收到教育部邀请函的那天,北京落下入冬后的第一场雪。·w*o*d*e_s,h!u-c/h?e+n?g,.!n*e^t\
信封普通得像一张作业纸,落款处那枚鲜红印章却沉甸甸的。林晚照拆封,一页纸,标题醒目:《关于委托编纂“智能时代数学基础”系列教材的函》。函件很简短:鉴于智能浪潮为数学基础教育提出新要求,特委托林晚照博士、程启珩博士牵头,组织国内外顶尖学者,编写一套面向未来十年的核心教材。
“这担子太重了。”林晚照放下信,看向窗外飘落的雪花,“数学教材,一用就是几十年。如果方向错了……”
“所以才找我们。”程启珩正给程知微扣羽绒服的扣子。小家伙两岁,走路带风,眼睛亮得像新雪,“因为我们站在前沿,知道未来需要的数学是什么。”
知微抱住妈妈腿,认真抬头:“妈妈,书书?”
“对,妈妈和爸爸要写书。”林晚照把她抱起来,亲了亲,“一套很重的书。”
“多重?比知微重?”她用力比划。
“比一百个知微还重。”林晚照笑。
第一次编纂会议,在北京饭店。二十三人落座:中科院、北大、清华的数学泰斗,哈佛、mit、剑桥的特邀专家,还有一位从巴黎飞来的菲尔兹奖得主。长桌上摊满资料:现行大小学与大学教材、国际课程大纲、前沿论文汇编,以及晚启三年积累的“数学痛点档案”——工程师在真实问题中遇到、而教材覆盖不足的知识缺口。
“我先给结论。”林晚照调出分析图,“对近三年入职晚启的327名理工科毕业生进行能力评测:传统板块(微积分、线代)得分优秀,但在‘将数学用于复杂系统’‘高维空间直观’‘处理非结构化问题’等维度,平均不足60分。”
屏幕上一片刺眼的红。
“不是他们不用功。”程启珩接过话,“是教材结构还停在五十年前:先理论后应用、先连续后离散、先确定再随机。但我们面对的问题恰好相反:先有现实需求,再找理论;先遇离散高维数据,再谈连续近似;先拥抱不确定,再谋建模。”
白发老院士推了推眼镜:“你们的意思,是重写一套数学教育的‘骨架’?”
“不是颠覆,是演进。”林晚照放出一张双螺旋框架图,“我们采用‘问题驱动—分层递进’的双线并行。一条问题线,从真实任务引出概念;一条理论线,从公理体系与严格证明提供支撑,二者缠绕上升。”
她举例第一卷:从“手写数字识别”出发。直觉分类失败——引出向量空间与距离;寻求决策边界——引出超平面与优化;出现过拟合——引入正则化与泛化理论……原本散落的“线性代数—优化—统计学习”,被一条清楚的问题链串起来,每一步都有“为什么”。
菲尔兹奖得主皮埃尔教授举手,法语同传随即响起:“这样的编排,会否牺牲数学的严谨?应用问题具特殊性,而数学追求普适。”
“所以我们设计了‘理论专题’。”程启珩调出章节样稿,“每个应用单元后,附一节‘严格版’:用纯粹的数学语言重述问题,给出一般性的定理与证明。”屏幕上出现《有限维向量空间上的分类问题:存在性与复杂性》样页。“想做工程的按问题线走,想做理论的深入专题,但所有人都清楚:抽象不是悬空,最终要落地。”
会议连开两天。争论、妥协、再争论、再妥协:范畴论是否纳入(结论:第四卷设专题),机器学习权重(贯穿始终但不过度),中国数学传统如何体现(每章设置“历史注记”,写下从《九章算术》到近现代的思想脉络)……最后,大纲定稿。
全套六卷,五年完成:
第一卷《从数据到空间:线性代数与优化新讲》
第二卷《不确定性的艺术:概率、统计与信息论》
第三卷《弯曲的世界:微分几何与流形学习》
第四卷《结构的语言:抽象代数与范畴论初步》
第五卷《无限的智慧:泛函分析与深度学习》
第六卷《综合与创造:智能数学实践》
每卷设主编,林晚照与程启珩任总主编,统筹方向与衔接。
散会时,皮埃尔教授握住林晚照的手:“这将是一场马拉松。我很高兴在退休前参与这件事。”
“这会成为您的学术遗产之一。”林晚照说。
“不。”老教授笑,“这是给后来孩子们的礼物。”
三号楼腾出整整一层作为“教材编纂中心”。墙面是一张巨型时间轴和内容地图,白板写满待解问题,地上堆着草稿纸与书籍。~q·u`s·h.u¨c*h,e`n¨g..^c\o?m`程启珩把硬纸板裁成“六卷模型”,用不同颜色包皮。知微最喜欢把“书”排成
一列再一把推倒,笑得气喘。
“知微,你看——这是第一卷,这是第二卷……”林晚照抱着女儿指给她看,“等你长大了就看得到。”
“现在读。”两岁的小朋友一本正经。
“现在先玩这个。”程启珩把她抱高,“环面、球面、莫比乌斯环,都能摸。”
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编纂是极耗心力的。一个术语,反复斟酌;一个定理的表述,十几稿推倒重来;一个例题的输入输出,讨论一整天。可也正是创造:团队发明“可视化证明”,用动态图形给定理装上直觉;设计“代码实验室”,每个核心概念都配可运行代码;添加“人文注记”,把数学与思想史、人、时代放在一起。
一年后,第一卷初稿完成。试讲选在清北“未来教室”,三十名大一学生,来自数学、计算机、物理等不同专业。林晚照亲自上第一课。
她没有上ppt,而是打开在线笔记本,导入一组手写数字图片。
“假设你是工程师,老板让你做数字识别。怎么做?”
学生七嘴八舌:“比像素?”“找特征?”“上神经网络?”
“先从最简单开始。”她写下一段最朴素的“最近邻”,准确率只有70%。
“为什么不高?”
“像素表示太原始!”“度量不合理!”
“那就谈度量。”她写下内积与余弦相似度,准确率升到85%。教室气氛瞬间热起来。原本枯燥的向量与内积,不是定义,而是工具;不是背诵,而是解法。随后的“超平面”“优化”,再到“正则化与泛化”顺势引出。学生第一次感觉——数学是有手感的。
课间,一个女生眼眶发红:“林老师,我高中最怕数学,觉得又难又没用。今天……第一次觉得它很美,也很有用。”
“那就记住今天的感觉。”林晚照笑,“数学本来就美。有时候,是被教丑了。”
试讲一周,每天收反馈,每天改:某个定理的直观解释再清楚些,代码实验再好玩些,案例再贴近现实一点。团队连夜迭代,凌晨三点的白板上,贴满新换的便签。
试讲结束,学生自发鼓掌三分钟。编纂委员会按反馈做最后修订。
送印的前一夜,编纂中心只亮着两盏灯。林晚照与程启珩并肩看着那面贴得密密麻麻的白板,许久无语。
“明天就发印厂。”程启珩轻声。
“嗯。”她指腹轻抚那些便签,“五年后,会有多少孩子因为这套书爱上数学?”
“很多。”
“十年后呢?”
“更多。”
“二十年后,也许会有个年轻人在国际会议上说:‘我走上这条路,是因为小时候读过一套叫《智能时代数学基础》的书。’”
“那我们就成功了。”程启珩握住她的手。
他们最后检查封面:一个简洁的莫比乌斯环,数据与公式沿环流动,背景是深邃星空。环象征数学的统一与无限,流动象征智能时代,星空象征探索无垠。下方,书名与主编姓名并列。
“我们的名字第一次印在书上。”林晚照轻声。
“也不会是最后一次。”程启珩说。
窗外雪还在下,盖住了城市的喧哗。三号楼的灯没有灭。知识的火种在这栋楼里传递,像雪夜里温暖的灯标。
第一卷只是起点。后面还有五卷,还有无数尚未写下的更难、也更美的章节。今夜,且让这对科学家伴侣,在创作完成后的寂静里,短暂地靠一靠——因为他们知道,明天,新的创造,会再一次从白板开始。
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“假设你是工程师,老板
让你做数字识别。怎么做?”
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“为什么不高?”
“像素表示太原始!”“度量不合理!”
“那就谈度量。”她写下内积与余弦相似度,准确率升到85%。教室气氛瞬间热起来。原本枯燥的向量与内积,不是定义,而是工具;不是背诵,而是解法。随后的“超平面”“优化”,再到“正则化与泛化”顺势引出。学生第一次感觉——数学是有手感的。
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送印的前一夜,编纂中心只亮着两盏灯。林晚照与程启珩并肩看着那面贴得密密麻麻的白板,许久无语。
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