学习一种东西,首先要端正学习态度。现在一般人学习,只是用耳朵听先生讲,把讲的牢牢记住。用眼睛看先生写,用手照抄下来,也牢牢记住。这正如拿着口袋到米店去买米,付了钱,让别人将米倒在口袋里,自己背回家就完事大吉一样。把一口袋米放在家里,肚子就不会饿了吗?买米的目的,是为了把它做成饭,吃到肚里,将饭消化了,吸收生理上所需要的,将不需要的污秽排泄。所以饭得自己煮,自己吃,自己消化,养料得自己吸收,污秽得自己排。就算买的是饭,饭是别人喂到嘴里去的,但进嘴以后的一切工作只有靠自己了。学校的先生所能给予学生的只是生米和煮饭的方法,最多是饭,喂到嘴里的事,就要靠学生自己了。所以学习是要把先生所给的米变成饭,自己嚼,自己消化,自己吸收,自己排泄。教科书要成一本教科书,有必不可少的材料,先生给学生讲课也有少不来的话,正如米要成米有必不可少的成分一样,但对于学生不是全有用场,所以读书有些是用不到记的,正如吃饭有些要排出来一样。
上面说的是学习态度的基本——自己消化、吸收、排泄。怎样消化、吸收、排泄呢?学习和研究这两个词,大多数人都在乱用。读一篇小说,就是在研究文学,这是错的。不过学习和研究的态度应当一样。研究应当依照科学方法,学习也应当依照科学方法。所谓科学方法,就是从观察和实验收集材料,加以分析、综合整理。学习也应当如此。要明了“的”字的用法,必须先留心各式各样含有“的”字的句子,然后比较、分析……
算学,就初等范围内说,离不开数和量,而数和量都是抽象的,两条板凳和三支笔是具体的,“两条”“三支”以及“两”和“三”全是抽象的。抽象的,按理说是无法观察和实验的。然而为了学习,我们无妨开一个方便法门,将它具体化。昨天我四岁的小女儿跑来向我要五个铜板,我忽然想到测试她认识数量的能力,先只给她三个。她说只有三个,我便问她还差几个。于是她把左手的五指伸出来,右手将左手的中指、无名指和小指捏住,看了看,说差两个。这就是数量的具体表出的方便法门。这方便法门,不仅是小孩子学习算学的基础,也是人类建立全部算学的基础,我们所用的不是十进数吗?
用指头代替铜板,当然也可以用指头代替人、马、牛,然而指头只有十个,而且分属于两只手,所以第一步就由用两只手进化到用一只手,将指头屈伸着或作种种形象以表示数。不过数大了仍旧不便。好在人是吃饭的动物,这点聪明还有,于是进化到用笔涂点子来代替手指,到这一步自然能表出的数更多了。不过点子太多也难一目了然,而且在表示数和数的关系时更不便当。因为这样,有必要将它改良。
既然可以用“点”来作具体地表出数的方便法门,当然也可以用线段来代替“点”。严格地说,画在纸上,“点”和线段其实是一样的。用线段来表示数量,第一步很容易想到这两种形式: 和 ……这和“点”一样不便当,应该再加以改良。第二步,何妨将这些线段连接成一条长的线段,成为竖的 或横的 呢?本来用多长的线段表出1,这是个人的绝对自由,任何法律也无法禁止。所以只要在纸上画一条长线段,再在这线段上随便作一点算是起点零,再从这起点零起,依次取等长的线段便得1,2,3,4……
这是数量的具体表出的方便法门。
有了这方便法门,算学上的四个基本法则,都可以用画图来计算了。
(1)加法——这用不着说明,如图1,便是5+3=8。
图1
(2)减法——只要把减数反向画就行了,如图2,便是8-3=5。
图2
(3)乘法——本来就是加法的简便方法,所以和加法的画法相似,只需所取被乘数的段数和乘数的相同。不过有小数时,需参照除法的画法才能将小数部分画出来。如图3,便是5×3=15。
图3
(4)除法——这要用到几何画法中的等分线段的方法。如图4,便是15÷3= 5。
图4
图中表示除数的线是任意画的,画好以后,便从0起在上面取等长的任意三段01,12,23,再将3和15连起来,过1画一条线和它平行,这线正好通过5,5就是商数。图中的虚线210是为了看起来更清爽画的,实际上却没有必要。
懂得了四则运算的基础画法了吗?现在进一步再来看两个数的几种关系的具体表出法。
两个不同的数量,当然,若是同时画在一条线段上,是要弄得眉目不清的。假如这两个数量根本没有什么瓜葛,那就自立门户,各占一条路线好了。若是它们多少有些牵连,要同居分炊,怎样呢?正如学地理的时候,我们要明确地懂得一个城市在地球上什么地方,得知道它的经度和纬度一样。这两条线一是南北向,一是东西向,自不相同。但若将这城市所在的地方的经度画一张图,纬度又另画一张画,那还成什么体统呢?画地球是经、纬度并在一张,表示两个不同而有关连的数。现在正可借用这个办法,好在它不曾在内政部注册过,不许冒用。
用两条十字交叉的线,每条表示一个数量,那交点就算是共通的起点0,这样来源相同,趋向各别的法门,倒也是一件好玩的勾当。
(1)差一定的两个数量的表出法。
例一:兄年十三岁,弟年十岁,兄比弟大几岁?
用横的线段表示弟的年岁,竖的线段表示兄的年岁,他们俩差三岁,就是说兄三岁的时候弟才出生,因而得A。但兄十三岁的时候弟是十岁,所以竖的第十条线和横的第十三条是相交的,因而得B。由这图上的各点横竖一看,便可知道:
图5
(Ⅰ)兄年几岁(例如5岁)时,弟年若干岁(2岁)。
(Ⅱ)兄、弟年纪的差总是3岁。
(Ⅲ)兄年6岁时,是弟弟的两倍。
……
(2)和一定的两数量的表出法。
例二:张老大、宋阿二分十五块钱,张老大得九块,宋阿二得几块?
图6
用横的线段表示宋阿二得的,竖的线段表示张老大得的。张老大全部拿了去,宋阿二便两手空空,因得A点。反过来,宋阿二全部拿了去,张老大便两手空空,因得B点。由这线上的各点横竖一看,便知道:
(Ⅰ)张老大得九块的时候,宋阿二得六块。
(Ⅱ)张老大得三块的时候,宋阿二得十二块。
……
(3)一数量是它一数量的一定倍数的表出法。
例三:一个小孩子每小时走二里路,三小时走多少里?
图7
用横的线段表示里数,竖的线段表示时数。第一小时走了2里,因而得A点。两小时走了4里,因得B点。由这线上的各点横竖一看,便可知道:
(Ⅰ)3小时走了6里。
(Ⅱ)4小时走了8里。