学 课程分享30
这是通识选修课《社会科学与数学》第二讲《文学与数学》的第三节,发现文章中的数学元素。
第二讲 文学与数学
第三节 文与数学
1.西文
12世纪,印度著名数学家婆什迦罗(Bhaskara, 1114~1185)在其题献给自己女儿的数学著作《丽罗娃蒂》(Līlāvatī)中,用文学的形式表达了许多数学问题。
《丽罗娃蒂》是婆什迦罗最出名的一本数学著作,丽罗娃蒂是他女儿的名字。有一个故事说:占星家预测丽罗娃蒂的婚姻永远无成,但是婆什迦罗找到了一个解运的办法。他做了一个可漂浮在水面上的杯子,底部开一个很小的洞,水可慢慢流进,一小时后若杯子沉没,则女儿就可摆脱厄运。
在一个良辰吉日,婆什迦罗施行解运术。由于好奇心,女儿丽罗娃蒂观看杯中水逐渐上升,突然,有一颗珍珠从她身上掉入杯子里,恰好堵住了进水口,一小时后杯子并没有沉没!因此,丽罗娃蒂还是要面对永远结不了婚的命运。为了安慰女儿,婆什迦罗说:“我要写一本书,以你的名字为书名,让你流芳万世;因为好名声是一个人的第二生命,也是不朽的基础。”婆什迦罗做到了,了却了他的心愿。
马德莱娜·伦格尔在她的长篇小说《时间皱纹》中把超立方体和高维空间用作使她的人物越过外层空间的工具。“……对第五维来说,你必须将第四维平方,再加上其余四个维,于是你就能越过空间而无需绕长路……。换言之,直线不是两点间的最短距离。”
回顾到中世纪和但丁的《神曲》,我们发现欧几里得的几何对象是但丁书中的地狱的基础。圆锥形状用来把人们放在地狱的各个阶段。在地狱里面,但丁使九个圆形截面起着把人们按照所犯的罪分类的坛坫的作用。
阿利盖利·但丁(意大利语:Dante Alighieri,1265年—1321年)意大利诗人,现代意大利语的奠基者,欧洲文艺复兴时代的开拓人物之一,以长诗《神曲》留名后世。
欧几里得(希腊文:Ευκλειδης ,约公元前330年—前275年),古希腊数学家,被称为“几何之父”。他最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础,提出五大公设,发展为欧几里得几何,被广泛的认为是历史上最成功的教科书。
20世纪初,乔奇·卢斯·博尔赫斯的《沙书》描写了无穷的特征。科幻小说作家曾经利用数学思想去帮助创造他们的世界。例如,在《星际旅行——下一代》的一段情节中,星际飞船正被一个“看不见的”力拉向黑洞。只是当飞船的图像监视器改变了观察的着眼点,船员们才知道这未知力是微小生命形式的一个二维世界。
2.中文
《文君复书》,说的是司马相如赴长安赶考,对送行的妻子卓文君发誓:“不高车驷马,不笔此过。”多情的卓文君听说后却深为忧虑,就叮嘱他:“男儿功名固然很重要,但也切勿为功名所缠,作茧自缚。”说完,司马相如便上路了。他到了长安,由于在家勤奋读书,终于官拜中郎将。从此,他沉湎于声色犬马、纸醉金迷,觉得卓文君配不上他了,于是就处心积虑想休妻,另娶名门千金。
一转眼五年时间过去了。后来,他写了一封难为卓文君的信,送往成都。卓文君接到信后,拆开一看,只见写着“一二三四五六七八九十百千万万千百十九八七六五四三二一”。她立即回写了一首如诉如泣的抒情诗。司马相如读后深受感动,亲自回四川把卓文君接到长安。从此,他一心做学问,终于成为一代文豪。
“一别之后,二地相悬,只说是三四月,又谁知五六年,七弦琴无心抚弹,八行书无信可传,九连环从中折断,十里长亭我眼望穿,百思想,千系念,万般无奈叫丫环。万语千言把郎怨,百无聊赖,十依阑干,九九重阳看孤雁,八月中秋月圆人不圆,七月半烧香点烛祭祖问苍天,六月伏天人人摇扇我心寒,五月石榴如火偏遇阵阵冷雨浇花端,四月枇杷未黄我梳妆懒,三月桃花又被风吹散!郎呀郎,巴不得二一世你为女来我为男。”
唐朝柳完元在《永州·捕蛇者说》一文中将农民的生活列举了一组数据:
曩(nang)与吾祖居者,今其室十无一焉;与吾父居者,今其室十无二、三焉;与吾居十二年者,今其室十无四、五焉。非死则徙而,而吾以捕蛇独存。
在这篇文章中,除述及到户口减少的统计方法,还隐含着一个重要的数学问题,它完全可以影响我们对原文的理解:我们将文中提及的三代居民分别以集合的观点来进行分类的话,那么,这个数学问题就显现在我们面前了。
和蒋氏的祖父同住者,将他们的集合记作A;
和蒋氏的父亲同住者,将他们的集合记作B;
和蒋氏本人同住者,将他们集合记作C;
于是对于A、B、C这三个集合的关系,我们就可以有以下三种不同的理解方式了:
第一种:A、B、C三个集合互不相交;
第二种:A、B、C三个集合具有包含关系;
第三种;A、B、C三个集合两两相交,既不完全分离,也不完全包含。
现在我们就可以有一个问题了:在第三种情况中,与祖孙三代都共同居住过的有多少人?这个问题,我们就可以使用容斥原理去解决了!