我们从初中开始接触方程,天天把“一元一次”“二元二次”挂在嘴边,考试解题要用,平时买东西算价格、凑满减也离不开,但是你有没有停下来问过自己:我们天天说的“元”和“次”,这个概念是谁创造出来的?很多人的第一反应都会觉得,现代数学体系起源于西方,肯定是外国数学家定的说法吧?但真相其实出乎很多人意料:我们用了一百多年的“元次”术语,居然是出自一位中国近代数学家的创造,背后还藏着中西文化碰撞的有意思的故事。

我们天天用的“元次”,到底说的是什么?
前阵子我帮亲戚家刚上初一的小孩补数学,小孩放下练习册突然问我:“为什么非要叫‘元’叫‘次’啊?直接说‘几个未知数几次方’不行吗?”我当时一下子被问住了,活了二十多年天天用这个说法,居然从来没深究过它的来源,后来我特意去查了资料,才发现这个小小的术语背后,藏着这么多故事。
其实只要你留心,“元次”早就融入了我们的日常,不是只有考试才会用到,就拿上周我和朋友出门逛街来说,我们在文具店凑单买笔记本和笔,我买了1支钢笔加2本方格本,一共花了25块;朋友买了2支钢笔加3本方格本,一共花了45块,结账的时候我们想算算钢笔和笔记本的单价,随口就说“整个二元一次方程组一算就出来了”,你看,要是没有“元次”这个简洁的说法,我们就得说“整个含有两个未知数、未知数最高次数是一次的方程组一算就出来了”,绕半天都没说清楚,太麻烦了。
其实在现代代数学传入中国之前,中国古代也研究方程问题,但是一直没有统一简洁的术语,叫法五花八门,比如把未知数叫做“元”还是近代才有的事,而我们现在用的这套说法,从诞生到现在一百七十多年,早就成了所有华语地区数学教材的标准说法,从来没有被取代过,足以说明它的成功。
创造“元次”的,是晚清数学家李善兰
很多人可能没听过李善兰的名字,但只要你上过初中,就用过他留下的学术成果,李善兰是浙江海宁人,生于1811年,是中国近代数一数二的数学家、翻译家,也是把西方近代数学系统引入中国的先驱。
晚清的时候,越来越多的西方科学著作传入中国,1859年,李善兰和英国传教士伟烈亚力合作,翻译出版了西方第一本系统的代数学著作《代数学》,正是在这次翻译的过程中,李善兰创造了“元”“次”“根”这些我们现在常用的数学术语,很多人好奇他为什么会这么翻译,其实非常符合中文的表意逻辑:“元”在中文里本来就有“本原、核心”的意思,未知数是整个方程的核心,所以用“元”来指代未知数,几个未知数就是几元,简洁又贴切;而“次”就是指未知数乘方的最高次数,最高几次就是几次,一眼就能看明白。
据说当年李善兰翻译的时候,也考虑过好几种其他的说法,比如用“个”“等”来指代,但是都不如“元次”简洁好记,最后才定了这个说法,没想到一用就是一百七十多年,直到今天我们还在沿用。
说到最新的动态,2024年是义务教育新课标全面落地的第二年,全国很多中小学都在推进“数学文化进课堂”的活动,今年4月,杭州市教育科学研究院主办的初中数学拓展课展示活动里,采荷中学的一位老师就把“元次溯源”做成了公开课,从我们天天用的这个术语出发,讲李善兰创造术语的故事,还让学生自己尝试给不同的方程命名,这节课最后拿了全省一等奖,相关的教学设计还被收录进了教育部基础教育教学指导委员会今年5月发布的《初中数学核心素养培养案例集》,推荐给全国的老师参考,这也让更多年轻人知道了这个背后的故事。
小小的“元次”,藏着中西融合的大智慧
我一直觉得,好的翻译讲究“信、达、雅”,既要准确传达原意,还要符合本土的语言习惯,李善兰创造的“元次”,绝对是翻译史上的神来之笔,我们对比一下英文的说法就能看出来:英文里“一元一次方程”完整的表述是“linear equation with one unknown”,直译过来是“带有一个未知数的线性等式”,长长一串,而我们中文只用四个字“一元一次”就说清楚了,意思准确,还好记,不管是刚学数学的小孩还是研究数学的教授,一眼就能懂,这个就是中文的魅力,也是李善兰的厉害之处。
很多人一直有个误区,觉得现代数学都是西方人的贡献,中国近代对数学没什么了不起的创造,这个说法真的太片面了,李善兰除了翻译创造了这些通用术语,自己还研究出了“李善兰恒等式”“尖锥术”等成果,其中李善兰恒等式直到今天还在组合数学领域广泛应用,国内大学的数学教材里都能找到这个成果,我们中国数学家从来不缺创造力,只是很多成果被大家忽略了而已。
我个人的观点是,我们现在讲文化自信,从来不是要否定西方的科学贡献,而是要知道,在现代科学传入中国的过程中,我们的前辈也做出了自己的创造和贡献,这些贡献不应该被埋没,一个小小的“元次”,就是最好的例子:我们用了一百多年,居然很多人都不知道创造者是谁,说起来确实有点遗憾,现在越来越多的人开始知道这个故事,其实也是对前辈学者的一种尊重。
从“元次”溯源,看当下数学教育的新变化
其实很长一段时间里,我们的数学教育都偏向应试,只要求学生会解题、考高分,很少会给学生讲知识点背后的故事,很多学生学了十几年数学,只记得要背公式刷题目,觉得数学就是一堆冷冰冰的符号,完全提不起兴趣,甚至很多人毕业之后还会说“数学没用”“我学的初中数学生活里用不到”。
但这几年不一样了,随着新课标对数学文化的要求越来越明确,越来越多的老师开始把数学史、数学家的故事带进课堂,一个小小的“元次”的故事,就能改变很多学生对数学的看法,我上个月去表妹的学校听公开课,表妹刚上初一,正好学到一元一次方程,他们老师整节课的开场就是问:“有没有人知道我们说的‘元次’是谁创造的?”全班几十个学生没一个答得出来,然后老师讲了李善兰的故事,讲清楚为什么会有这个说法,再让学生自己给不同类型的方程命名,最后再讲解题方法,整节课下来,没有一个学生打瞌睡,下课还有好多学生围着老师问“还有哪些数学术语是中国人创造的?”,你看,就是这么一个小小的知识点,就让学生对数学一下子有了温度,原来这些符号背后都是活生生的人,是一代代数学家的思考,不是凭空掉在课本上的。
我个人一直觉得,数学教育本来就不应该只是教解题,更要教思维、传文化,让学生知道数学是怎么一步步发展来的,知道我们中国人在这个过程中做了什么,这样不仅能提高学生的学习兴趣,还能培养真正的文化自信,比喊一百句口号都有用,就拿“元次”学生知道了这个说法是我们自己的前辈创造的,而且用了一百多年还这么好用,自然会生出一种认同感,也会更愿意去了解数学背后的故事。
其实我们生活里,很多习以为常的小事,背后都有不为人知的故事,小到我们天天说的“元次”,大到整个现代科学体系,都是一代代人一点点积累创造出来的,我们怎么也想不到,初中课堂上天天用的一个术语,居然是一百多年前李善兰留给我们的礼物,这个创造简洁准确,跨越了一百多年还在发光,足以说明它的价值,现在越来越多的人知道了这个故事,越来越多的老师把它带进课堂,其实就是对前辈最好的纪念,也能让更多年轻人发现:数学从来不是冷冰冰的,它藏着一代代学者的智慧,也藏着我们自己的文化密码。
