长治两农民创作“剩余倍分法”
长治两农民创作“剩余倍分法”
两位长治市长子县农民, 张春荣,张景刚在劳作和生活的闲暇之余,从一道趣味数学题“物不知数”开始算起,整整算了近三十年。他们并不知道,无意中碰撞的是“中国剩余定理”。张景 刚在张春荣研究的基础上通过查找阅读大量文献资料,确定了研究方向,并提出了一套建立公式,完成定理的方案,两人又通过几年的研究论证终于完成“中国剩余 定理”的简化版,“剩余倍分法”。
“孙子定理”之“物不知数”,虽然从简单的数物记数开始,却广泛应用于天文、历法、军事、工程等领域。引起了后世极大兴趣,开创了《初等数论》“同余 方程组”研究的先河。在我国此题几乎家喻户晓,老幼皆知,有人称此法为“隔墙算”,也有人称为“鬼谷算”,“韩信点兵”等等。 用现在通用数学语言来说,就是求一个数,同时满足三个条件。
秦九韶(1202-1261)对于“同余方程组”解法进行理论概括,并在《数书九章》中详细论述了计算“乘率”的方法“大衍求一术”(著名数学家吴文 俊对此算法特别欣赏),这是他在世界数学史上的一大杰出贡献。由此奠定了“孙子定理”,在西方文献中称为“中国剩余定理”。
在论证整理“剩余倍分法”时,发现“孙子定理”问世近2000年,解决此类问题的方法,停留在大学《初等数论》的课程里,低年级学生未能实际学习应 用。“剩余倍分法”给出解决剩余问题的方法可化繁为简。例如:“物不知数”用“剩余倍分法”,可以用多种不同的解法:立式正基数;立式负基数;平式正基 数;平式负基数,正余数,负余数,余一,少一的任意一种方法(不限制大余数问题),很容易把“孙子定理”转换成一般解法(四则运算)获解。再如:某学生住 校,家里每星期给他生活费36元,该生每天只用生活费5元,某天该生的舅舅到学校来看他并给了他50元钱,该生就此购买自己喜爱的课外读物用钱10元,往 返家与学校用车费2元,回家后向家长说明情况并给家长交回55元钱。问: 该生此次住校带了几个星期的生活费? 该生在学校实际住了几天?该生此次住校一共有多少钱?花去多少钱? 以往小学课本里不可能有一题四问答。我们可以围绕这一有趣现象,用《剩余倍分法》进行纵横知识面的联系与扩展,开拓思维,启迪学生心智,循序渐进。或者作 为学生的课外读物,有助于学生开阔眼界,增长知识;锻炼逻辑思维能力和空间想像力。使学生从小学开始学习《数论》知识,就能启到潜移默化的效果。
另一方面,在以往小学教育中,没有注重整除剩余问题的教育。以至于从小学4年级把余数问题放置。然而,在数学整除余数这一领域,应该拓展我国传统的 《孙子定理》教育。这不单单是进行传统数学的教育,而是陶冶情操,培养素质。更重要的是,应该从小学开始拓宽我国传统数学的教育思想。古今结合,增强学生 对我国传统数学的认识。在比较中学习,在比较中提高,由此可开发的思想财富是无法估量的。
张景刚表示,张老先生今年已经近70岁了,用尽一生研究出的成果,最大的希望就是能被学术界承认,造福下一代。
事实上,二人研究的《剩余倍分法》定型之后,张景刚多次奔波于北京、太原、山东等地。希望能给他们的研究讨个“说法”,并想早日把他们的研究成果推向社会,但能如愿。
张景刚说,他们二人希望把自己的研究的《剩余倍分法》编写成适合小学生、中学生适用的初级《数论》读物,或普及到中小学课堂中去,同时也希望能引起更多人的注意。通过合作或其他方式,进一步开发研究这一方法,为我国数学事业尽一点微薄之力。