學校不應該教「無用的」數學課題?

學校不應該教「無用的」數學課題?
Photo Credit: Ann Hermes / The Christian Science Monitor / AP Photo / 達志影像
我們想讓你知道的是

在美麗的定理面前,也許我們都應該更加謙卑地欣賞自然的神奇,而不是自大地斷言這門學問是「沒有用的」,是「不需要學的」。

著名天文學家,香港大學前理學院院長郭新教授近日於網上分享了一篇刊登於《南華早報》的質疑數學用途的文章,及郭教授的看法與回應。《南華早報》那篇文章的內容大致上是說如果一般人並不從事工程與科學相關的工作,那麼只需學習基本的數學運算就可以了,中學所教的代數、三角學、微積分都並不需要。郭教授當然不認同這看法,因為數學可以訓練學生的邏輯思維與抽象思維。

(編按︰《南華早報》那篇文章作者其實認為數學教育不應只有傳統分類如代數、三角學、微積分等,希望能多教統計學等課題,以下為原文。)

而史丹福也有感而發,想談談我自己的看法。利申,史丹福沒有受過正式的高等數學訓練,數學只學到高中程度,但我喜歡數學,閒時也喜歡自己學習一些大學本科程度的數學。

首先,相信大家都不會否認現今的科技從宏觀上來說是靠高等數學撐起來的。大家今天所住的高樓大廈,用的電力系統、電腦,所乘搭的飛機、鐵路,無不牽涉到微分方程、線性代數、傅立葉分析等高等數學。大家現在使用的GPS定位系統所需要的衛星甚至需要用到廣義相對論修正,而廣義相對論又需要用到大眾覺得「無用」的黎曼幾何。可以說,沒有高等數學,絕不會有今天的現代社會。

不過《南華早報》文章的作者也沒有否定數學在這方面的貢獻,他只是認為不是從事工程與科學相關的工作,那就不需要學習基本算術之外的數學,但史丹福對此也不敢苟同。

一來,正如郭教授所講,數學可以訓練人的邏輯與抽象思維,不懂數學的人太容易受騙了。

例如之前一篇報導提及一個有關學歷與喝酒頻率的關係,研究顯示教育程度越高的女性,會有更高喝酒機會率。作者提出這可能是因為學歷高的女士更積極社交,職場上有更多應酬;也可能是因為他們家境更好,自少已經較高機會接觸到酒。但標題卻把這結果寫成「女性越喜歡喝酒,智商越高」,不少網民都信以為真。其實寫標題的編輯明顯不懂統計學上因果關係與關聯(association)的分別。正如夏天氣溫高時多人吃雪糕,也多人中暑,所以吃雪糕的人數與中暑的人數是有關聯的,但我們絕不可以因此而斷定吃雪糕會引起中暑。

又例如有篇文章把大包圍買樂透的方法寫成「數學家使用神奇算法」。如果有學過高中排列組合的朋友就會知道他只不過是在彩池足夠地大時進行大包圍,這是一般中學生都做得到的,當中並沒有甚麼神奇算法
maths_in_news
《新Monday》及《巴士的報》網頁截圖

第二,大家永遠不會知道未來需要甚麼知識,如果抱著「不從事科學及工程相關工作就不需要多學數學」的心態,很容易就會「書到用時方恨少」。

例如大眾都覺得醫學不需要用到太高深的數學,誰不知要明白心電圖的運作是需要用到向量(vector),藥物動力學(pharmacokinetics)甚至牽涉到微積分的概念。當年讀醫學院時,修讀得較少數學的同學在理解這些概念時就明顯較吃力了。

又例如我有位好友打算報讀工商管理碩士課程,但他需要應考一個入學考試。他在準備考試的時候,遇到不懂的問題就會與史丹福討論。原來考試對數學的要求甚高,其中更有不少問題涉及到基本的數論(number theory)知識。這門「無用」的數學分支在中學課程中完全沒有提及過,史丹福也不過是因為興趣而自學了一點,這時卻大派用場了。

最後,退後一萬步,就算某些數學分支的應用價值不高,它本身的美麗已經為世界增添左很多色彩。它是一門文化,一門藝術。就像不少香港女性到日本旅行的時候都喜歡穿和服拍照。和服有甚麼用?「冇呀,靚嘛。」對,數學就如和服一樣,姑勿論它的實用價值有多高,單單是它的美就已經很值得大家學習與欣賞。

maths7

例如我中學時學的「九點圓」定理指出對任何三角形,三角形三邊的中點(midpoint)、三高的垂足(foot of altitude)、頂點到垂心(orthocentre)的三條線段的中點必定共圓(concyclic)。

「九點圓」的確沒有應用價值,但史丹福在學習了這定理後,立即覺得世界變得奧妙,人類變得渺小了。在如此美麗的定理面前,也許我們都應該更加謙卑地欣賞自然的神奇,而不是自大地斷言這門學問是「沒有用的」,是「不需要學的」。

本文獲授權轉載,原文見史丹福狂想曲

相關文章︰

責任編輯︰鄭家榆
核稿編輯︰王陽翎

或許你會想看
更多『評論』文章 更多『科學』文章 更多『史丹福』文章
Loader