完全錯誤的負(fù)數(shù)定義
內(nèi)容提要:本文對初中一年級數(shù)學(xué)課本中的正數(shù)和負(fù)數(shù)概念進(jìn)行了深入分析與考察,判定“意義相反的量”包含性質(zhì)相反的量和界位相反的量兩個有本質(zhì)差別的內(nèi)容,證明數(shù)軸上的正數(shù)和負(fù)數(shù)是假正數(shù)和假負(fù)數(shù),肯定了我國數(shù)學(xué)家劉徽提出的正、負(fù)數(shù)定義,否定了“負(fù)數(shù)是比零小的數(shù)”這一從西方引進(jìn)的負(fù)數(shù)定義,從而為最終掃除“虛數(shù)”迷霧奠定了理論基礎(chǔ)。
主題詞:負(fù)數(shù) 定義 批判
負(fù)數(shù)概念,在數(shù)學(xué)史上曾經(jīng)出現(xiàn)過兩個定義。第一個定義是我國魏晉時期的大數(shù)學(xué)家劉徽(225年—295年)于公元263年在《九章算術(shù)注》中提出的。《九章算術(shù)》是我國西漢初期的歷算學(xué)家張蒼和耿壽昌先后收集并增補(bǔ)先秦《九數(shù)》遺文而編定的數(shù)學(xué)經(jīng)典。在《九章算術(shù)》第八章中有一段話專門記述了正數(shù)、負(fù)數(shù)和零混合加減的處理辦法。原文是:“正負(fù)術(shù)曰:同名相除,異名相益,正無入負(fù)之,負(fù)無入正之。其異名相除,同名相益,正無入正之,負(fù)無入負(fù)之?!痹谶@八句正負(fù)術(shù)口訣中,“同名”、“異名”分別指同號、異號;“相益”、“相除”分別指兩數(shù)的絕對值相加、相減;“無入”是指本應(yīng)先在的合并對象不存在,也就是被加數(shù)或被減數(shù)為零;前四句口訣講的是正數(shù)、負(fù)數(shù)和零的減法法則,意思是同號兩數(shù)相減,將絕對值相減,異號兩數(shù)相減,將絕對值相加,零減去正數(shù)得負(fù)數(shù),零減去負(fù)數(shù)得正數(shù);后四句口訣講的是正數(shù)、負(fù)數(shù)和零的加法法則,意思是異號兩數(shù)相加,將絕對值相減,同號兩數(shù)相加,將絕對值相加,零加正數(shù)得正數(shù),零加負(fù)數(shù)得負(fù)數(shù)。這些法則與今天的正、負(fù)數(shù)加減運(yùn)算法則是一致的??上У氖牵毒耪滤阈g(shù)》沒有論及正數(shù)和負(fù)數(shù)的定義,此缺陷一直延續(xù)四百多年,直到劉徽給《九章算術(shù)》作注時才得以彌補(bǔ)。劉徽在注釋“正負(fù)術(shù)”時,一開始就給正數(shù)和負(fù)數(shù)下了定義,他明確指出:“今兩算得失相反,要令正負(fù)以名之。正算赤,負(fù)算黑。否則以邪正為異?!边@幾句話的意思就是:當(dāng)兩數(shù)在加法運(yùn)算中會引起增加和減少兩種相反結(jié)果時,要用“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”對這兩種數(shù)分別命名;正數(shù)用紅色算籌表示,負(fù)數(shù)用黑色算籌表示,否則就用斜著擺放與正著擺放的算籌分別代表負(fù)數(shù)和正數(shù),以顯示對負(fù)數(shù)和正數(shù)的區(qū)別。從劉徽這幾句話里,我們可以看到兩個思想要點(diǎn):其一是,進(jìn)行正負(fù)數(shù)命名的前提條件是“兩算得失相反”,即“兩算”的性質(zhì)相反,是相互抵消關(guān)系,“兩算”是在相反的數(shù)量關(guān)系中同時存在的,它們互為對立面;其二是,當(dāng)“兩算得失相反”時,必須對相反的“兩算”進(jìn)行區(qū)分,不僅是“要令正負(fù)以名之”,即用“正”“負(fù)”相反的名稱把“兩算得失相反”的本質(zhì)體現(xiàn)出來,而且在有了“正”“負(fù)”相反的名稱之后還要在運(yùn)算過程中選用一定的方式把“兩算”相反的性質(zhì)予以標(biāo)明、顯示,不管采用什么方式都可以,但不能不標(biāo)示,不能不區(qū)分。根據(jù)劉徽的這幾句話我們得知:正數(shù)和負(fù)數(shù)就是用以區(qū)分和表示在運(yùn)算中相互抵消的“兩算”——兩種量——的數(shù),正數(shù)和負(fù)數(shù)互為對立面?! ?/P>
公元七世紀(jì)期間,印度數(shù)學(xué)家也深入探討了正數(shù)和負(fù)數(shù)。在這些數(shù)學(xué)家中有著名的婆羅摩及多,他把正數(shù)叫做“財產(chǎn)”,把負(fù)數(shù)叫做“負(fù)債”,還采用在數(shù)字上面標(biāo)上方向相反的箭頭這種簡便明確的方式區(qū)別正數(shù)和負(fù)數(shù)。印度數(shù)學(xué)家很早就發(fā)現(xiàn)正數(shù)的平方根有兩個值①,但是他們沒有提出正數(shù)和負(fù)數(shù)的定義?! ?/P>
在數(shù)學(xué)史上,提出負(fù)數(shù)第二個定義的是德國數(shù)學(xué)家米哈依爾.史提非(約1486年—1567年),他在發(fā)表于1544年的數(shù)學(xué)論文《整數(shù)算術(shù)》中,把負(fù)數(shù)定義為“比零小的數(shù)” ②。
對于史提非的這個定義,許多人感到難以接受,因?yàn)槿藗冋J(rèn)為,零的本義是表示什么也沒有,已經(jīng)是最小的數(shù)了,不可能再小了。但是,要說人們完全不承認(rèn)史提非的定義,也不確切,事實(shí)上也確有人認(rèn)為負(fù)數(shù)只能比零小,因?yàn)樨?fù)數(shù)只有在被減數(shù)小于減數(shù)時才出現(xiàn),它所表示的是減數(shù)把被減數(shù)減完之后又繼續(xù)往下減的結(jié)果,這就和一個人把屬于自己的財產(chǎn)用盡之后又借了貸、負(fù)了債一樣。兩種觀點(diǎn)似乎都有道理,于是人們陷入了困惑之中。美國著名數(shù)學(xué)評論家M.克萊因在他的著作《數(shù)學(xué):確定性的喪失》中對這種困惑進(jìn)行了反映,他寫道:“在16、17世紀(jì),并沒有許多數(shù)學(xué)家心安理得地使用或者承認(rèn)負(fù)數(shù),更談不上承認(rèn)它們可以作為方程的真實(shí)的根。”③但是,歷史并不因?yàn)槔Щ蠖nD。讓人難以置信而又必須承認(rèn)的是,人們(其中包括史提非)正是在困惑中打破了長期存在的減數(shù)不能大于被減數(shù)的認(rèn)識局限,終于寫出了3-5=-2之類的運(yùn)算式子。更讓人難以相信的是,法國偉大哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家笛卡爾也對“負(fù)數(shù)是比零小的數(shù)”之說法長期困惑,但也就是他,一邊因?yàn)樨?fù)數(shù)是比零小的數(shù)而把方程的負(fù)根稱作假根,一邊又在《幾何學(xué)》中為具有劃時代意義的平面直角坐標(biāo)系新理論奠定了基礎(chǔ),④促使數(shù)學(xué)得到了空前的發(fā)展。這種不合邏輯的現(xiàn)象應(yīng)該怎樣解釋呢?這是值得每個關(guān)心科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步的人認(rèn)真深思的問題?! ?/P>
令人遺憾的是,時至今日沒有人對負(fù)數(shù)的第二個定義所引起的困惑作出令人滿意的解答,時至今日也沒有人對負(fù)數(shù)的兩個明顯不統(tǒng)一的定義給予深入的剖析和評斷,甚至沒有人提到過負(fù)數(shù)有兩個互不協(xié)調(diào)的定義;而最能體現(xiàn)和反映當(dāng)今數(shù)學(xué)界主流思想的數(shù)學(xué)教科書竟然對正數(shù)和負(fù)數(shù)的概念作出含糊的處理,竟然在不知不覺的情況下完成了兩次偷換概念,最終舍棄正、負(fù)數(shù)的正確定義,肯定了正、負(fù)數(shù)的錯誤定義。讀者如果不相信這是事實(shí),請看經(jīng)全國中小學(xué)教材審定委員會2001年初審?fù)ㄟ^的初中一年級數(shù)學(xué)課本。
為了避免考察對象缺乏代表性,筆者曾對我國改革開放以來的幾種初中一年級數(shù)學(xué)課本進(jìn)行反復(fù)對照,認(rèn)為最新課本中涉及正、負(fù)數(shù)概念的內(nèi)容與前幾種課本中的相應(yīng)內(nèi)容大同小異,可以肯定不是一家之言,不是無源之言,也可以肯定不是偶然失誤。筆者之所以要選定最新數(shù)學(xué)課本為考察對象,一是因?yàn)樗钦n本,是專門用來教育人的,只要有錯誤就必然引起大范圍的不良影響;二是因?yàn)樗容^集中比較系統(tǒng)比較明白地體現(xiàn)和反映了數(shù)學(xué)界對正數(shù)和負(fù)數(shù)概念的錯誤認(rèn)識,而且這種錯誤已經(jīng)給整個數(shù)學(xué)體系帶來了連帶性惡果,引出了邏輯性謬誤,如果不徹底糾正這種錯誤,就提不出新的數(shù)概念,就不會有在新的數(shù)概念名義下的運(yùn)算法則,因而也就不能對負(fù)數(shù)開平方作出合理的令人心服口服的科學(xué)解釋。那么,數(shù)學(xué)教科書究竟錯在什么地方呢?
在經(jīng)全國中小學(xué)教材審定委員會2001年初審?fù)ㄟ^的初中一年級數(shù)學(xué)課本中,第二章前五節(jié)依次講述了正數(shù)和負(fù)數(shù)概念、數(shù)軸概念、相反數(shù)概念、絕對值概念、有理數(shù)的大小比較;后十節(jié)依次講述了有理數(shù)加減乘除和乘方運(yùn)算法則等。這一章課文(下文考察內(nèi)容主要是這一章,不再指明)從表面上看是一環(huán)緊扣一環(huán),井井有條,結(jié)構(gòu)十分嚴(yán)謹(jǐn),明白無誤,但仔細(xì)考究起來,卻不能不讓人得出相反的結(jié)論:基本概念含糊、扭曲,被以假充真;內(nèi)容前后矛盾。筆者經(jīng)反復(fù)探討,把其中存在的原則性失誤歸納為三大項(xiàng):正數(shù)和負(fù)數(shù)概念含糊扭曲,數(shù)軸表示的對象含糊扭曲,絕對值概念含糊扭曲。下面,我們就對這三大項(xiàng)依次論證:
㈠正數(shù)和負(fù)數(shù)概念含糊、扭曲
新課本第二章第一節(jié)是專講正數(shù)和負(fù)數(shù)概念的。為了說明什么是正數(shù)和負(fù)數(shù),課文一開始就列舉出五個例子:
例1、汽車向東行駛 3千米 和向西行駛 2千米 ;
例2、溫度是零上 10°c 和 零下5°c ;
例3、收入500元和支出237元;
例4、水位升高 1.2米 和下降 0.7米??;
例5、買進(jìn)100輛自行車和賣出20輛自行車。
課文舉例之后歸納道:
這里出現(xiàn)的每一對量,雖然有著不同的具體內(nèi)容,但有著一個共同特點(diǎn):它們都是具有相反意義的量。向東和向西、零上和零下、收入和支出、升高和下降、買進(jìn)和賣出都是具有相反的意義?! ?/P>
課文指出五個例子的“共同特點(diǎn)”之后又指出,若“只用原來學(xué)過的數(shù)很難區(qū)分具有相反意義的量”。接下來就提出區(qū)分的辦法:
一般地,對于具有相反意義的量,我們可把其中一種意義的量規(guī)定為正的,用過去學(xué)過的數(shù)表示;把與它意義相反的量規(guī)定為負(fù)的,用過去學(xué)過的數(shù)(零除外)前面放一個“-”號來表示?! ?/P>
課文講完區(qū)分“具有相反意義的量”的辦法,馬上就用所列舉的例子進(jìn)行演示,把例1中汽車向東行駛 3千米 記為 3千米 ,向西行 2千米 記為- 2千米??;把例2中零上 10°c 用 10°c 表示, 零下5°c 用- 5°c 表示;把例3中收入500元記為500元,支出237元記為-237元。在具體演示的基礎(chǔ)上,課文進(jìn)一步說明:
為了表示具有相反意義的量,上面我們引進(jìn)了―5、―2、―237等數(shù),像這樣的數(shù)是一種新數(shù),叫做負(fù)數(shù)。過去學(xué)過的那些數(shù)(零除外),如10、3、500、1.2等,叫做正數(shù)。正數(shù)前面有時也可以放上一個“+”號,如5可以寫成+5?! ?/P>
在這一段總結(jié)性說明的旁邊有一句旁白告訴我們:“+5和5是一樣的。”在這一段說明的后邊有一句加有“注意”的重要提示:“零既不是正數(shù),也不是負(fù)數(shù)?!薄 ?/P>
這就是第一節(jié)課文所講授的正數(shù)和負(fù)數(shù)!筆者為了讓讀者詳細(xì)了解新課本是如何講解正數(shù)和負(fù)數(shù)概念的,幾乎是把第一節(jié)課文全部搬上了“公案”。也許會有讀者發(fā)議論:“什么‘含糊’‘扭曲’!我們認(rèn)為第一節(jié)課文已經(jīng)把正數(shù)和負(fù)數(shù)的概念講得清清楚楚了,根本不存在什么問題?!惫P者要說:你們認(rèn)為不存在什么問題,那是因?yàn)槟銈兛疾鞎r習(xí)慣于走熟路。如果你稍微仔細(xì)一點(diǎn),就會吃驚地發(fā)現(xiàn)在第一節(jié)課文中存在兩個原則性失誤:其一是,把完全不同的兩類“具有相反意義的量”混為一談,其二是,毫無根據(jù)地宣稱“過去學(xué)過的那些數(shù)(零除外)”“叫做正數(shù)”;正是這兩個原則性失誤最終導(dǎo)致假正數(shù)和假負(fù)數(shù)概念久占數(shù)學(xué)“庭堂”!
下面讓我們進(jìn)行一些具體分析。首先,讓我們來關(guān)注“具有相反意義的量”??梢院敛豢鋸埖卣f,“具有相反意義的量”在第一節(jié)課文中是一個關(guān)鍵性的概念,如果沒有這個概念,就不會有“正數(shù)”“負(fù)數(shù)”概念出現(xiàn)。這是因?yàn)?,第一?jié)課文把所有成對的具有相反意義的量視作正數(shù)和負(fù)數(shù)在現(xiàn)實(shí)中的原型,視作正數(shù)和負(fù)數(shù)代表的對象。必須肯定,這是一個十分正確的觀念和思路??上У氖牵n文對“具有相反意義的量”未加甄別,竟然含含糊糊把所列舉的五個例子當(dāng)成一個類型,把每一對具有相反意義的量都用正數(shù)和負(fù)數(shù)進(jìn)行了表示,不知不覺地在數(shù)學(xué)大廈的基礎(chǔ)部位埋下了禍根。事實(shí)上,第一節(jié)課文所列舉的五對具有相反意義的量屬于兩大類型:例1、例3、例4、例5屬于一類,依據(jù)其特征可稱其為性質(zhì)相反的量,簡稱甲類;例2屬于另一類,依據(jù)其特征可稱其為界位相反的量,簡稱乙類。甲類同乙類相比較,具有以下幾點(diǎn)本質(zhì)差別:
差別之一是,甲類具有相反意義的量的雙方都以提示變化的短語為標(biāo)志,雙方都是表示變化的量;乙類具有相反意義的量的雙方都不以提示變化的短語為標(biāo)志,而以表示當(dāng)時“位置”和狀態(tài)的短語為標(biāo)志,雙方都是靜態(tài)量,都是不變量。由于標(biāo)志不同,我們可以毫不費(fèi)力地分辨出甲類和乙類。例如,當(dāng)我們遇上“氣溫由零下 10℃ 上升到零上 10℃ ”和“氣溫由零上 10℃ 下降到零下 10℃ ”這樣的陳述時,馬上就可以判斷出這種數(shù)量關(guān)系屬于甲類,兩個陳述都表示氣溫變化20度,只是變化的方向相反;當(dāng)我們遇上“氣溫是零下 10℃ 和零上 10℃ ”這樣的陳述時,馬上就可以看出這種數(shù)量關(guān)系屬于乙類,它所表示的是兩個不同地方的氣溫或者是兩個不同時間的氣溫,這兩個數(shù)量都表示既成的事實(shí),都不表示相互間會產(chǎn)生什么影響?! ?/P>
差別之二是,甲類雙方都是既有大小規(guī)定又有“趨向”規(guī)定的數(shù)量(權(quán)且稱為“有性量”),乙類雙方都是只有大小規(guī)定而無“趨向”規(guī)定的數(shù)量(權(quán)且稱為“無性量”)。也許讀者會對乙類雙方都是無性量這一說法心存疑慮。為了釋疑,讓我們設(shè)想把零上 10℃ 和 零下 5℃ 分別換算成開氏溫度計上的溫標(biāo)。這個換算并不改變這兩個數(shù)量的本質(zhì),但是,當(dāng)我們把攝氏溫標(biāo)變成開氏溫標(biāo)時,立刻就可以看出,原來的零下溫度并不是所謂的負(fù)溫度,原來的零上溫度并不是所謂的正溫度,二者之間并不存在正熱與負(fù)熱的不同,只存在熱的程度的不同?! ?/P>
差別之三是,甲類雙方相互作用,相互影響,互為逆過程,是相互抵消關(guān)系;乙類雙方之間互不干擾,既不是相互抵消關(guān)系,也不是相加關(guān)系。我們來舉例說明。眾所周知,如果倉庫搬進(jìn)10筐梨,倉庫必然要增加10筐梨,如果再搬進(jìn)10筐梨,倉庫就要再增加10筐梨,變成總共增加20筐梨;如果搬出10筐梨,倉庫必然就要減少10筐梨,如果再搬出10筐梨,倉庫內(nèi)就要再減少10筐梨,變成共減少20筐梨,倉庫內(nèi)所增加的20筐梨就一筐也不剩了。這一具體例子告訴人們:正數(shù)和負(fù)數(shù)是由搬進(jìn)和搬出之類的變化過程規(guī)定的,正數(shù)和負(fù)數(shù)是以相反的變化關(guān)系為存在條件的。這一具體例子還告訴人們:這里的運(yùn)算法則——變化“方向”相同的數(shù)量相加,變化“方向”相反的數(shù)量相減——不是通過什么理論推導(dǎo)出來的,而是從客觀實(shí)際中悟出來的。這也就是說,此處所用的運(yùn)算法則的根是扎在搬進(jìn)和搬出的運(yùn)動過程之中,是由客觀規(guī)律決定的。明白了這個道理,我們就會對那種把零上 10℃ 和 零下5℃ 分別當(dāng)成正數(shù)和負(fù)數(shù)從而使其能夠相互抵消的主張感到可笑。因?yàn)?,在“溫度是零上?0℃ 和 零下 5℃ ”這一陳述中沒有任何關(guān)于變化的提示,我們除了知道這兩個溫度標(biāo)數(shù)相差15個溫度單位(注意:是15個溫度單位,不是 10℃ 減 5℃ 所得的溫度;這15個溫度單位不是表示兩個溫度的合并,而是表示兩個熱的程度的“區(qū)間”,既不能冠以“零上”,也不能冠以“零下”)之外,不知道它們將會發(fā)生什么關(guān)聯(lián),因此我們也就沒有把他們放在同一個統(tǒng)計系統(tǒng)中作消漲處理的理由?! ?/P>
差別之四是,有理數(shù)的加法法則——①同號兩數(shù)相加,取相同的符號,并把絕對值相加;②絕對值不同的異號兩數(shù)相加,取絕對值較大的加數(shù)的符號,并用較大的絕對值減去較小的絕對值;③互為相反數(shù)的兩個數(shù)相加得零;④一個數(shù)和零相加,仍得這個數(shù)——對甲類具有相反意義的量是有效的,對乙類具有相反意義的量是無效的?! ?/P>
了解了兩類具有相反意義的量之間的本質(zhì)差別,我們就可以清楚的看到,新課本第二章第一節(jié)課文實(shí)際上是通過兩類“具有相反意義的量”暗暗傳授我們兩種“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”——其中一種是相互之間等量抵消的正數(shù)和負(fù)數(shù),其中另一種是不能抵消的根本不分正負(fù)的“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”。同時,我們也可以清楚地看到,只有代表甲類雙方的正數(shù)和負(fù)數(shù)才有資格被稱為正數(shù)和負(fù)數(shù),才是真正的正數(shù)和負(fù)數(shù);而用來代表乙類雙方的“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”,不過是第一節(jié)課文在眾人不知曉的情況下塞給大家的冒牌貨!講到此處,必須進(jìn)一步作一些說明:冒牌的“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”在第一節(jié)課文中既沒有公開“身份”,也沒有公開“作禍”,一直與真正的正數(shù)和負(fù)數(shù)“和睦”并存;但是,在第二節(jié)課文中就不安分了,竟然在“數(shù)軸”的名義下把真正的正數(shù)和負(fù)數(shù)擠出了正數(shù)和負(fù)數(shù)的“領(lǐng)地”,從而使數(shù)學(xué)領(lǐng)域也發(fā)生了鵲巢鳩占的怪事!
其次,讓我們來關(guān)注“過去學(xué)過的數(shù)”。在第一節(jié)課文中,這一概念被反復(fù)提到三次:一次是說“只用原來學(xué)過的數(shù)很難區(qū)分“具有相反意義的量”;第二次是說把具有相反意義的量中一種意義的量規(guī)定為“正的”,“用過去學(xué)過的數(shù)”表示;第三次是說“為了表示具有相反意義的量,上面我們引進(jìn)了―5、―2、―237等數(shù),像這樣的數(shù)是一種新數(shù),叫做負(fù)數(shù),過去學(xué)過的那些數(shù)(零除外),如10、3、500、1.2等,叫做正數(shù)”。這三處提法表達(dá)的總體意思就是:小學(xué)學(xué)生所學(xué)的數(shù)(零除外)都是正數(shù);單用小學(xué)學(xué)過的數(shù)很難區(qū)分具有相反意義的量;要區(qū)分具有相反意義的量,必須再引進(jìn)一種叫做“負(fù)數(shù)”的“新數(shù)”。可以毫不含糊地說,第一節(jié)課文中這種起主導(dǎo)作用的思想已經(jīng)成了當(dāng)今數(shù)學(xué)界的共識。很可惜,這種共識并不是人們自己考察的結(jié)果。當(dāng)人們用自己的眼睛觀察并且用自己的頭腦思考時,就會發(fā)現(xiàn),具有相反意義的量早就出現(xiàn)在小學(xué)算術(shù)中,小學(xué)學(xué)生學(xué)過的數(shù),把零除外,并不全都是正數(shù)!
也許,會有人不相信這一否定數(shù)學(xué)界共識的結(jié)論。為了釋疑,請大家回過頭來,再看一看第一節(jié)課文為引進(jìn)正數(shù)和負(fù)數(shù)概念所列舉的例子。就拿例1來說,第一節(jié)課文已經(jīng)毫不含糊地把汽車向東行駛 3千米 和向西行駛 2千米 分別表示為+ 3千米 和- 2千米 ?,F(xiàn)在,我們把例1稍加變化,寫成應(yīng)用題的形式:
一輛汽車從A地出發(fā),向東行駛 3千米 ,又回頭向西行駛 2千米 ,問汽車停駛后處于什么位置?
這樣,我們就使例1所講的兩個量成了相關(guān)量,具備了嚴(yán)格意義上的正、負(fù)關(guān)系。要解這道題,關(guān)鍵是要弄清汽車向東行駛和向西行駛對汽車的位置所產(chǎn)生的影響是相反的。根據(jù)這一理解,我們的正確處理辦法是像課文中演示的,把汽車向東行駛 3千米 和向西行駛 2千米 分別表示為+ 3千米 和- 2千米 ,并且在此基礎(chǔ)上列出下面的算式:
3千米?。ǎ?千米?。健?千米 - 2千米?。健?千米
于是,我們知道汽車停在A地東方 1千米 的地方。這里,要提請讀者特別注意,這道涉及正數(shù)和負(fù)數(shù)的應(yīng)用題同時也是一道小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題。按照小學(xué)應(yīng)用題來解,解題的關(guān)鍵也是要弄清汽車向東行駛和向西行駛對汽車位置的影響是相反的,但是,汽車向東行駛的路程不再叫做正數(shù),而是叫做被減數(shù),汽車向西行駛的路程不再叫做負(fù)數(shù),而是叫做減數(shù),運(yùn)算式中不再有
3千米?。ǎ?)千米,
而是要直接寫成
3千米?。?千米?。健?千米 ?! ?/P>
現(xiàn)在,如果把這道應(yīng)用題的問話改為“問汽車一共行駛多少路程”,那么這道應(yīng)用題就不再是涉及正數(shù)和負(fù)數(shù)的應(yīng)用題了,也不再是小學(xué)的減法應(yīng)用題了,而是成了小學(xué)的加法應(yīng)用題。這是因?yàn)?,在?yīng)用題的問話改變以后,應(yīng)用題已經(jīng)不再涉及性質(zhì)相反的量了。從這里我們可以清楚地看到,正數(shù)和負(fù)數(shù)概念同被減數(shù)和減數(shù)概念具有共同的淵源,那就是性質(zhì)相反的量。一般地講:小學(xué)學(xué)生只要遇到用減法處理性質(zhì)相反的量這類問題,就注定要接觸到與正數(shù)和負(fù)數(shù)有關(guān)的問題。事實(shí)上,“具有相反意義的量”(更準(zhǔn)確的說,應(yīng)該是“性質(zhì)相反的量”)既可用正數(shù)和負(fù)數(shù)來表示并區(qū)分,也可用被減數(shù)和減數(shù)來表示并區(qū)分,被減數(shù)和減數(shù)在這里就是以另一種面目出現(xiàn)的正數(shù)和負(fù)數(shù),是只有其實(shí)而無其名的正數(shù)和負(fù)數(shù)。讀者只要進(jìn)一步深入細(xì)致地考察,就會發(fā)現(xiàn),小學(xué)學(xué)生解數(shù)學(xué)應(yīng)用題,在思考階段一般有兩個過程:先是根據(jù)題義分析應(yīng)用題中各個量的性質(zhì),確定他們之間的相互關(guān)系;然后根據(jù)各個量的性質(zhì)及其相互關(guān)系,選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算方式。這兩個過程的前一個過程起關(guān)鍵作用,如果沒有這個過程,就沒有確定運(yùn)算方式的根據(jù),如果這個過程出現(xiàn)差錯,就必然選錯運(yùn)算方式(有些小學(xué)生在解應(yīng)用題時不知道該用加法還是減法,往往是因?yàn)榉直娌磺鍛?yīng)用題中各個量的性質(zhì)及其相互關(guān)系)。這前一個過程的實(shí)質(zhì),就是在沒有正數(shù)和負(fù)數(shù)的名義的情況下確認(rèn)應(yīng)用題中各個量之間的關(guān)系,其中包括正負(fù)關(guān)系。這正負(fù)關(guān)系就是我國數(shù)學(xué)家劉徽強(qiáng)調(diào)“要令正負(fù)以名之”的“兩算得失相反”關(guān)系。令人遺憾的是,這前一個起關(guān)鍵作用的區(qū)分?jǐn)?shù)量性質(zhì)及其相互關(guān)系的隱過程被人們忽視了,“兩算得失相反”這種數(shù)量關(guān)系的涵蓋范圍與理論價值也沒有受到應(yīng)有的考究,以致人們只看到解應(yīng)用題時所使用的加法和減法、減數(shù)和被減數(shù),卻看不到選用加法或減法是以區(qū)分?jǐn)?shù)量的性質(zhì)及其相互關(guān)系為前提條件的,不知道確定加法或減法與確定數(shù)量的性質(zhì)及其相互關(guān)系在本質(zhì)上是一回事,也不知道小學(xué)學(xué)生在解應(yīng)用題時常用的加法運(yùn)算式大多是性質(zhì)相同的數(shù)量的合并表達(dá)式,減法運(yùn)算式大多是性質(zhì)相反的數(shù)量的合并表達(dá)式(順便說明:加法和減法不是僅僅處理有性數(shù)合并問題,而是也處理無性數(shù)合并問題,例如在處理整體與局部的關(guān)系時,也用加法或減法)。
講到此處,也許會有人說:“應(yīng)用題涉及的數(shù)量關(guān)系與純數(shù)加減關(guān)系不同,誰也不能否認(rèn),在純數(shù)減法運(yùn)算式中,減號前后的數(shù)都是正數(shù)?!币吻暹@種說法之錯誤,我們還必須對純數(shù)加法運(yùn)算式和減法運(yùn)算式作深入剖析。質(zhì)言之,在純數(shù)加法運(yùn)算式(如10+10=20)中有一部分是從各種帶單位名稱的性質(zhì)相同的數(shù)量的合并式(如10筐+10筐=20筐)抽象來的,在純數(shù)減法運(yùn)算式(如20-20=0)中有一部分是從各種帶單位名稱的性質(zhì)相反的數(shù)量的合并式(如前文涉及的20筐-20筐=0筐)抽象來的,抽象式舍棄了單位名稱,以相加的形式體現(xiàn)和保留了相同的數(shù)量關(guān)系,以相減的形式體現(xiàn)和保留了相反的數(shù)量關(guān)系;盡管這種抽象具有掩蓋數(shù)量性質(zhì)的弊端,但我們還是能夠看到,在純數(shù)加法運(yùn)算式和減法運(yùn)算式中如果沒有加號和減號,那么式子中就沒有加數(shù)和被加數(shù),就沒有減數(shù)和被減數(shù),式子中的數(shù)就成了相互之間沒有關(guān)系的數(shù),既不是正數(shù),也不是負(fù)數(shù)。倒回來說,當(dāng)一個數(shù)只有與減號合在一起才能被稱為減數(shù)時,它就成了形式和內(nèi)容相統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)數(shù)了!這樣一來,我們不能不說,第一節(jié)課文宣稱“過去學(xué)過的那些數(shù)(零除外)”“叫做正數(shù)”,只不過是傳了一條假經(jīng),假經(jīng)中的所謂“正數(shù)” 事實(shí)上已經(jīng)把正數(shù)和負(fù)數(shù)都包括在內(nèi)了;新課本在這種觀念支配下,要繼續(xù)講“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”,那就只能是進(jìn)一步走邪道,傳假經(jīng)。
〈二〉數(shù)軸表示的對象含糊、扭曲
為了幫助人們進(jìn)一步理解并且接受正數(shù)和負(fù)數(shù)概念,第二節(jié)課文引進(jìn)了規(guī)定有原點(diǎn)、正方向和長度單位的數(shù)軸概念??墒牵屡c愿違,引進(jìn)數(shù)軸概念不僅沒有起到幫助人們進(jìn)一步理解正數(shù)和負(fù)數(shù)的作用,反而扭轉(zhuǎn)了第一節(jié)課文的基本思路,使正數(shù)和負(fù)數(shù)由容易理解變得難以理解了。什么原因呢?原因就是,課文在具體介紹了數(shù)軸的畫法及怎樣用數(shù)軸上的點(diǎn)表示零與正、負(fù)數(shù)之后,又概括出一條比較數(shù)的大小的法則:“在數(shù)軸上表示的兩個數(shù),右邊的數(shù)總比左邊的數(shù)大”,“正數(shù)都大于零,負(fù)數(shù)都小于零,正數(shù)大于負(fù)數(shù)”。有了這個法則,實(shí)質(zhì)上意味著正數(shù)和負(fù)數(shù)有了與第一節(jié)課文所講定義不同的第二個定義,即:正數(shù)是大于零的數(shù),負(fù)數(shù)是小于零的數(shù)。這樣一來,我們就不僅面臨難以確定數(shù)軸所表示的數(shù)究竟是兩類“具有相反意義的量”中哪一類的問題,而且面臨對正數(shù)和負(fù)數(shù)的兩個定義如何評斷和如何取舍的問題。而要評斷正數(shù)和負(fù)數(shù)的兩個定義,就要重新面臨16世紀(jì)歐洲數(shù)學(xué)界先哲們剛剛接觸“比零小的數(shù)”時所表現(xiàn)出來的那種困惑。
那么,數(shù)軸所表示的對象究竟是指的什么呢?對“比零小的數(shù)”究竟應(yīng)該怎樣理解呢?“比零小的數(shù)”到底存在不存在呢?筆者經(jīng)過反復(fù)探討和反復(fù)考察,確認(rèn)要解答并說明上述問題,必須回頭重新審視“具有相反意義的量”這個讓人耳朵出繭的概念?! ?/P>
前文已經(jīng)明確提到過,具有相反意義的量分兩大類:一類是性質(zhì)相反的量,簡稱甲類,另一類是界位相反的量,簡稱乙類;甲類與乙類之間存在四項(xiàng)本質(zhì)差別?,F(xiàn)在,我們接著前面的工作,繼續(xù)對兩類具有相反意義的量進(jìn)行考察和比較,不難看出,兩者之間除了前述的四項(xiàng)差別之外,還存在以下四項(xiàng)本質(zhì)差別:
差別之五是,二者的計量起點(diǎn)不同,產(chǎn)生途徑不同。性質(zhì)相反的量之雙方都是以真零為計量起點(diǎn),雙方都是由從無到有和從小到大排序這種計量方式產(chǎn)生的,作為計量起點(diǎn)的真零代表什么也沒有,是一個空位,這個空位表示一切計量對象在一點(diǎn)上都不存在,它是一切計量對象由大到小收斂的極限。例如,收入與支出都是按從無到有和從小到大的方式計量,收入為零就是沒有收入,支出為零就是沒有支出。而界位相反的量之雙方都不是以真零為計量起點(diǎn),而是以假零為計量起點(diǎn)。從表面上看,界位相反的量的雙方也是由從無到有和從小到大的計量方式產(chǎn)生的,事實(shí)上是由從有到有和從中間到兩極的計量方式產(chǎn)生的。具體說,這種計量方式的順序是:先在計量對象的模型的“中間部位”選取一“點(diǎn)”,然后假定這一“點(diǎn)”為零,隨后從這個假定的零點(diǎn)開始向相反的兩個“方向”計量,有窮則止,無窮不止。在這里出現(xiàn)的零不表示什么也沒有,不是空位,而是代表界位相反的量的那個模型的一個實(shí)實(shí)在在的“環(huán)節(jié)”。這個“環(huán)節(jié)”以其在模型中的特殊“位置”成為特殊的數(shù)量標(biāo)記,而處于這個“環(huán)節(jié)”兩“側(cè)”的不同的“點(diǎn)”也因其“位置”不同而成為所謂的“相反”的數(shù)量——筆者正是在這個意義上稱其為“界位相反的量”,并且把人們習(xí)慣上認(rèn)定的比假零小的數(shù)量稱為界前量,把人們在習(xí)慣上認(rèn)定的比假零大的數(shù)量稱為界后量。這里請讀者仔細(xì)看一看攝氏溫度計。不難理解,攝氏溫度計上的零度就是假零度,這個零度不表示沒有溫度,這個零度以上和以下的溫度只有高低的差別,沒有正性和負(fù)性的差別。與攝氏溫度類似的界位相反的量還有很多,例如海平面以下高度和海平面以上高度,某時間以前和某時間以后,等等。就拿時間來說,作為公元紀(jì)年起點(diǎn)的耶酥降生時間就是一個具體的實(shí)在的時間,人們之所以選定這個時間作為公元計時起點(diǎn),不是因?yàn)檫@個時間及其以前沒有時間,也不是因?yàn)檫@個時間以前的時間是負(fù)時間,而是因?yàn)檫@個時間比較有紀(jì)念意義,還因?yàn)槿藗兇_實(shí)找不到最終的時間起點(diǎn)?! ?/P>
差別之六是,性質(zhì)相反的量之雙方不是同屬于一種計量對象(更準(zhǔn)確一些說,應(yīng)該把這里的“計量對象”換成“計量模型”),而是屬于兩種計量對象。例如,對收入量和支出量,在統(tǒng)計時要分設(shè)“收入”和“支出”兩個欄目,不能把收入量和支出量放在同一個欄目中;在用直線模型表示時,要把收入量和支出量分別用方向相反的兩條直線表示,不能只用一條直線表示。而界位相反的量之雙方同屬于一種計量對象,不是屬于兩種計量對象。例如,對零上溫度和零下溫度,在統(tǒng)計時只須設(shè)一個“溫度”欄目,不須設(shè)“零上溫度”和“零下溫度”兩個欄目;在用直線模型表示時,只能用一條直線表示,不能用兩條直線表示。
差別之七是,性質(zhì)相反的量之雙方的界點(diǎn)是一個斷點(diǎn),這個界點(diǎn)不能移動,如果移動,就會把兩種計量對象混雜在一起;而界位相反的量之雙方的界點(diǎn)不是斷點(diǎn),這個界點(diǎn)可以移動,如果移動,不會出現(xiàn)不同計量對象的混雜,不會混淆數(shù)量性質(zhì)。例如,測量溫度可以根據(jù)需要選用不同的溫度計,而改換溫度計實(shí)際上就起到了移動溫度界點(diǎn)的作用。當(dāng)我們選用攝氏溫度計時,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下水的凝固溫度就成了我們選定的測量溫度的計量起點(diǎn)。當(dāng)我們選用開氏溫度計時,絕對零度就成了我們選定的測量溫度的計量起點(diǎn),在這種情況下,雖然測量的對象沒有變化,但是溫度的標(biāo)數(shù)卻發(fā)生了重大變化:同是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的凝固點(diǎn),卻由零度變成273.15度;原來所謂的負(fù)溫度沒有立腳之地了,原來所謂的正溫度也不存在了。
差別之八是,性質(zhì)相反的量中雙方都以純數(shù)——絕對值——代表自身的大小,并且用比較絕對值大小的方式比較雙方的大??;界位相反的量中雙方比較大小不以絕對值大小為判據(jù),而以比較代表數(shù)量的“位點(diǎn)”處于假零那一“側(cè)”為判據(jù);界前量都小于零,界后量都大于零,界前量總是小于界后量,界前量中絕對值大的量反而更小。
通過對具有相反意義的量進(jìn)行分析,再把兩類具有相反意義的量各自具有的八個特征同數(shù)軸的特征進(jìn)行對照,我們就可以清楚地看到:①在這里,“比零小的數(shù)”就是界位相反的量中比假零小的數(shù)(請讀者注意,所謂“比零小的數(shù)”其實(shí)有兩種,后文還要剖析另一種,此處不詳述),這種比假零小的數(shù)同比假零大的數(shù)合起來構(gòu)成同一個計量模型除假零以外的兩部分,但是構(gòu)不成正數(shù)和負(fù)數(shù)必須具備的的相互抵消關(guān)系,所以“比零小的數(shù)”根本就不是負(fù)數(shù),而處于這種計量模型中的比零大的數(shù)也根本就不是正數(shù)。②數(shù)軸實(shí)際上是界位相反的量的圖象,不是性質(zhì)相反的量的圖象。③數(shù)軸上的零不是真零,數(shù)軸上的“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”不是真正的正數(shù)和負(fù)數(shù),數(shù)學(xué)教材引進(jìn)數(shù)軸的客觀效果是偷換了正數(shù)和負(fù)數(shù)概念的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容,讓假零頂替了真零,讓假正數(shù)頂替了真正數(shù),讓假負(fù)數(shù)頂替了真負(fù)數(shù)。④有理數(shù)加法法則不適用數(shù)軸上的數(shù)。⑤在數(shù)軸上比較數(shù)量大小的法則只宜在界位相反的量中使用,不宜在性質(zhì)相反的量中使用,如果在性質(zhì)相反的量中使用,就勢必否定行之有效的以比較絕對值大小判定數(shù)量大小的法則,導(dǎo)致大小觀念的扭曲,認(rèn)大為小,讓小為大,歪曲事理。⑥數(shù)軸上的箭頭只能表示右邊的數(shù)大于左邊的數(shù),不能表示數(shù)量的性質(zhì)(盡管教科書是讓它表示數(shù)量的性質(zhì),但終究不行)。⑦如果硬要讓數(shù)軸能夠表示真正的正數(shù)和負(fù)數(shù),那就必須給數(shù)軸的左端再加上一個與數(shù)軸右端的箭頭指向相反的箭頭,并且作出四點(diǎn)聲明:第一.廢除原來那個只適用于界位相反量的在數(shù)軸上比較大小的法則;第二.指明原點(diǎn)是一個斷點(diǎn),斷點(diǎn)兩邊的軸不屬于一“體”;第三.原點(diǎn)代表的零是最小的數(shù),正數(shù)比它大,負(fù)數(shù)也比它大;第四.在這個圖象中代表正數(shù)和負(fù)數(shù)的是線段(因?yàn)?,不是線段不可能有方向),只有零才用點(diǎn)表示?! ?/P>
〈三〉絕對值概念含糊、扭曲
當(dāng)我們讀到新課本中專講絕對值概念的第四節(jié)課文時,立刻會被其中幾句特別醒目的話吸引:
由絕對值的意義,我們可以知道:
1、一個正數(shù)的絕對值是它本身;
2、零的絕對值是零;
3、一個負(fù)數(shù)的絕對值是它的相反數(shù)。
可以毫不夸張地說,這幾句話不僅扭曲了絕對值概念,而且扭曲了正數(shù)概念,扭曲了正數(shù)和負(fù)數(shù)的關(guān)系,是教材中最為明顯的錯亂表述。什么是絕對值的意義呢?在新課本中,絕對值是相對于標(biāo)著性質(zhì)符號的數(shù)(如+3、―2、+500、―237這種由性質(zhì)符號和純數(shù)兩部分組成的數(shù))而言的,指的是標(biāo)著性質(zhì)符號的數(shù)中的純數(shù)部分,是只有大小規(guī)定而無性質(zhì)規(guī)定的數(shù)。第四節(jié)課文開頭部分曾對絕對值概念作了具體介紹:“在一些量的計算中,有時并不注意其方向。例如,為了計算汽車行駛中所耗的汽油,起主導(dǎo)作用的是汽車行駛的路程而不是行駛的方向。在討論數(shù)軸上的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離時,只需要觀察它與原點(diǎn)之間相隔多少個單位長度,與位于原點(diǎn)何方無關(guān)。我們把在數(shù)軸上表示a的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離叫做數(shù)a的絕對值,記作︱a︱?!睘榱烁庇^一些,請讀者來看-6這個具體的負(fù)數(shù):它的絕對值是指不帶“-”號的純數(shù)“ 6” ,這個“ 6” 只有大小規(guī)定,沒有性質(zhì)規(guī)定;而-6的相反數(shù)卻是指既有大小規(guī)定又有性質(zhì)規(guī)定的帶有“+”號的“ 6” ,即+6。如果把-6放到數(shù)軸(注意:這個數(shù)軸已經(jīng)不再是表示界位相反的量的圖象了,而是左端標(biāo)有反向箭頭的表示性質(zhì)相反的量的圖象了)上來說,它的相反數(shù)是指原點(diǎn)右側(cè)的與它對稱的+6,這個+6是既有大小規(guī)定又有方向規(guī)定的數(shù);而-6的絕對值卻是指只有大小規(guī)定而無方向規(guī)定的純數(shù)6,這個純數(shù)6表示-6的終點(diǎn)與原點(diǎn)之間相隔6個單位長度——這6個單位長度在原點(diǎn)左側(cè)存在一個,在原點(diǎn)右側(cè)也存在一個,是數(shù)軸上的-6和+6共有的絕對值。所以我們可以肯定地說,第四節(jié)課文宣稱“一個負(fù)數(shù)的絕對值是它的相反數(shù)”這一句話是一句自我否定的陳述,這一句話的語義效果就和一個幽默大師宣稱他會畫“正方形的圓”一句俏語所產(chǎn)生的效果一樣。
讓我們再來看“一個正數(shù)的絕對值是它本身”這句斷語。前文已經(jīng)說明,正數(shù)和負(fù)數(shù)是指用來區(qū)分和表示性質(zhì)相反的量的數(shù),正數(shù)和負(fù)數(shù)之間是相互抵消關(guān)系。換句話說,正數(shù)和負(fù)數(shù)都是有性數(shù),不是無性數(shù)。而“一個正數(shù)的絕對值是它本身”這句話卻再清楚不過地告訴我們:正數(shù)本身就是絕對值,是無性數(shù)。這就等于公然對正數(shù)實(shí)施語言“閹割”!這實(shí)際上是在指馬為騾!
請注意,正數(shù)概念被暗暗換成無性數(shù)概念,并不是從第四節(jié)課文開始并且在第四節(jié)課文中完成的,而是從第一節(jié)課文開始,到第四節(jié)課文才完成的;不是一步到位,而是分三步才到位??v觀整個偷換概念過程,第一步是提出用“過去學(xué)過的數(shù)”表示具有相反意義的量中“正的”一方。直白地說,就是用“過去學(xué)過的數(shù)”表示正數(shù),給正數(shù)規(guī)定一個代表,即書寫形式。這本無可非議,但是由于“過去學(xué)過的數(shù)”意義含糊,所以從開始讓它當(dāng)正數(shù)的代表,就種下了禍根。第二步是在舉例表示具有相反意義的量之后,宣布“過去學(xué)過的那些數(shù)(零除外),如10、3、500、1.2等,叫做正數(shù)”,“+5和5是一樣的”,使代表和被代表成為同一體,使正數(shù)的那個正號成為可有可無的多余的東西。不過,在這一步,如果我們不對“過去學(xué)過的那些數(shù)(零除外)”“叫做正數(shù)”這種說法進(jìn)行深入考察,仍然不能斷言正數(shù)已經(jīng)被“閹割”了。第三步就是在第四節(jié)課文中直接宣布“一個正數(shù)的絕對值是它本身”,明白無誤地告訴大家:正數(shù)本身就是絕對值。這三步合起來恰恰構(gòu)成一出“代表篡位”的鬧劇?!按泶畚弧钡慕Y(jié)果是把正數(shù)的“正的”性質(zhì)給代表丟了,也把正數(shù)和負(fù)數(shù)之間相互抵消的關(guān)系給代表丟了。
新課文通過上述三個“含糊、扭曲”,完成了兩次偷換概念(一次是“數(shù)軸作亂”,另一次是“代表篡位”),實(shí)際上給讀者展示了三種正數(shù)和負(fù)數(shù):第一種是與性質(zhì)相反的量對應(yīng)的正數(shù)和負(fù)數(shù),第二種是與界位相反的量對應(yīng)的所謂“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”,第三種是存在于“一個負(fù)數(shù)的絕對值是它的相反數(shù)”這種自我矛盾觀念中的所謂“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”。事實(shí)上,這第三種“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”根本沒有對應(yīng)的對象,因?yàn)椋绻^對值有相反數(shù),那么它就不是絕對值了。但是這第三種“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”也不是毫無來由。說穿了,這第三種“正數(shù)”和“負(fù)數(shù)”就潛藏于3-5=-2之類的被減數(shù)小于減數(shù)的減法運(yùn)算式中——等號前的被減數(shù)和減數(shù)就是第三種“正數(shù)”,等號后的差就是第三種“負(fù)數(shù)”。公道地說,對于3-5=-2這類運(yùn)算式本身,我們不僅不能指責(zé),相反地還必須承認(rèn)能夠?qū)懗鲞@類運(yùn)算式是一種歷史性進(jìn)步。但是,我們必須說,到目前為止,寫出這類運(yùn)算式的指導(dǎo)思想是極其錯誤的:錯就錯在寫出這類運(yùn)算式時不是把被減數(shù)和減數(shù)當(dāng)性質(zhì)相反的量對待,而是把它們都當(dāng)成正數(shù)看待;錯就錯在寫出這類運(yùn)算式時沒有把等號后的數(shù)當(dāng)成性質(zhì)相反的數(shù)相互抵消的結(jié)果,而是把它當(dāng)成了一個正數(shù)不夠另一個正數(shù)減時出現(xiàn)的“比零小的數(shù)”。讀者肯定已經(jīng)看出,這里出現(xiàn)的“比零小的數(shù)”不是界位相反的量中的“比零小的數(shù)”,而是減數(shù)被被減數(shù)抵消后剩下的一部分,也就是運(yùn)算式中減數(shù)——事實(shí)上的負(fù)數(shù)——的一部分;當(dāng)人們僅僅把這一部分當(dāng)負(fù)數(shù)時,不僅負(fù)數(shù)的概念的范圍縮小了,更重要的是,負(fù)數(shù)成了難以理解的數(shù)了。在這里,我們可以毫不含糊的說:“比零小的數(shù)”是抽象的減法掩蓋數(shù)量性質(zhì)所產(chǎn)生的惡果,這惡果又以其非直觀的反常理的面目給抽象者出了個難題?! ?/P>
以上三個“含糊、扭曲”各有各的作用,卻又是緊密相關(guān)的,其中貫穿一條主線,那就是由淡化正數(shù)和負(fù)數(shù)的性質(zhì)到徹底抹殺正數(shù)和負(fù)數(shù)的性質(zhì),使正數(shù)和負(fù)數(shù)只有抽象的“正”“負(fù)”之分,而無正數(shù)和負(fù)數(shù)的本質(zhì)特征,最終導(dǎo)致假正數(shù)和假負(fù)數(shù)取代真正數(shù)和真負(fù)數(shù)。當(dāng)我們看到正數(shù)和負(fù)數(shù)所處的尷尬境遇時,不能不為劉徽對正數(shù)和負(fù)數(shù)所下定義被淡化而感到痛惜?! ?/P>
然而,上述問題還不是正數(shù)和負(fù)數(shù)概念所存在問題的全部,而是一部分。如果說已經(jīng)揭示出來的問題可以概括為正數(shù)和負(fù)數(shù)被假冒的問題,那么還未揭示出來的問題就可以概括為正數(shù)和負(fù)數(shù)概念排斥同類數(shù)的問題;如果說已經(jīng)揭示出來的問題不是邏輯的必然,那么還未揭示出來的問題就是正數(shù)和負(fù)數(shù)概念本身帶來的問題,是“先天性”問題,是必然要發(fā)生的問題。下面,我們就來關(guān)注這個不是存在于新課本中的“先天性”問題。
注釋
① 本文關(guān)于印度數(shù)學(xué)家很早就深入研究正數(shù)和負(fù)數(shù)的史料來自新華書店上海發(fā)行所1984年1月出版前蘇聯(lián)G.B.鮑爾加爾斯基所著《數(shù)學(xué)簡史》第87頁,還來自M.克萊因所著《數(shù)學(xué):確定性的喪失》第106頁?! ?/P>
② 本文關(guān)于米哈依爾.史提非把負(fù)數(shù)定義為“比零小的數(shù)”的史料來自《數(shù)學(xué)簡史》第115頁?! ?/P>
③ 此引文見《數(shù)學(xué):確定性的喪失》第112頁?! ?/P>
④ 參閱《數(shù)學(xué):確定性的喪失》第111頁。

