惠州市一中教師李玉發將《易經》關聯數學 論文登上國家級期刊
提起數學公式,不少市民直喊頭痛。對於惠州市第一中學教師李玉發來說,數學的世界繽紛美麗,有許多奧秘值得探究。前不久,李玉發作為第一作者撰寫的一篇論文刊登在了《華南師範大學學報(自然科學版)》上,該刊為自然科學綜合性學術刊物,是全國中文核心期刊、中國科技核心期刊。李玉發巧將《易經》關聯數學,在論文中探求了點線面體的運算、變換、轉換方法,把深奧的數學轉換為簡易模型。據說,掌握了這個方法,高考數學不再讓人害怕。
李玉發為研究太極方程用了大量草稿。
數學世界於他繽紛美麗,有許多奧秘值得探究
“根據物理的能量守恆定律,時光周期方程加時光方程,可以推出萬物轉換的太極方程。”李玉發用筆認真地在圖紙上寫寫畫畫。他將數學公式以物理中能量分解的形式展現出來。
李玉發出生於1964年,說起數學便進入忘我境界。桌面上,放着一大疊草稿紙,上面寫滿了他多年來為了研究而做的各種運算。對他來說,數學世界雖然紛繁複雜,其中卻有許多神秘的驚喜值得挖掘。
1983年,李玉發參加工作,當了幾年中學數學老師,後來又搞了幾年教學研究工作。1994年,他來到惠州市第一中學當數學老師。帶了4年初中實驗班后,他開始教高中數學至今。除了教傳統教材外,他曾經還是奧數主教練,多次帶領學生參加全國性的高中數學聯賽。
“對很多學生來說,數學深奧。有沒有辦法能將深奧的數學變得簡單呢?有什麼辦法能拓展開學生的思維?”李玉發對此孜孜以求。
兒子的“怪問題”逼他繼續探索
2011年,李玉發的兒子李宇航參加了全國中學生數理化學科能力展示活動,以建模論文參賽,獲得了廣東賽區三等獎。此後,他代表廣東參加全國比賽又獲得優勝獎,他的輔導老師正是父親李玉發。
兒子在比賽中成績斐然,備受矚目,當時還獲得了南京大學自主招生資格,但是,兒子堅持想讀自己理想的大學,放棄了這個機會。兒子還惦記着論文的下文,他對父親說:“老爸,這個建模論文還有很多問題值得研究。”過了不久,兒子又拿這篇建模論文參加了國際丘成桐建模論文大賽,然而,第一輪比賽就被刷下來了。兒子非常不甘心,他覺得,為什麼人只能看到三維,到了四維后,人就看不到時空中數字的變動呢?時間一直在變,人該怎樣測算呢?兒子問父親:“三維以上的形可不可以與對應的數統一起來,n維的數形與n+1維的數形兩者的數量關係是怎樣的?”
李玉發無法回答兒子的“怪問題”。但兒子的好奇給了李玉發繼續深究的動力。“我的論文原型就是兒子當時比賽的建模論文,而論文的第二作者就是我兒子。”
李玉發研究出的太極方程。
李玉發惡補數理化各學科的欠缺知識,“在這過程中,我發現其實萬物是相通的!”他很激動。
李玉發認為,中國文化博大精深,是以形來認識宏觀世界的,而西方則以微觀認識世界,宏觀與微觀之間似有一雙無形的手在相互牽連着,中國文化與萬物變換有一些微妙聯繫。“細胞分裂從一個變為兩個,兩個變為四個,四個變為八個,這與《易經》里‘兩儀四象八卦’之說剛好吻合。”而兒子當時參賽的建模原型正是細胞分裂,李玉發堅信,中國文化與深奧的數學之間的關係透露着玄機。李玉發一邊翻看書中的梅花易數及《易經》,一邊靈光閃現,在圖紙上用各種公式進行運算、變換、轉換。
2013年4月,李玉發琢磨出太極轉換形公式。幾個月後,計算機科學家張景中院士作的報告又讓他茅塞頓開。後來,李玉發又琢磨出太極轉化量公式,“數和形是一對矛盾,數難形易,用中文解析就是‘得意忘形’,反之形難數易。中國傳統文化瑰寶《易經》加以量化,最終造就了時空轉化太極方程。”
2014年高考結束后,李玉發將論文寄出,經過幾個月的審稿、專家爭鳴,前不久,終於在《華南師範大學學報 (自然科學版)》刊發。“專家們當時對我的論文也頗有爭議,為了更清楚地展示我的成果,我將原來的一兩個結論最終擴展到了12個。”
“太極方程將深奧的數學轉換為簡易的模型。學會了這種轉換方式,高考數學不是難題。”李玉發創立的太極方程被他的不少學生掌握並且運用到考試當中,取得了明顯成效。
2014年高考數學中,許多考生被其中一道數學題難倒,使用傳統方法答題,猶如爬樓梯一般,費時費勁,而用太極方程答題,就像坐上直達電梯一般,“嗖”地一下將題目精準地解答出來。“答案正確、運算過程也是正確的,連一些老師都感嘆 ‘這簡直就是外星人的做法’。”
李玉發表示,學生用三維或四維的思維及方式來做題,達到了事半功倍的效果。曾有一個文科生用此方法,總分150分的高考數學考了130多分。一位朋友的孩子平時數學只考七八十分的,學會了這個方法后,去年高考考了將近120分。“今年我也在學校教高一的學生這個公式,讓他們掌握方法。學生們學會後,都能很好地解題了。”
李玉發從教30餘年來的付出得到國家級刊物的肯定,興奮之餘,更多的是感激。“我人生最大的運氣,不是中大獎,不是發現了大寶藏,而是遇到兒子,兒子的思維不受習慣思維影響,他的新思維新模型打破了我的思維,開拓了我的眼界。”
數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫並“解決”實際問題的一種強有力的數學手段。即用數學語言描述實際現象的過程。這裡的實際現象既包涵具體的自然現象比如自由落體現象,也包涵抽象的現象比如顧客對某種商品所取的價值傾向。這裡的描述不但包括外在形態、內在機制的描述,也包括預測、試驗和解釋實際現象等內容。 稿源:東江時報 文/圖 本報記者朱如丹 陳春惠