二、怎樣具體地表出數量以及兩個數量間的關係

學習一種東西,首先要端正學習態度。現在一般人學習,隻是用耳朵聽先生講,把講的牢牢記住。用眼睛看先生寫,用手照抄下來,也牢牢記住。這正如拿著口袋到米店去買米,付了錢,讓別人將米倒在口袋裏,自己背回家就完事大吉一樣。把一口袋米放在家裏,肚子就不會餓了嗎?買米的目的,是為了把它做成飯,吃到肚裏,將飯消化了,吸收生理上所需要的,將不需要的汙穢排泄。所以飯得自己煮,自己吃,自己消化,養料得自己吸收,汙穢得自己排。就算買的是飯,飯是別人喂到嘴裏去的,但進嘴以後的一切工作隻有靠自己了。學校的先生所能給予學生的隻是生米和煮飯的方法,最多是飯,喂到嘴裏的事,就要靠學生自己了。所以學習是要把先生所給的米變成飯,自己嚼,自己消化,自己吸收,自己排泄。教科書要成一本教科書,有必不可少的材料,先生給學生講課也有少不來的話,正如米要成米有必不可少的成分一樣,但對於學生不是全有用場,所以讀書有些是用不到記的,正如吃飯有些要排出來一樣。

上麵說的是學習態度的基本——自己消化、吸收、排泄。怎樣消化、吸收、排泄呢?學習和研究這兩個詞,大多數人都在亂用。讀一篇小說,就是在研究文學,這是錯的。不過學習和研究的態度應當一樣。研究應當依照科學方法,學習也應當依照科學方法。所謂科學方法,就是從觀察和實驗收集材料,加以分析、綜合整理。學習也應當如此。要明了“的”字的用法,必須先留心各式各樣含有“的”字的句子,然後比較、分析……

算學,就初等範圍內說,離不開數和量,而數和量都是抽象的,兩條板凳和三支筆是具體的,“兩條”“三支”以及“兩”和“三”全是抽象的。抽象的,按理說是無法觀察和實驗的。然而為了學習,我們無妨開一個方便法門,將它具體化。昨天我四歲的小女兒跑來向我要五個銅板,我忽然想到測試她認識數量的能力,先隻給她三個。她說隻有三個,我便問她還差幾個。於是她把左手的五指伸出來,右手將左手的中指、無名指和小指捏住,看了看,說差兩個。這就是數量的具體表出的方便法門。這方便法門,不僅是小孩子學習算學的基礎,也是人類建立全部算學的基礎,我們所用的不是十進數嗎?

用指頭代替銅板,當然也可以用指頭代替人、馬、牛,然而指頭隻有十個,而且分屬於兩隻手,所以第一步就由用兩隻手進化到用一隻手,將指頭屈伸著或作種種形象以表示數。不過數大了仍舊不便。好在人是吃飯的動物,這點聰明還有,於是進化到用筆塗點子來代替手指,到這一步自然能表出的數更多了。不過點子太多也難一目了然,而且在表示數和數的關係時更不便當。因為這樣,有必要將它改良。

這是數量的具體表出的方便法門。

有了這方便法門,算學上的四個基本法則,都可以用畫圖來計算了。

(1)加法——這用不著說明,如圖1,便是5+3=8。

圖1

(2)減法——隻要把減數反向畫就行了,如圖2,便是8-3=5。

圖2

(3)乘法——本來就是加法的簡便方法,所以和加法的畫法相似,隻需所取被乘數的段數和乘數的相同。不過有小數時,需參照除法的畫法才能將小數部分畫出來。如圖3,便是5×3=15。

圖3

(4)除法——這要用到幾何畫法中的等分線段的方法。如圖4,便是15÷3= 5。

圖4

圖中表示除數的線是任意畫的,畫好以後,便從0起在上麵取等長的任意三段01,12,23,再將3和15連起來,過1畫一條線和它平行,這線正好通過5,5就是商數。圖中的虛線210是為了看起來更清爽畫的,實際上卻沒有必要。

懂得了四則運算的基礎畫法了嗎?現在進一步再來看兩個數的幾種關係的具體表出法。

兩個不同的數量,當然,若是同時畫在一條線段上,是要弄得眉目不清的。假如這兩個數量根本沒有什麽瓜葛,那就自立門戶,各占一條路線好了。若是它們多少有些牽連,要同居分炊,怎樣呢?正如學地理的時候,我們要明確地懂得一個城市在地球上什麽地方,得知道它的經度和緯度一樣。這兩條線一是南北向,一是東西向,自不相同。但若將這城市所在的地方的經度畫一張圖,緯度又另畫一張畫,那還成什麽體統呢?畫地球是經、緯度並在一張,表示兩個不同而有關連的數。現在正可借用這個辦法,好在它不曾在內政部注冊過,不許冒用。

用兩條十字交叉的線,每條表示一個數量,那交點就算是共通的起點0,這樣來源相同,趨向各別的法門,倒也是一件好玩的勾當。

(1)差一定的兩個數量的表出法。

例一:兄年十三歲,弟年十歲,兄比弟大幾歲?

用橫的線段表示弟的年歲,豎的線段表示兄的年歲,他們倆差三歲,就是說兄三歲的時候弟才出生,因而得A。但兄十三歲的時候弟是十歲,所以豎的第十條線和橫的第十三條是相交的,因而得B。由這圖上的各點橫豎一看,便可知道:

圖5

(Ⅰ)兄年幾歲(例如5歲)時,弟年若幹歲(2歲)。

(Ⅱ)兄、弟年紀的差總是3歲。

(Ⅲ)兄年6歲時,是弟弟的兩倍。

……

(2)和一定的兩數量的表出法。

例二:張老大、宋阿二分十五塊錢,張老大得九塊,宋阿二得幾塊?

圖6

用橫的線段表示宋阿二得的,豎的線段表示張老大得的。張老大全部拿了去,宋阿二便兩手空空,因得A點。反過來,宋阿二全部拿了去,張老大便兩手空空,因得B點。由這線上的各點橫豎一看,便知道:

(Ⅰ)張老大得九塊的時候,宋阿二得六塊。

(Ⅱ)張老大得三塊的時候,宋阿二得十二塊。

……

(3)一數量是它一數量的一定倍數的表出法。

例三:一個小孩子每小時走二裏路,三小時走多少裏?

圖7

用橫的線段表示裏數,豎的線段表示時數。第一小時走了2裏,因而得A點。兩小時走了4裏,因得B點。由這線上的各點橫豎一看,便可知道:

(Ⅰ)3小時走了6裏。

(Ⅱ)4小時走了8裏。