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江总书记与一道几何题

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    广州大学教授、中国科学院院士张景中最新著作中有一个机器证明几何定理的题目,引起江总书记的浓厚兴趣。2000年10月18日,江总书记亲自打电话向张景中院士询问,并关切地问及张院士的生活和工作经历   

    有趣的几何题

    如果你随手画一个五角星(不一定是正五角星),再作出这个五角星的五个角上的三角形的外接圆,这五个圆除了在五角星上的那五个交点外,在五角星外面还有另五个交点。有趣的是,不管五角星是什么样,后五个交点一定在同一个圆上。这就是五圆定理。
    现任广州大学计算机教育软件研究所所长的张景中院士,是我国著名的计算机科学家、数学家和教育家。他对解这道几何题有独特的思路。
    张景中1959年毕业于北京大学数学系。1995年获中国科学院自然科学奖一等奖,并当选为中国科学院院士;1997年获国家自然科学奖二等奖,同年当选为中共十五大代表。1998年被评为全国优秀教师,同年获全国“五一”劳动奖章。他还是一位优秀的科普作家,被中国科普作家协会评定为建国以来有突出贡献的科普作家,1999年被推选为中国科普作家协会理事长。
    张院士创作的科普作品已经出版的超过200万字,多次在国家级评选中获奖。他的最新科普著作《计算机怎样解几何题》是大型科普系列读物《院士科普书系》第一批出版的作品,出版之后短短时间,读者反映非常热烈。在此书的第87页上,张院士论述了计算机解“五点共圆”。
 
    总书记来电话

    2000年10月18日,对张景中来说,是一个平常的日子。晚饭后散步归来,他和往日一样开始了自己的工作,聚精会神地审阅一篇博士生的论文。
    这时,家里的电话响了,电话那端传来十分亲切和蔼的声音:“您好!您是张景中教授吗?”
    “是的,我是,”
    “我是江泽民。”张景中简直不敢相信自己的耳朵。可是,他还是听出来了,这确实是江总书记那熟悉的声音。
    “您好,江总书记!”事先不知道江总书记要来电话的张院士夫人,惊喜地记下了当时的时间:21时19分。
    “院士科普丛书里有本《计算机怎样解几何题》,是您写的吧?”
    “是我写的。我很高兴您给丛书写了序言呢。”
    就这样,总书记从为《院士科普书系》作序谈起,说到书系中由张景中院士撰写的《计算机怎样解几何题》一书,又谈到张院士的经历和现在所从事的智能教育软件的研究开发工作。总书记对各个问题均表示了极大的关心。接着,两人又在电话里一起研讨计算机解几何题的有关问题。总书记对机器定理证明所表示出的浓厚兴趣和他在几何方面的造诣,给张院士留下深刻的印象。
    江总书记对张景中院士说,“你那本《计算机怎样解几何题》,因为我写的序,我这里也有。有时间看看,也是一种很好的休息。我也是一个几何爱好者呢。我教过几何,不过是职业学校的,不是普通中学。那本书里有些我不明白的想请教你。”
    “谢谢您看我的书。什么问题呢?”
    江总书记说,书里有这么个问题,关于一个一般的五角星的问题,不是我们国旗上的那种正五角星,是一般的,五个角大小不一定相同的五角星。五个角,是五个三角形。在每个三角形上作一个圆,外接圆,一共是五个圆。相邻的两个圆本来有一个交点,还会有一个新的交点。要证明的是:这五个新的交点共圆。你的书上说用计算机解决了这个题。计算机得到的信息数目,每种信息都有两个数字,一个较小,后面括弧里还有一个比较大的数,是什么意思?
    “较小的是压缩了的信息数目,括弧里较大的数是展开了的信息数目。比如五点共圆,这是一条压缩了的信息。因为几何里通常讲的是四点共圆,一条五点共圆信息,包含了五条四点共圆信息,展开了就成为五条了。又如三条线段长度相等。a=b=c,是一条信息。展开了写成a=b、b=c和a=c,就是三条了。”
    江总书记问:这个题目,要证明五个共点圆,不用计算机,人也能证明吧?”
    “能证。用几何课本上的知识也能。只要证明其中四点共圆就可以了。”
    “对的。因为三个点就能确定一个圆。我和陈省身,还有别的几位数学家谈到过这个题目。他们也说能证。你知道怎么证吗?”
    “我想能证。我以前给数学奥林匹克选手讲过。可以回忆起。”
    “你能不能写个证明给我看?我在休息时喜欢想点几何问题,这是一种很好的休息。你估计多久能写给我?”
    “我想明天下午5点前能写好。因为上午约好了的有个采访。”
    “好,你不用搞得很工整,普通的手写就行。”
    “那好,我就用手写,不打印了。”
    “谢谢,再见。”
    “也谢谢您,再见。”
    10月19日,张景中院士将他为“五点共圆定理”所做的一个证明,连同他写给江总书记的一封短信,交给有关部门,请他们转交给江总书记。
    院士多年的心血

    江总书记是在看了《计算机怎样解几何题》一书后,给张景中院士打电话的。张院士的这本书是作为“院士科普书系”之一,由暨南大学出版社、清华大学出版社联合出版。谈起这套书的出版,暨南大学出版社副总编辑周继武至今还很激动。他说,《院士科普书系》是1998年春由科学时报社(当时叫中国科学报社)提出创意,暨南大学出版社和清华大学出版社积极筹划,会同中国科学院学部联合办公室和中国工程院学部工作部,共同发起的重大科普工程。此书系的编委会名誉主任是周光召、宋健、朱光亚,编委会主任是路甬祥,中国科学院与中国工程院各学部主任均为编委会委员。江总书记亲自为这一书系作序。
    谈起张景中院士,广州大学副教授、张景中的助手黄勇博士,更是有说不完的话。黄博士说,题目多种多样,有大有小,有难有易。看起来简单的问题,用计算机做起来不一定简单。解几何要用计算机的许多基本功能,比如认识图形符号,进行加减乘除。人怎样教会机器作加减乘除,这里面大有文章。
    黄勇说,张景中院士多年从事机器证明、距离几何、动力系统、教育数学等领域的研究,他提出了系统的面积解题方法,并用之于机器证明的研究,使几何定理可读证明的自动生成这个多年来进展甚小的难题得到突破。张院士及其合作者的这些成果,在同行中享有盛誉。

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