設計中文、英文、數學之共同教材的可能性

這其實是呈教育部的計畫書一部分,用來回應評審委員的質疑。 這個計畫提出將大學一年級共同必修的國文、英文、微積分三門課組成聯合教學的構想。

以下,我們試著回覆審查意見三中,關於子計畫一的意見: 「中文、英文、數學三個層面同時進行(但不知數學如何切入?)」。 將來的發展,還要靠參與教材設計的三系同仁,融合大家的專業與創意, 來共同開創。此處可以列出一些目前就有的初始想法。

首先,可以就雙方或三方都有興趣的典籍文件,做不同角度的共同閱讀。 例如中國古代數學與天文學家祖沖之 (429--500),根據他的天文觀測與計算, 創制新的曆法《大明曆》,向南朝的宋孝武帝上書建議修改曆書, 受到傳統文官的強烈反對,指責祖沖之「誣天背經」。 祖氏上書辯論,指出科學事實「有形可檢、有數可推」,因而在科學方面, 不應「信古而疑今」。這篇論文,就古文觀點必有可說之處,而其論點, 雖然遠在一千五百年前,至今仍然可以作為「科學態度」之典範。事實上, 祖沖之有生之年並沒有成功地修改曆法,他的兒子祖緪 (部首應改為日) 再接再勵, 完成變法。祖氏父子在數學上都有卓越的貢獻,對圓周率的計算結果領先世界達一千年, 計算了球的體積公式、解決牟盒方蓋問題,這些都是微積分課本裡面的標準課題。 雖然祖氏父子的著作大部分散軼,隋書與唐書中都還有片斷可尋。

稍微近代,清代有一位數學家李善蘭 (1811--1882),在微積分和組合學上, 都有創新的發展。同時他也是近代的翻譯大家,像「函數」、「微積分」、 「級數」、「細胞」都出自他的手筆; 其中「微積分」這個譯文比原來的英文還要更恰當。 除了以文言文從事數學著作或翻譯之外,李氏在上海租界內的【墨海書館】工作期間, 也發表政論。一百多年前的政論,如今仍然有可看性。 大一學生或許可以針對李善蘭這個人,讀他的兩種不同風格的文章:數學或政論。

英文、或從德、法文翻譯成英文的典籍文件,可能有更多的選擇。近代數學大師 G. H. Hardy (1877--1947) 和 M. Kline (1908--1992) 在所著 A Mathematician's Apology 和 Mathematics in Western Culture,都是近代關於數學與西方文化的經典, 在英文文字上也有相當高的品質。再早一點,以 Lewis Carroll 為筆名創作 「愛麗絲漫遊奇境」而著名的牛津數學家 C. L. Dodgson (1832--1898), 他的兩本愛麗絲故事,以及 The Hunting of the Snark 與 Sylvie and Bruno 都具有相當豐富的英文與數學共同文章。就歐洲文字翻譯成英文的典籍而言, 笛卡兒講解析幾何、高斯講地表測量、傅立葉講三角級數, 都是大一學生在數學課中可以理解的課題,這些經典文章都是文藻優美、 內容深入哲學層面、而在數學技術上屬於高中和大一程度。

在詩文創作方面,有一些可以共同欣賞,甚至於共同創作的題材。 例如臺灣彰化人曹開先生,就有許多的詩作與數學有深奧的關聯。 舉一首極短的「幾何詩」為例:

    方與圓  似剛與柔
    圓契合於方
    方契合於圓
    兩心同一點
這首詩在國文課,自然有它發揮的地方。而數學關聯呢,淺處有正方形的外接圓與內切圓, 都是大一學生熟悉的基本幾何;深處有號稱古希臘三大難題的「方圓問題」。 這個問題歷經 2100 年而確定它不是「難」,而是「無解」。所涉及的數學故事, 幾乎是一部數學發展史,自然有豐富的材料可以編。而且其中一部分, 恰好也是大一微積分的範圍。身在臺灣的數學家,例如王九逵、李國偉、方元、 單維彰,也都有一些深富數學或計算機風味的詩作,等待國文老師來評比篩選。

說到圓就想到圓周率 Pi。這是個數學中最常見的常數。它的十進制數值大約是 3.1415926535... 許多語言中,都有幫助背誦 Pi 的前十幾、二十位數值的打油詩。 英文有 How I need a drink, alcoholic of course, ... 到小數點下十四位, 還有一個法文詩可以列到小數點下二十多位 (用的是每個字的字母個數)。 在中文方面,我們有一首臺灣第一位數學博士---王九逵教授---年輕時的創作:

    弓 一夫一付
    派人共四千 打的急
    但是大刀小斧不合 又多欠工
    才怯下了兵威
他特別囑咐我說,他明白前述之「的」是個別字,應該是「得」, 但是為了湊筆劃不得不用別字。很明顯地,王老師的作品是取筆劃數來表現圓周率的數值。 另有一首流傳頗廣的諧音打油詩,原創者不詳, 有大陸學者在科普書籍中提出,開頭七字「山巔一寺一壺酒」是祖氏父子所創, 不過我個人尚處於懷疑階段。 那七字之後,又有佚名者分別發展,各有
    山巔一寺一壺酒
    爾樂苦煞吾
    把酒吃 酒殺爾
    殺不死 樂爾樂
    山巔一寺一壺酒
    二侶舞仙舞
    罷酒去舊衫
    握扇把市溜
總之,圓周率的十進制小數表達之前四十位是
    3.141592653589793238462643383279502884197

在大學線性代數、管理數學、工程數學這些基礎數學課程中,都會學到對稱方陣 這個概念。例如以下就是一個四維的對稱方陣。

    4   2   3   5
    2   0   8   3
    3   8   1   6
    5   3   6   8
這種方陣橫著一列一列讀,和直著一行一行讀,是相同的數值。數學課程中, 會交代許多關於對稱方陣的性質。而 Carroll 創作了一首罕見的六維對稱詩:
    I often wondered when I cursed,
    Often feared where I would be ---
    Wondered where she'd yield her love,
    When I yield, so will she.
    I would her will be pitied!
    Cursed be love! She pitied me ...
這首詩,如果將每列六個字上下排列整齊,共有 36 個字,橫著唸、直著唸,都一樣。 中大數學系八八級的劉德欣,曾經習作一首五維的中文對稱詩:
    多說寬容話
    說些容人語
    寬容是非少
    容人非怕譏
    話語少譏諷
因為中文方塊字的特性,使得中文寫作的對稱詩最容易讀。這首詩,很明顯地, 橫著唸、直著唸都一樣。

中、英、數交集的話題,除了上面的兩個小例子之外,還有一個有趣的例子。 大約在 1988 年,一位美國數學家,讀了莊子的寓言之後, 創作了一首可以譯作「屠龍記」的英文詩,刊登在美國數學學會的期刊上。 那很有中國風味的英文詩,內容是以莊子的故事來諷刺數學界一個現象, 其實也可以放大到整個學術界的一個現象。這也是一個三方面都可能有興趣的題材。

以上就是我們目前所想像的範例。希望這些範例足以回答評審委員的疑慮。最後, 我們還要提醒,並非整個學期的授課內容都是融合中、英、數的教材。 各科還是有其獨立的使命要完成,各系還要藉此計畫的資助,與受教單位的代表教師會談, 設計一些受教單位所提出的特殊教材。中、英、數融合的教材,只在特定的時段展現, 用以打開大一學生更寬廣的視野,並示範整合性學習與思考的方法, 更希望藉此教材讓學生們體認到:所有的學科,都是人類文化活動的一部分產物。


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Created: Apr 23, 2001
Last Revised: Aug 31, 2002
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