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從「生命靈數」的「數學式表達」到「從小數學一直都不好」到 最後終於瞭解「數學是什麼」
2020/04/04 06:33
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算命這檔事對我而言,一向都是打開話匣子的一種方式。因為即
使生日是同年同月同日,命運也不會完全相同。但仍有一種叫做
「生命靈數」的計算方式,採用個人的西元出生年月日做為演算
的基礎進而推算出個人在其生命中各個面向的情勢。

這是小表妹從她一位已過逝了的人資同事哪兒學來的。大夥兒聚
在一起,她紛紛以每個人的生日去計算,然後分析計算結果,然
後藉由每個人所發表的遭遇對照分析的結果來看這方法到底有多
準。

我問她,這些數字是怎麼得來的,可不可以將計算的方法寫下來。
於是她找來紙筆,寫道:「先把兩位數字相加,相加的結果若是
兩位數字就再把該兩位數字相加變成一位數字」。

我說,可不可以將計算的方法用數學式子來表達,這樣就可以不
用講一大堆的話來描述了。她說,我來試試看。過了一會兒,她
說:「有困難耶,真的有困難」。我說:「怎麼了」。她說,因
為她的「生命靈數」裡面沒有4,而4主要是讀書那方面的,她就
是那種不是很會唸書的,從小數學一直都不好。

我看了看,生日「月份」的「生命靈數」I 的算式可以寫成:
U=A+B, I = INT(U/10)+MOD(U/10) ,其中,
A:月份的十位數
B:月份的個位數
其它「日期」,「年份」的「生命靈數」其實也都可以數學式的
方式表達。

這不禁也讓我想起了我自己的數學,打從國小開始就不好(尤其跟
我的大表妹兼同班同學比較之後)。國中稍好(但,在那個體罰的年
代,還是因為低分被老師用藤條打了很多)。高中數學也唸得很辛
苦(因為複雜度又變高了)。大學修微積分、唸線性代數、讀工程數
學(傅立葉級數,複變數函數,微分方程式,摺合積分,拉普拉斯
轉換,等等)更是咬牙苦撐。

但我運氣好,高中聯考數學總分120分,我考了75分(但因為其
它科目還不錯把總成績拉高)。大學聯考數學總分100分,我考了
55分(數學歸納法,邏輯,機率,等等很多不會的都沒出題。結
果叫做「高標準」)。

打從國中開始,我讀書的理念就是「不懂的就把它背下來」。就
是那種大家痛恨的「填鴨式」,但那正是我一路到研究所都在使
用的讀書方式。

我在中科院後期的一位直屬長官(我的老闆,邱綺文博士),他曾
經這麼說過:「年輕的時候是記憶力強過理解力,年紀大了,記
憶力會衰退,但理解力會增加」。那時還不到三十歲的我,聽了
之後半信半疑,「年紀大了記憶力會衰退」這點我同意,因為常
識一直是這麼告訴我們的,但「年紀大了理解力會增加」,這點
我就不知道了。

大二時,教工程數學的老師(他是機械系的博士)在教“傅立葉級
數”時,我的同學在課堂上這麼問:「老師,學這個有什麼用」?
老師這麼回答:「我不知道有什麼用,但我知道這個很重要」。
於是課堂陷入了一陣靜默。或許是因為答案太超乎大家的想像、或
預期,所以大家都有點小傻眼。

才大二的我,當然更不會知道。但就是把它讀起來,把題目都來
算一算、解一解,就這樣。

後來唸研究所,修習“數位訊號處理”,那是一門屬於“電機電
子科系”的課,而現在熱門的“語音辨識”,也就是數位訊號處
理的應用。我才終於弄「懂」了“傅立葉”。

逢年過節,岳母家都會拜拜,於是就會把大夥兒都找回去吃拜拜,
其實也是一種家族的聚會。有一次回去,我就把小舅子那唸高中
一年級的大女兒找過來,問她:「學校有教過 i 了嗎」?她說:
「有啊」。那麼為什麼要學 i ? i 有什麼用? 只見她一臉茫然。
是啊,「根號負一」,這種根本不存在於現實世界,相對於真實
存在於現實世界的「實數」,這種虛無縹緲的「虛數」,會有什
麼用啊。

於是我用大一電路學,大三電機機械那兩門課的內容來為她解釋:
工廠裡面大多都會有馬達,馬達運轉需要吃電,電由電力公司供
應,工廠需付電費給電力公司,電力公司跟工廠收取電費是依據
電錶的度數。問題來了,電力公司明明輸送「100度」的電給工
廠,可是從電錶上讀到的卻只有「80度」,但工廠並沒有舞弊。
在這種情況下,也就是電力公司會平白損失「20度」的電費。

經過計算,電力公司送出的「100度」電,叫做「視在功率P」,
工廠接收到的,叫做「實功率Pr」,而那平白消失的叫做「虛功
率Pi」。恰好可以用複數平面來表示 P=Pr + iPi。「視在功率」
在實數軸的投影就是「實功率」,在虛數軸的投影就是「虛功率」。
透過功率因素角(θ),我們可以得到:
Pr=Pcos(θ)
Pi=Psin(θ)
大一的電路學教的是,對於電感性的負載,並聯電容就可以改善
功率因素。大三的電機機械教的是,馬達的繞組本身就是電感性
的負載,所以電力公司就會要求工廠要加裝電容以改善功率因素。

如果我的姪女到課堂上去問她的數學老師,學 i 有什麼用?除了
可以在聯考的時候幫助拿高分,上臺大以外,不知道還可不可以
回答出其它的。

現在回過頭來看,也許當時工程數學老師其實不是真的不知道,
而是他覺得,講了怎麼用你們也不會懂,所以乾脆就說他不知道,
反正到了要用的時候你們自然就知道要怎麼用,用不到的話你們
也不需要知道怎麼用了。

多年以後的現在很流行的大數據分析,機器學習,車牌辨識,等
等。我就想去了解一下。於是上網找一些說明,也去圖書館借相
關的書來看。結果發現,不論是大數據分析也好,機器學習也罷,
車牌辨識等等,其方法全都是我曾經接觸過的那些「數學」,於
是我耐著性子看完,反倒使我以前年輕時「死背」的東西獲得
「理解」——以前所「不懂」的“摺合積分”,現在「懂」了。

而我也終於明白。數學,它其實是在描述某個事實,某種現象,
解答某種問題時的一種表達方式、工具。

可是我們在學習「數學」的過程中卻只是著眼於眼前的符號、
運算,反而忽視了那些符號與運算背後所蘊藏的意涵,才會產生
學習的障礙與痛苦。

另外一個曾經發生的事實是——國中一年級的時候,生物的「族
群調查法」的題目,我總是答錯。有一次到講台前領生物考卷時,
還被當時拿著考卷的老師一邊用手打我的頸背,嘴巴一邊說:「
這麼呆,這麼呆」地打了好幾下。到了國三要複習的時候,當要
進到「族群調查法」單元之前,心中突然湧現一絲恐懼,國一當
時在講台上「出醜」的窘境一度令我那要翻書的手稍事停頓。可
是為了聯考,我還是硬著頭皮,進入了那個我不想進入的單元。
可是神奇的事情發生了,當我耐著性子讀了單元的內容後我居然
「懂」了什麼叫做族群調查法,題目也會了——就是依據已知的
數量以及抽樣的比例,三個已知數一個未知數,交叉相乘算出那
個未知數。

這讓我想起了以前曾經玩過的「拼圖遊戲」。當我們手中的那塊
拼圖塊拼不進去的時候,我們可以換一塊,然後再拼拼看。當我
們換了幾塊拼了半天都不行的時候,也許我們可以休息一下,然
後再繼續拼。只要那些拼圖塊還在的話,慢慢拼,也許有一天就
會拼得出來。可是,如果因為拼一下拼不出來,就永不再去拼;
或是因為一時的拼不出來就憤而將拼圖塊丟棄、毀壞,那麼就永
遠都拼不出來了。

那些「從小數學一直都不好」的人,如果還願意,如果還有勇氣,
回過頭來將過往那些「不懂」、「不會」的內容重新再看過一遍,
也許也會有「意想不到」的情況發生。
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