有些问题看似完全无法解答,但你不用担心:凭借一些经验、正确的技术和一些技巧,你也可以攻破难题。如果你坚持思考,再加上一点儿运气,你也可以体验到属于自己的“尤里卡”[1]。
每当我看到质数的证明或者高斯计算出100个数之和所采用的技巧时,我就会想:“我本来也能想到的!”但是,我为什么没有想到?那我们又该如何找到这些聪明的解答方法?也许你也会跟我一样提出这些问题。
我不知道你是否具备小高斯或康托尔的才能,但当你刚碰到问题迷迷糊糊、不知用哪种方法解答时,我可以给你一些关于如何着手的小窍门。不过,请你不要指望这是为找到漂亮的解答而普遍适用的指南。不管什么样的创新技术,都不存在为解答问题普遍适用的模板。这也是件幸运的事情,否则数学就会像我们常被灌输的那样百般无聊了。
我们先从“什么是创新”这个问题开始。一般来说,如果一个想法是新的或者包含新颖的元素,并有助于解决现有的问题,那么这个想法就被认为是创新的。我们还可以扩展一下这个描述:你采用全新的方法来解答一道数学问题,这就是创新;巧妙地结合已知的各种方法来解答问题,这也是创新。
法国数学家雅克·阿达马(Jacques Hadamard)在60多年前就研究了数学发现是如何产生的。同时,他还充分利用了昂利·庞加莱(Henri Poincaré)和爱因斯坦的描述。阿达马在他的论文《数学领域中的发明心理学》(The Psychology of Invention in the Mathematical Field)中,区分了4个发现阶段:
1. 准备:我们有意识地积极思考问题,寻求解答。
2. 酝酿:当我们没有立刻找出答案时,即使我们正在做其他不相关的事情,我们的潜意识也会继续研究这个问题。
3. 顿悟:从潜意识里想出来的解答出现在我们的意识当中,我们产生“啊哈”(“尤里卡”)体验。
4. 验证:检验凭直觉找到的解答。当然同时也可以证明,起初看似很有说服力的想法,其实并不一定有效。
特别迷人的就是那些无论以何种方式从潜意识里冒出来的想法。我自己也体验过这样的“啊哈”时刻。通常就在我根本没有思考这个问题时,突然灵光闪现,就想到了答案。虽然答案有时候是错误的,但通常都是正确的。
当然,灵光闪现的一个重要先决条件是,你需要深入地思考问题,不要斜瞟一眼可能在某处已存在的答案。因此,我也建议你,当你在做这本书的题一筹莫展之时,不要立马去翻答案。请你多一点儿耐心,可以先将问题暂时放在一旁。也许第二天早上当你刷牙时,你也会有灵光闪现。
我的经验是:“尤里卡”式的答案,只要它们是正确的,一般而言都非常漂亮。接下来我将给你们一些如何更好更快地解答问题的窍门,再加上一点点运气,你就能培养好的数学意识。