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數(shù)學專家和你談談真正的奧數(shù)比賽

來源:網(wǎng)絡 2009-07-06 10:18:38

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  “在(數(shù)學)競賽中獲勝,自然會感到高興甚至自豪,但在競賽中受挫,卻不需過分悲傷,也不必對自己的數(shù)學能力感到失望。為在競賽中獲勝,是需要憑借一些專門的天賦的,但這些天賦對卓有成效的研究工作卻完全不是必要的。”

  這是偉大的前蘇聯(lián)數(shù)學家柯爾莫哥洛夫為一本奧數(shù)書寫的序中的片段。對于數(shù)學教育,柯氏亦不乏獨到見解。他指出,數(shù)學競賽首先是培養(yǎng)學生對數(shù)學的興趣,發(fā)現(xiàn)他們的數(shù)學才能。如果這一工作沒有預先做好,在低年級就大搞數(shù)學競賽,拔苗助長,多數(shù)人將會逐漸失去解題本領,甚至失去對數(shù)學的興趣。

  這確是真知灼見!在我國,柯氏的擔憂確實得到了不斷的印證。原因在于,中學數(shù)學所強調(diào)的邏輯嚴密性,與小學競賽的智力游戲有較大差異。如果基礎沒有打好而進行帶有很大偏向性的培養(yǎng),很多學生將不能適應中學階段的數(shù)學;而大學階段的數(shù)學又與中學數(shù)學有很大不同,這也是為什么有些奧數(shù)高手并不適合數(shù)學研究的一個原因。

  懷爾斯,這位解決費馬大定理的偉大數(shù)學家,卻被高爾斯評價為“不是天才”。高爾斯是菲爾茲獎獲得者、IMO金牌選手。他的根據(jù)之一就是懷爾斯沒有拿到過IMO金牌。高爾斯并不是刻意貶低懷爾斯。他的話有兩層意思,一是說明艱苦的科學研究和奧賽的重大區(qū)別;其次,他也認為在IMO上拿到獎牌是需要數(shù)學天賦的。

  國外奧數(shù)選手的培訓沒有我們這樣的規(guī)模,所以在IMO中得到獎牌的人確實十分聰明。比如1990年北京IMO中四個滿分選手之一的小拉佛閣,他的哥哥在2002年獲得菲爾茲獎;而人們認為小拉佛閣更有天才,他已得到很多大獎,將來也極有可能問鼎菲爾茲獎。相比之下,中國的各級奧數(shù)優(yōu)勝者也有工作做得很好的,但目前還沒有取得菲爾茲獎級別的成就,這與他們在大學、研究生期間的學習方式也有很大關系。

  中科院院士、著名數(shù)學家王元認為,總體來說,中國競賽的命題水平較高,但與國際上比較尚有一定距離,某些難題出得過偏。命題水平的高低體現(xiàn)在它是不是具有好的啟發(fā)性以及趣味性。華羅庚也認為,出好題比解題更不容易。事實上,中國隊在國際上拿到第一名也并不是像某些人想像的那樣十拿九穩(wěn),至少俄羅斯和美國的實力決不容小視。特別是,做偏題對于成為一名優(yōu)秀數(shù)學家不利,故而引起了丘成桐的憂慮。

  相比之下,前蘇聯(lián)的命題水準就比較高。比如,莫斯科競賽中有這樣一道題:阿里巴巴試圖潛入山洞。在山洞入口處有一面鼓。鼓的側(cè)面有四個一模一樣的小孔,組成正方形的四個頂點。在每個孔的里面各裝有一個開關。開關有“上”“下”兩種狀態(tài)。(注意:眼睛看不見!)如果四個開關的狀態(tài)全都一致,洞門即可打開,F(xiàn)允許將手指伸入任意兩個孔,觸摸開關以了解其狀態(tài),并可隨自己的意改變或不改變其狀態(tài)。但每當這樣做了之后,鼓就要飛快地旋轉(zhuǎn),以至在停轉(zhuǎn)之后無法確認剛才觸動了哪些開關。證明:阿里巴巴至多需將手指伸入五次,就可以進入山洞。

  容易知道,兩次操作(一次靠邊的兩小孔,一次對角線上的兩小孔)把不少于3個開關扳為狀態(tài)“上”,如果大門沒有打開,這就意味著第四個開關處于狀態(tài)“下”,這時阿里巴巴應將手指伸入對角線上的兩個孔,如果碰到向下的開關,把它扳為“上”,從而進入山洞;如果這一對開關均向上,則把其中之一扳為下。這樣,顯然兩個靠邊相鄰的開關“上”,另兩個相鄰開關“下”。然后阿里巴巴沿著正方形邊入手;如果兩個開關處于同一狀態(tài),他就改變它們狀態(tài)從而進入山洞;如果兩個開關狀態(tài)不同,他應該都改變狀態(tài),最后一次沿對角線找到開關,改變里面的狀態(tài),這樣最多五次。

  這道題目十分精彩,它考察的是在不同信息下的決策,需要你對問題本質(zhì)的領悟和洞察。前蘇聯(lián)競賽中這樣的好題比比皆是,思考這些問題應該說是有好處的。

 

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