人物履歷
張景中(1936- )河南省汝南縣人。曾用名井中。1954年進入北京大學數學力學系學習,1957年肄業,以後曾在北京清河農場等地勞動。1979年任中國科學技術大學數學系講師,1981年升為副教授。1985年起在中國科學院成都分院工作,任數理科學研究室主任、研究員。計算機科學家、數學家和數學教育學家。中共黨員、中國科學院院士、計算機學科和數學學科博士生指導教師、中國科普作家協會理事長。
現任廣州大學計算機教育軟體研究所所長,中國科學院成都計算機套用研究所名譽所長。1991年開始享受政府特殊津貼。曾獲“全國優秀教師”等稱號及“全國五一勞動獎章”。
1995年10月當選中國科學院院士。
中共黨員,中國科學院院士,現任廣州大學計算機教育軟體研究所所長,重慶郵電大學計算機科學與技術學院院長、計算機學科和數學學科博士生導師、中國科普作家協會理事長。中國科學院成都計算機套用研究所名譽所長,江西套用科技學院名譽校長、學術委員會主任。1991年開始享受政府特殊津貼。1995年當選為中國科學院院士。曾獲“全國優秀教師”等稱號及“全國五一勞動獎章”。2006年3月任江西城市學院名譽校長、學術委員會主任。2011年,被新成立的南方科技大學聘請講授數學,旨在培養數學人才。
科研成就
張院士主要從事機器證明、教育數學、距離幾何及動力系統等領域的研究。其主要貢獻是:(一)提出了面積解題方法,並用之於機器證明的研究,使幾何定理可讀證明的自動生成這個多年來進展甚小的難題得到突破。(二)創立計算機生成幾何定理可讀證明的原理和算法,這項成果被權威學者認為是使計算機能像處理算術一樣處理幾何工作的“里程碑”。(三)創立定理機器證明的數值並行方法的原理和算法。(四)對幾何定理機器證明的吳方法進行了改進和發展,創立了含參結式法,升列組的WR分解算法,徹底解決了可約升列相對分解問題。(五)創立了教育數學的思想和方法。
自1980年以來,張院士發表學術論著共 150多篇(冊),還撰寫了大量的科普文章和通俗讀物,1990年被中國科普協會審定為建國以來貢獻突出的科普作家之一,1994年被中國少年兒童出版社評為十大金作家之一。作品《教育數學叢書》1995年獲“第九屆中國圖書獎”和“第一屆全國數學教育圖書一等獎”。作品《數學家的眼光》1996年獲第三屆全國優秀科普作品二等獎,2002年獲廣州市首屆優秀科普作品一等獎。作品《院士數學講座》2003年獲第五屆全國優秀科普作品獎科普圖書類一等獎。作品《院士數學講座專輯(3冊)》一書2003年5月榮獲第五屆全國優秀科普作品獎科普圖書類一等獎,2003年12月榮獲中華人民共和國新聞出版署頒發的第六屆國家圖書獎。《院士數學講座:幫你學數學》一書榮獲中共中央宣傳部頒發的精神文明建設“五個一工程”第九屆“入選作品獎”。
近年
近年來,張景中院士所承擔的國家973項目及省、市、學校的科研項目十多項,總經費為四百多萬元。成果《安全、節能、低噪聲的木工電磁振動刨床和木材的電磁振動刨削工藝》1982年獲國家發明二等獎。成果《幾何定理機器證明理論與算法新進展》1995年獲“中科院自然科學獎一等獎”,1997年獲“國家自然科學獎二等獎”。所主持開發的軟體《Z+Z智慧型教育平台》2000年獲香港國際發明展覽會金獎。其中的“平面幾何”、“解析幾何” 2000年通過國家教育部教材審定委員會審定,由人民教育電子音像出版社出版發行。2003年被編入北京師範大學出版的國中數學教材並向全國發行。所主持開發的“智慧型教育平台--國小生版”2002年獲第六屆全國多媒體教育軟體大獎賽一等獎。
教學成就
在教學方面,1996年,張景中院士作為學科帶頭人,創建了廣州大學(原廣州師院)“課程與教學論”碩士點並任該點碩士生導師和學科帶頭人。1997年“學科教學論(數學)”被廣州市教育局評為廣州市重點學科。1998創辦了軟體所信息與計算科學本科試點班,近年來,培養了本科生、碩士生及博士生幾十人。2002年在廣州大學的支持下,創立了廣州景中教育軟體有限公司並任公司董事長。
多年來,張景中院士帶領軟體所全體教職員工,堅持“產、學、研”相結合的發展道路,為教學、科研及成果產業化的成功創出了一條新路。
張景中,1936年12月生於河南省汝南縣人。中科院院士、教授、博士生導師,任廣州大學計算機教育軟體研究所所長,中國科學院成都計算機套用研究所名譽所長,現任華中師範大學國家數位化學習工程技術研究中心學術委員會主任,江西城市學院名譽校長、學術委員會主任。
1959年北京大學數學力學系畢業,1979年任教於中國科學技術大學,1986年任中國科學院研究員,中國科學院成都分院數理科學研究室主任,中國科學院成都計算機套用研究所副所長,1993年12月由國務院學位委員會批准為博士導師,1995年10月當選為中國科學院院士,兼任中國計算機學會理事、中國科協委員,1997年當選為中共十五大代表。
1978年至1985年間,在數學領域,特別是離散動力系統和距離幾何中若干問題的算法方面,張教授取得了一系列具有國際水平的成果,並用之於解決國民經濟建設中的實際技術問題。在微分動力系統研究領域,在計算幾何領域,取得了一項令人矚目的成就,受到了國際同行的讚許。1982年套用數學方法研製成功的“安全節能低噪聲木工電磁振動切削工藝”獲國家發明二等獎。1985年進行機器證明的研究,與合作者創立了計算機生成幾何定理和讀證明的原理與算法,使這一人工智慧領域30多年來進展緩慢的重要問題有了突破性的進展,在國際上取得了公認的領先地位。1982年以來,發表學術論著150多篇(冊)。專著《幾何定理機器證明理論與算法新進展》於1995年獲中科院自然科學獎一等獎,1997年獲國家自然科學獎二等獎。
華中師範大學彭翕成老師所著的《師從張景中》在清華大學出版社出版。
該書真切細緻地記述了著名數學家張景中院士對青年學生的關心照顧和指導培養,而作者自己虛心向學,終略有小成。該書角度獨特,記錄真實可信。書里張師的教導對於年輕人治學具有廣泛的指導意義,而其中的師生故事也讓人潸然淚下。
該書不局限於對張景中先生治學研究、培養人才等有興趣的數學愛好者,書中所傳遞的堅韌不拔的精神振奮人心,給人以鼓舞,適合所有有志奮鬥者閱讀。
科普創作
在研究之餘,張教授熱心科普教育。1990年被評為建國以來貢獻突出的科普作家,1994年被中國兒童出版社評為十大金作家之一。1995年,“張景中教育數學”叢書(《教育數學探索》、《平面幾何新路》、《平面幾何新路解題研究》、《平面幾何新路基礎研究》)被評為“第九屆中國圖書獎”一等獎和“全國教育圖書獎”一等獎。張景中先生是中國科學院院士、著名的數學家,又是80年代崛起的著名的科普作家。在世紀之交,在中國科普作家協會第四次全國代表大會上,他被選為理事長。在中國少年兒童出版社,他出版了第一本數學科普書,從此一發而不可收,又寫了不少科普精品。張景中先生一貫主張把數學變容易一些,主張學好數學的關鍵是學會思考。他很欣賞一位科學大師的話:你白天工作,晚上工作,那什麼時候思考呢?我們很多老師總是引導學生步入他們事先設定的圈子裡,而張先生則是挖掘學生的想像空間,讓他們嘗到深入探索的樂趣。張景中先生一貫主張科學的本質是創新。他在科普創作中展現的思維形式不是再造性思維而是創造性思維。
2002年他的《幫你學數學》《數學家的眼光》《新概念幾何》在版,是張景中教授獻給世界數學家大會的禮物,也是他送給青少年最好的禮物。張景中教授的3本書是在80年代初到90年代中完成的。可是這些作品至今仍有很強的生命力,仍在數學科普創作中處於領先地位,有的書完全可以走向世界。在這些書中,他全方位地解決了三個層面的現代數學的普及問題。
第一個層面
對此,他重在講述現代數學思想。面對中學生,他提出了只講數學思想,不講數學理論的白描式地介紹現代數學的構想。書中的例示多數是國中學生能看懂的智力測驗或數學遊戲。
第二個層面
對此,他重在講述數學問題中的科學哲學。他告訴人們,科學與普及的結合點是科學哲學。比如,《數學家的眼光》用了5年時間,僅寫了6.5萬字的小冊子處處閃耀著科學思維的閃光點。他用一個個鮮活的實例告訴讀者:數學家的眼光是抽象的,我們覺得不同的問題,他們看來卻是相同的。數學家的眼光是精確的、嚴密的,我們覺得一樣或差不多的東西,他們看來卻有天地之別。數學家的眼光是透徹的、犀利的,我們覺得很滿足的數學結論,他們卻窮追不捨。數學家的眼光是辯證的,我們覺得一是一,二是二,他們卻常常盯住變中不變的東西,不變中變的東西。有了這種深刻的認識,使科學家與少年兒童對話成為可能,同時提供了科學家為大眾寫科普的寶貴經驗。
第三個層面
為此,他著眼於拉近科學家與中學生學習生活的距離,把從科研第一線挖掘出的核心思想和方法變為一種可操作、實用的新式學習武器。《新概念幾何》就是這方面的力作。他創立的以度量為基礎,面積為中心的平面幾何新體系必將對我國教育改革產生重大影響。由於面積法的實質是變數法,把面積作為變數,既為幾何機械證明實現了突破,又為將來學習平面幾何像解代數方程一樣便捷提供了可能。
張景中教授的作品語言生動,由淺入深,富於啟發性。但作者覺得最引人入勝之處在於他的創造性,他的獨到見解。
在《數學家的眼光》一書中不少地方的推導方法、敘述方式是他思考所得,有些與其的科研題目有關。有自己的東西便不會與別人雷同,與科研同步就會使高水平讀者也會從中看到新鮮的東西,這是他的一貫主張。他不僅自己身體力行,還十分欣賞和介紹別人的創新成果。比如,在講到攻克世界難題——佩多問題時,他突出介紹了一個落榜青年的貢獻。
《幫你學數學》中用講故事的辦法把一些數學道理講給小孩子聽,例如猴子吃栗子,朝四暮三就不如朝三暮四,由此引出 3+4=4+3等等,生動活潑。張景中科普讀物的一大特點是語言生動,由淺入深,富於啟發性。但我覺得最引人入勝之處在於他的創造性,他的獨到見解。
創作經驗
張景中先生的創作經驗是,科學家必須對他所從事的科學研究有足夠興趣與熱情,這樣他才願意通過自己寫的科普作品召喚更多的年輕人加入自己的行列。張景中先生創作的數學科普作品就是這一類科普讀物中的精品。比之一般數學科普讀物具有更大的啟迪性。是我國數學科普創作的一次突破性的進展。
出版著作
張景中院士出版的著作,有不少是面對初級學習者的普及性書籍,1997年他獲得中國10大科普金獎作者稱號,1999年當選為中國科普作家協會主席,他的一些著作,被台灣“九章出版社”作為系列重新刊印。《幫你學數學》、《新概念幾何》、《數學家的眼光》、《21世紀少年百科叢書精選本——數學四方陣》、《幫你學集合平面幾何解題新思路》、《疊代方程與嵌入流》、《數學傳奇》、《數學遊戲的故事》、《幫你學幾何》、《計算機怎樣解幾何題——談談自動推理》、《漫話數學》、《從√2談起》、《數學雜談》、《數學與哲學》、《從數學教育到教育數學》等。張院士近些年也進行教育信息技術方面的研究,主要來源於機器自動推理的套用推廣,由此產生了超級畫板的推廣,進而對教息技術具有實際性的推動作用,是教育技術領域真正的搞學術研究的大師!
人物訪談
“深話淺說”
●那么多青少年喜愛我的作品,是一種幸福,一種享受!
●可以把學數學比作吃核桃。核桃仁要砸開了才能吃到。有些核桃外殼與核桃仁緊密相連,成都人形象地叫“夾米子核桃”,如果砸不得法,砸開了還很難吃到。數學教育要研究的,就是如何砸核桃吃核桃仁;而教育數學呢,則是要研究改良核桃的品種,讓核桃更美味,更有營養,更容易砸開吃淨!
關鍵字:科普、科研
兒時讀科普書是興趣而今寫科普書是責任
羊城晚報:張院士,您是怎樣開始科普寫作的?
張景中:我主要從事科研。社會為我們提供了科研條件和環境,我們當然有責任向大家說明研究對象的情形和研究工作的意義。國家要求攀登項目結題時一定要編寫一本科普書,我認為這個規定很好,說明科普工作不僅是科普作家的事,也是科學家的責任。
當然,我做科普工作,也有我個人的原因。我小時候喜歡讀科普作品。法布爾的書讓我看到一個新奇的世界,伊林的作品讓我知道了許多平常的東西包含著不平常的故事和道理。科普讀物啟發我思考,激勵我探索,使我產生了研究和創新的願望。我常常想,如果有一天我能出書,也要寫好看的科普書。就這樣,我給自己加上了寫科普書的責任。
張教授主編的好玩的數學系列有以下:
1,《數學聊齋》;2,《數學美拾趣》;3,《幻方及其他》;4,《數學演義》;5,《趣味隨機問題》等十部。
好看科普書真不易寫十幾行字苦思兩天半
羊城晚報:科研花費了您不少精力,您還擠得出時間?
張景中:寫出好的科普作品確實不容易。如何選擇話題,如何打比方,都要反覆想,一再修改。有些東西,人家大科學家寫過,你敢不敢班門弄斧?能不能給讀者新啟發?都是挑戰。例如,我國古代數學家祖沖之指出,分數355/113是圓周率π的一個很好的近似值,稱之為密率。密率好在哪?這是一個不錯的科普話題。數學大師華羅庚指出,在分母不超過366的所有分數當中,沒有比密率更接近π的分數了。要說明其中道理,他用到數論里的丟番圖理論。後來另一位著名數學家在一本科普書里,用連分數的方法,更進一步地論證出,在分母不超過6000的所有分數當中,沒有比密率更接近π的分數。
能不能用更淺顯的方法,更充分地說明密率的好處呢?我反覆思考,發現可以用國中生的數學知識,簡捷地論證出更好的結論:在分母不超過16500的所有分數中,沒有比密率更接近π的分數!並且指出,有一個分母為16604的分數,確實比密率更接近π。這點道理寫在書里不過十幾行,但想到它,卻用了兩天多時間。
羊城晚報:科普作家不僅需要有科學研究,還要有人文修養……您怎么看待科學精神和人文修養的關係?
張景中:一般來說,科學求真,人文求善,藝術求美。真善美應當是每個人的追求,三者是相輔相成的。其實科學家寫科普文章的並不少,只是要想寫好太花時間、太花精力,而社會評價又往往不及研究論文。例如評職稱不承認科普文章。在這種導向下,能夠做研究的人多數自然不願意在科普上下功夫。
寫好科普文章可能需要人文修養和一點藝術素質,但更重要的,是對科學成果本質的理解,是創新精神。
曾作論文與前人重複 華羅庚含蓄點撥後學
羊城晚報:聽說您在北大讀書時開始寫論文,還和大數學家華羅庚打過交道?
張景中:在學習解析幾何時,我看到一本教材上有條定理,說滿足函式方程f(x+y)=f(x)+f(y)的函式f(x)如果連續,一定是“齊次線性函式”,即f(x)=a?x。我想,f(x)如果不連續,結果如何呢?套用課外看到的集合論中的“任意選擇公理”,我解決了自己提出的這個問題。於是就寫成一篇稿子寄給《數學進展》,很快順利地發表了。
不久,編輯部來函,說有讀者來信,問這篇文章解決的問題出於何處?前人有何工作?我回信說問題是自己提出來的,不知道前人的工作。編輯部又寫信來說,做研究工作寫論文應當了解自己所研究的問題的背景和前人的有關成果,這是對讀者負責,也是做研究工作應當知道的。於是我就到資料室查文獻,一年一年向上查,查了3個星期,查到30多年前,發現1920年有一篇德文的文獻,已經解決了這個問題。我把查到的結果寫信告訴了編輯部,編輯部在刊物上發了一條啟事,說作者來函說明此結果與以前某某人工作有重複,向讀者致歉,作為此事的了結。
後來,在數學所工作的邵品琮學長向我透露,編輯部信中所說的“讀者”來信,實際上就是刊物主編華羅庚先生的意見。他因為出國,在刊物出版後才看到我的文章,發現與前人工作重複,就指示工作人員給我寫信,促使我學習做研究工作的基本規矩。這個經歷使我終身受益。華羅庚先生關心後學的熱情,使我終身銘記!
關鍵字:奧數
一味討伐奧數有偏頗
考試體制更難辭其咎
羊城晚報:近年來各地“奧數”成風,雖然不乏反對聲,但風頭仍勁。您怎么看?
張景中:有一陣子,媒體上出現不少討伐數學競賽的聲音,我留意到了,有的教育專家甚至認為數學競賽之害甚於黃賭毒。我的第一個想法是,中國現在值得反對的事情不少,論輕重緩急還遠遠輪不到數學競賽吧。再仔細讀這些反對者的意見:他們反對的實際上是某些為牟利而誤人子弟的數學競賽培訓。
數學競賽並不是所有學生都適合參與,它是面向青少年中很小一部分數學愛好者而組織的活動。這些數學愛好者估計不超過約2億中國小生的5%。
數學競賽培訓活動過熱產生的消極影響,和升學考試體制以及教育資源分配過分集中等多種因素有關,這筆賬不能算在數學競賽頭上。對於青少年的課外興趣活動,積極的對策不應是限制堵塞,而是開源分流。開展多種課外活動,比如鋼琴比賽、動漫比賽等,讓更多的青少年各得其所。如果都辦得像數學競賽這樣成功並且被認可,數學競賽培訓活動過熱的問題自然就化解或緩解了。
奧數學習不應被限制
該反思的是獲獎加分
羊城晚報:不少家長在為孩子選擇興趣班時,往往選擇聯考、中考能加分的項目。
張景中:這還是說明各種競賽辦得成功的少,被認可的少。其實各學科都可以辦奧賽,物理奧賽、化學奧賽、計算機奧賽等,這些目前發展都不夠,認可度不高。我覺得接著應該認可信息技術競賽,因為孩子適合學習信息技術和軟體的很多,會遠遠超過5%,且社會對這類人才的需求也很大。
很多孩子扎堆報名奧賽培訓班,我了解過,多數其實聽不懂。不過好處也是有的,他學習之後再回到課堂,原來的東西就感覺容易了。雖然奧賽的題目他不會做,但至少知道了還有這樣的題目,可以這樣設問,眼界開闊了。
我覺得奧數不應被限制,需要反思的是奧數獲獎後聯考、中考加分的做法。如果不再加分了,為分數而學習的人就沒有了,家長報名時也就不那么盲目了。而真正有興趣有特長的人,不加分他也願意學。
關鍵字:教育數學
數學難就難在殼太硬
要研究如何更易砸開
羊城晚報:有教育界人士認為中國小數學偏難,讓孩子頭疼。您認同嗎?
張景中:我認為國中的偏容易,高中的偏難;課上學的較容易,考試起來很難。學生只靠課本上的東西,考不出好的成績,必須補許多課外的東西。
數學本身是比較難的,比如2/3+3/2這個分數題,按照一般的思維,應該是分子加分子,分母加分母。但這是不對的,必須首先通分。我的體會是,數學本身很難,必須找到方法使它變得容易起來,要想辦法改變數學知識的組織方式。
知識的組織方式和學習的難易有密切關係,如英語中的12個月的名字:January,February……背這12個單詞要花點功夫;如果改良一下:一月就叫Monthone,二月就叫Monthtwo等,馬上就能理解,就能記住,學起來就容易多了。生活語言如此,科學的語言———數學,何嘗不是這樣呢?
國外教育同樣面臨數學難的問題。從上世紀五六十年代起,美國動用了大量人力物力要搞好數學教育,但收效甚微。一位美國著名數學家說,我們有錢,有人,但沒方向。我也這樣看,他們不成功的關鍵就是沒找到正確方向。他們只是研究數學怎么教,而沒有考慮改造數學本身,讓數學變得容易起來。我在1989年提出的“教育數學”概念,就是讓數學變容易。
羊城晚報:怎么理解“教育數學”?
張景中:簡單說就是改造數學使之更適合於教學和學習。可以把學數學比作吃核桃。核桃仁要砸開了才能吃到。有些核桃外殼與核桃仁緊密相連,成都人形象地叫“夾米子核桃”,如果砸不得法,砸開了還很難吃到。數學教育要研究的,就是如何砸核桃吃核桃仁。而教育數學呢,則是要研究改良核桃的品種,讓核桃更美味,更有營養,更容易砸開吃淨!
致力於使數學變容易
盼千萬學子從中受惠
羊城晚報:您花費很多精力致力於數學教育、科普推廣,近年來又致力於教學工具“超級畫板”的研發。您把它看成自己的事業?
張景中:數學教育、科普推廣,教學工具“超級畫板”都是有理論研究的。例如用計算機回答國中生的數學問題,還沒有人研究出這樣的系統。關鍵是要用學生學過的知識,用學生理解的方式自動解題,這就難了。
通常認為中學裡三角難學。本來國中要學“解任意三角形”,現在這個內容放在高中了,就是大家認為太難了。如果把這部分變容易,變得國小生都能理解多好!這就是科研課題。我多年來研究這個問題,現在已經解決了。初步教學實驗表明,用新的方法來講三角,學生更容易理解。
把數學變容易是需要研究的。初等數學如此,高等數學也如此。為了把微積分變得容易理解,牛頓、拉格朗日、費米、庫朗都下過功夫,華羅庚親自寫高等數學教材,也力求寫出新意。林群院士在這方面做了十幾年,研究出來還到中學去講。要從基礎上改進一個發展了幾百年的學科,當然很難。一旦有所進展,會使千千萬萬學子受益,意義不可估量。
“無痛數學”
學習可以有趣不會輕鬆
羊城晚報:你在努力創造“無痛數學”?
張景中:是的,可以減少學習的痛苦。不過我不相信學習是輕鬆的。真正學習都是要下功夫的,想輕鬆只能學到膚淺的東西。但若學習方法對頭,效率會高一些,並且會很有趣。
寫科普作品也有兩種,一種是把科學外的趣味放進來,調劑學習者的心情;另一種是把科學內的趣味發掘出來,是知識本身的趣味讓學習變得有趣。後者是我努力的方向。
羊城晚報:聽說您特別喜歡當老師,無論是中學還是大學邀請,您都很樂意去講?
張景中:這也是學習,也是研究。教學相長。陳省身那么大的數學家,還要給學生講微積分呢。我在北大讀書時,一年級的課程就是由江澤涵院士和程民德院士來講。那時不要求教授出多少SCI(科學引文索引),爭取多少項目經費,教授把主要力量放在教書育人上。可惜現在很難做到這樣了。