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媒体关注丨3.14国际数学日:当数学遇见话剧

2022年03月15日

  数学令不少人头疼。

  尽管我们从孩提时代就开始接触,或许也曾在试卷上获得过高分,但体验过数学之美的人仍然寥寥。

  为了让更多人觉得“数学好玩”,555000jc线路检测中心数学科学学院副教授刘攀和他的同事、学生共同编写、排演了近20部“数学话剧”。

  在过去十年间,数学话剧多次走出校园巡演,走进过北大、南开、中科大等高校,也走进过诸多中小学的课堂,还被摄入央视的纪录片《被数学选中的人》。

  3月14日是“国际数学日”。数学大师陈省身曾提过他的梦想,要将中国建成“21世纪的数学大国”。

  他认为,中国的数学基础教育优于美国,但是在培养学生的创造性以及学习数学的兴趣方面还有不足。

  一个国家能否成为“数学大国”“数学强国”,或许不仅要看培养出多少位数学家,更重要的是,我们怎样看待数学这门学科,如何理解数学教育的意义。

数学话剧表演现场,正在候场的同学们


让数学走上舞台


  数学话剧团队最近有一次演出在南开大学。

  2021年是数学大师陈省身先生诞辰110周年。在南开大学陈省身数学研究所的邀请下,华东师大的数学话剧团队走进南开园,进行了两场原创数学话剧《几何人生Ⅱ—大师陈省身》演出。

  彩排时,舞台上一张四脚小圆桌怎么也放不平,噜咕噜咕直响。

  “原地旋转90度,90度之内一定有个点能把它放稳。”徐佳轶指点摆放道具的同学。他是这场戏的演员之一。

  舞台上的同学们试着转了转,果然不晃了。“太神奇了!为什么?”大家觉得不可思议。

  “因为连续函数介值定理可以证明。”徐佳轶回答。

  徐佳轶是华东师大数学系的博士研究生,也是数学话剧团队里拥有五年“演绎生涯”的“资深演员”。

  和徐佳轶比起来,担任导演的向浩林,并没有那么擅长数学。

  “我高中那么认真地学数学,就是为了逃离数学。”传播学院播音与主持系的大四学生向浩林笑着调侃。

  这或许代表了不少人的想法。从现实出发,小学就掌握的四则混合运算足以应付日常生活中的“数学时刻”。

  数学这样的基础科学,从来无法直接为经济和技术服务。在这个崇尚速度、追求回报的年代里,数学看起来“没什么用”,更看不到什么利益。

  但这并不意味着,数学的王国里只能有数学家及其学子。

  在数学界,陈省身先生是许多人景仰的人物。“20世纪最伟大的几何学家之一”“整体微分几何之父”……除了数学领域卓著贡献享誉全球外,很多人都听说过,陈老当年有一个愿望,是要让中国成为“21世纪的数学大国”。

  “这个‘数学大国’的含义,不只是有几位拔尖的数学家在科研上做出了成果,还应该包括这个社会对数学的态度,是不是崇尚理性,数学文化的土壤是不是足够。如果只有一两棵高耸入云的大树,但整个社会氛围是不喜欢数学,觉得数学就是做题,那还谈不上是‘数学大国’。”徐佳轶说。

  如何让更多人爱上数学,是让许多数学老师头疼的问题。刘攀也思索过许久,直至2012年受邀观看了一场话剧。

  那次,在舞台上看见自己教的学生,刘攀觉得亲切又惊喜。他没想到,这些数学系的同学对舞台充满热情,演起《雷雨》《茶馆》来也有模有样。

  既然数学系的学生对话剧有兴趣,何不给话剧加点数学元素?刘攀发现,让数学文化融入教学的办法似乎找到了。

  看似偶然,但数学和话剧的这场“偶遇”,早已酝酿许久。

  刘攀的同事、华东师大数学系教授汪晓勤从事数学教育和研究工作多年,经常思考的问题是:我们需要培养怎样的数学教师和数学研究人才?是拥有不错的数学成绩却持有消极数学情感的数学教师吗?是每天只会解题,却从不思考数学与人生幸福之间关系的数学教师吗?倘若我们培养这样的数学教师,那么我们的数学教育就是“瘸腿”的教育。

数学话剧演出剧照


数学不只是符号和公式


  起初,数学话剧纯粹是学院内部的自娱自乐。学数学的同学们有点害羞,担心自己演得不好。

  “没关系,大家都不专业。” 刘攀鼓励学生:“我们都是非常业余的,但这并不重要,只要能参与进来就可以了。”

  数学话剧本身并不追求多么高的艺术水准。“参与排演、走上舞台,这本身就是一种数学教育。”刘攀说。

  人们对数学的刻板印象,常常与学校经历的数学教育息息相关。甚至在部分数学教师的眼里,数学的一切都是为了解题。而试卷上分数的高低,往往成为评价一个学生数学能力的唯一标准。

  数学话剧的出现,试图让困顿于解题的人意识到,数学不只是符号和公式,它的背后是无数精彩的人,他们沉默而坚定地站在理性的国度,不断猜想、探索、证明,直至发现真理。

  数学历史的天空群星璀璨,故事应该从何讲起?刘攀决定从伽罗瓦开始,把数学的故事搬上舞台。

  19世纪的法国数学家埃瓦里斯特·伽罗瓦是数学史上不可多得的天才人物。1832年,年轻的伽罗瓦为了爱情陷入一场决斗。决斗前夜,他奋笔疾书,将脑海中关于数学的一切记录下来。手稿的留白处,他不时写下“我没有时间了”。21岁的伽罗瓦在决斗中身亡,但他的数学思想,至今鲜活。他所创建的群论,后来成为现代代数学的基本工具。

  “数学的美妙有时来自抽象的力量。”刘攀说。伽罗瓦的剧本里,提到群论的概念正是抽象力量的展现。人类很早可以求解一次方程、二次方程,但五次以上的方程如何求解,很长一段时间没有答案。直至伽罗瓦提出“群”——这个高度的抽象概念,一次性解决了一系列问题。

  “他站在了一个更高的角度,去解答了一般性的问题,并且可以回答为什么可以求解。”刘攀解释道。

  刘攀和他的两位学生分头创作了一部分剧本。“我的那部分数学味道比较浓,两位同学是文艺骨干,剧本写得也文艺一点。”刘攀记得。

  半年后,他们将伽罗瓦的故事排演成话剧《无以复伽——伽罗瓦之夜》。这部时长50分钟的数学话剧在555000jc线路检测中心的大学生活动中心进行了首演,前来观看演出的观众有300人左右。观众席上,除了本校的同学、老师,还吸引了不少周边中小学生。

  演出当天,同学们把数学话剧的现场记录搬上微博进行推广互动,获得了中国科学院院士、计算数学家汤涛的关注。

  后来,他在给数学话剧剧本集结成书的序言里写:“希望大家能够通过书中的数学故事和教学内容,不仅学到知识,最主要的是抛开对数学的畏惧,产生对数学的喜爱,很自然地感受到数学之美。”

数学话剧排练现场


难以言表的数学之美


  徐佳轶曾怀疑过数学到底是不是自然科学。

  物理、化学这样的学科,需要在实验室里获得眼见为实的依据。相比之下,数学的风暴只发生头脑之中。

  许多重要的数学成果从猜想到证明,纠缠几百年,流转过数个顶级大脑,最终迎来灵感的瞬间。它如此抽象,以至于诸多重要发现都并没有明确的现实指向性。

  也因此,要讲好数学的故事并非易事。

  2017年,华东师大政治系的一位同学被学生物工程的朋友拉去看了《黎曼的猜想》,不小心在观众席上睡着了。

  最开始介绍黎曼猜想的部分确实引人入胜,他解释,但讲到“黎曼猜想”时,演员在白板上演算的时候,他因为没有太多数学基础,没能抵住困意。

  话剧中数学理论的表达应该有多少成分,刘攀觉得这种平衡确实很难把握。

  他有时担心话剧里的“数学味道太浓了”,会特意在剧本中添加许多小朋友的角色,以活跃舞台气氛。比如作品《素数的故事》中就邀请了很多小朋友来表演“素数精灵”。

  2016年开始,刘攀在华东师大开设了面向全校本科生的通识课程——数学文化传播,希望能吸纳各个专业的学生参与话剧的编、排、演。传播学院播音主持系的向浩林是这门课的学生之一。

  刘攀的学生沈颖也在实践中努力寻找方法。沈颖毕业于华东师大数学师范专业,目前在上海青浦区东湖中学担任数学教师。她试着把大学里的数学话剧舞台搬进自己的课堂。

  刚开始,她直接把自己参演过的《大哉言数》剧本拿给学生排演,但并不顺利。高中生对剧本里涉及的数学内容完全陌生,也没有动力花时间在课后背台词。有时候,她讲着讲着就发现有学生把作业拿出来写。

  第二年,沈颖改变方法。她要求学生们自己去查阅资料,找到自己喜欢的数学人物与故事,自己进行短片剧本的创作。同时分成不同的小组,分头进行排演。这一次,同学们产生兴趣,更加投入,排演的效率提高不少。

沈颖把数学话剧带到自己的课堂上

  “学数学就是求知欲。”徐佳轶说,他特别希望观众能感受到数学中那种灵光一瞬的美妙。

  考大学的时候,他原本是要报物理系的,因为喜欢的女生说将来要当数学老师,就把高考志愿全部改成数学系。后来,他没能和喜欢的女生继续发展,倒是渐渐发现了数学的魅力。

  他在纸上画了两条明显长短不一的两条线段,然后提问:“你觉得这两条线段上的点一样多吗?”

  显然,大多数人会认为长的线段上点更多。

  “但如果换一个角度……”徐佳轶举起笔又添了两条纵向的直线,并交于一点,“如果较长的线段上每一点都能在较短的线段上找到一一对应的点呢?”

  所以表面的长短并不能说明问题。一旁的同学忍不住惊呼。

数学话剧走进中小学课堂


通往“数学大国”之路


  数学的种子在悄悄发芽。

  沈颖欣喜地发现,学生对数学的观念有改变。“演数学家纳皮尔的那个同学在课间跑来找我,他说纳皮尔既然可以耗费20多年,不停地计算,最后发明了对数表,他觉得非常有毅力,特别厉害。”

  她期待更多学生能够理解,出现在课本、习题册、考试卷上的数学,并不能代表真正意义上的数学。

  1988年8月,在南开数学研究所召开的“21世纪中国数学展望”学术讨论会上,陈省身提出“中国将成为21世纪的数学大国”的想法。

  陈省身多次提及,数学教育一定要注意创造性的培养,要使学生对数学发生兴趣,觉得“数学好玩”。“我希望,中国的中小学课堂里能够走出一大批世界一流的数学家。”他曾说。

  刘攀也预想未来十年,要把数学话剧推广到中小学的教育中去。

  2018年,沈颖回到华东师大读在职硕士。在刘攀的鼓励下,沈颖开始了更多尝试,比如在高中创立数学话剧的社团,和文学社团的师生合作,共同创作适合高中的剧本。去年,她还联动了上海市的其他高中,在不同学校展开数学话剧的推广和排演。

  《无以复伽》《物镜天哲》《大哉言数》《哥廷根数学往事》《黎曼的探戈》《几何人生》……从伽罗瓦的故事开始,数学话剧一部接一部地把数学故事搬上舞台。

  十年间,除了刘攀和几位老师之外,这个团队没有太多固定成员,年复一年总有新人加入。这正是刘攀所期待的,越来越多的人走向数学。

  基础研究决定一个国家科技创新的深度和广度,许多科技领域“卡脖子”问题的根子在基础研究薄弱。

  作为高楼大厦最坚实的地基,数学学科的发展是诸多应用学科发展的前提,这正是让数学走向更多人最实际的意义。在通往“数学大国”的道路上,数学话剧或许只扮演一张海报的角色,只有先吸引更多人走近数学,才能让更多人看见它的魅力。

  数学话剧团队里的师生,都难忘南开大学那次纪念陈省身诞辰110周年的演出。

  参演的同学,后来在反馈里写道:“人生几何,我无法猜测,但我知道我因此成长。大师陈省身的几何人生,我们只能演绎到此,然而数学文化的传播之旅仍在继续……”

徐佳轶坐在陈省身当年坐过的轮椅上表演

  那天的舞台上,饰演老年陈省身的徐佳轶需要坐着轮椅在最后一幕出场。负责道具的同学打算和南开大学的校医院商量借一把轮椅。演出当天,陈省身故居送来了陈老当年坐过的那把轮椅。

  徐佳轶小心翼翼地坐在轮椅上,享受片刻他和数学大师的独处时光。

  黄嘉姚在数学话剧团队中担任幕后统筹,她是数学教育系的硕士研究生。在那天的演出现场,黄嘉姚站在观众席的最后一排工作时,偶然抬头看见剧场大门上贴着海报,印着陈省身的照片。

  “就好像陈老看着我们在台上演他的故事一样。”黄嘉姚说。


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记者丨李楚悦

来源丨上观新闻

编辑丨赵一航

编审丨郭文君


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