作者:施政 本文字数:2478
[摘 要] 《红楼梦》作为中国历史上最伟大的一部文学作品,无论是艺术上还是思想上都达到了前所未有的高度,里面涉及的数学问题并不多,但仍然可以通过分析文中仅有的几个数学问题,了解曹雪芹所具有的数学思想。
[关 键 词] 红楼梦;数学问题;数学思想
[中图分类号] I207.411 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2019)05-0084-03
一、引言
曹雪芹寫《红楼梦》,借用这部作品描述自身的经历以及家族由兴盛到衰落的过程,书中处处充满了他的创作热情,但却又是有条有理的创造和叙述。《红楼梦》的创作过程犹如设计一个复杂的数学模型,作品的构思与结构、人物的设计、情节的安排、生活与事件的交错,主副线的发展,近千个人物陆续登场,还有数量庞大的具有极高艺术水准的诗词,相信没有一个庞大而严谨的预先设想与架构,是不可能完成这样一部鸿篇巨作的。
二、《红楼梦》中数学思想的研究
(一)马道婆算香油账
马道婆听如此说,便笑道:“……再还有几家也有五斤的,三斤的,一斤的,都不拘数”。……贾母听了,点头思忖。……也不当家花花的,要舍,大则七斤,小则五斤,也就是了。贾母说:“既是这样说,你便一日五斤合准了,每月打趸来关了去。”(《红楼梦》第二十五回)
贾宝玉每天五斤香油,一个月按三十天计算,按当时物价一斤香油价为一点二串钱,一个月合一百八十串钱,一串钱一般是二十文钱,而一两银子相当于一千文钱左右,一个月约三两六的银子,一年约四十三两二钱,一年供奉的香油钱购买力,大约相当于现在的四万三千二百元。看上去好像四万多元并不是很多,但仔细想想,仅仅一年供奉的香油钱就那么多,再去估算贾府一年的总开销,其奢华程度可见一斑。马道婆算香油账,也就是曹雪芹算香油账,显然,曹雪芹在写作这段文字时,也“点头思忖”:出多少斤香油比较合理,既合乎贾府的身份,又不至于引起非议。
(二)刘姥姥算螃蟹账
刘姥姥:“……这么三大篓,想是有七八十斤呢。……这样螃蟹,今年就值五分一斤。十斤五钱,五五二两五,三五一十五,再搭上酒菜,一共倒有二十多两银子。阿弥陀佛!这一顿的钱够我们庄家人过一年了。”(《红楼梦》第三十九回)
显然这是一道有趣的数学题,分析文中解法:将八十斤看成五十斤加做三十斤,“五分一斤。十斤五钱”这句话不难理解,“五五二两五”指五分银子乘以五十斤蟹,得二两五银子,,“三五一十五”是指剩下的三十斤螃蟹,得“一十五”分银子。“五五二两五”不能说成“五乘以五十等于二百五十”,同样“一十五”不能认定为“一十五两银子”,是口算时“节略语的”习惯性表达方式。二两五加一两五等于四两,算得螃蟹价为四两银子,外加“酒菜”,合计出“二十多两银子”也符合常理。由此可见,刘姥姥不但会“乘法口诀”,更会简便计算,是一位算账的好手、能手。
(三)同日生日
探春笑道:“倒有些意思,一年十二个月,月月有几个生日。人多了,便这等巧,也有三个一日,两个一日的。……宝玉笑指袭人道:“他和林妹妹是一日,所以他记的。”(《红楼梦》第六十二回)
文中所描述的生日同日,是一个典型的概率问题,绝不是探春说的巧合,而是有着严谨的数学背景。
徐恭时(1916—1998)统计出《红楼梦》全书写了九百七十五人。假设只以宁荣两府本支,计五十八人为例,一年取三百六十五天,计算出至少有两人同一天生日的概率为:
显然这是一个非常高的概率,从概率角度,这是一个必然事件。由此推断,《红楼梦》中与同日生日相关情节的描述,并不是曹雪芹信口开河,而是源自于曹雪芹对现实生活的观察,所以说曹雪芹还是具有一些概率方面的常识,具有朴素的概率思想。
(四)群芳掷骰子
晴雯拿了一个竹雕的签筒来,……摇了一摇,……揭开一看,里面是五点,数至宝钗,……宝钗又掷了一个十六点,数到探春,……湘云拿着她的手,强掷了个十九点出来,……黛玉一掷,是个十八点,便该湘云掣。……湘云便绰起骰子来,一掷个九点,数去该麝月。……麝月一掷个十九点,该香菱。……香菱便又掷了个六点,该黛玉掣。……便掷了个二十点,该着袭人。(《红楼梦》第六十三回)
在掷骰子游戏中,晴雯、宝钗、探春、黛玉、湘云、麝月、香菱分别掷5、16、19、18、9、19、6点,最后黛玉又掷一次为20点。
掷骰子游戏中,使用4枚筛子,每枚骰子点数为1~6点,4枚骰子最小可掷出4点,最大可掷出24点,掷出所有可能点数和对应概率如表1所示:
从表1可以看出,点数的范围从4到24点,并且不同点数出现的概率也不尽相同,4点和24点出现的概率最低为1/1296,点数14出现的概率最高为,表1中概率的计算方法,以14点数为例,四个骰子点数之和为14,共有12种情况:
四个骰子可能出现的点数所有情况为:
6×6×6×6=1296
因此,点数为14的概率为:
其他各种点数的概率情况,都可以仿照上面的方法计算得到。
依据上列表给出的数据,可以统计出群芳所掷点数的概率,如表3所示: