⑴ 數學的魅力及為什麼要學習數學
數學至今魅力不減是因為 ,一是數學理論一經確立,基本上不會被推翻,以後只是深化和推廣而已,不象其它自然科學分支經常發生新理論取代舊理論的現象。二是它的高度抽象性使它居於比自然界及至其他自然科學更高的層次,自然規律和諧用數學結構表示出來時,已經抓住了最本質的特徵,由「形似」到了「神似」的地步。數學史的魅力在於,它是人類文明史中一個非常重要的部分,波瀾壯闊,源遠流長,奔騰不息。它博精深,令人臨川浩嘆:「逝者如斯夫!」它精英薈萃。令人心馳神往:「大江東去,浪淘盡千古風流人物」它是數學與哲學、歷史等學科的綜合,在這個意義上說,它也是最早的邊緣科學、交叉科學之一。數學無處不在,我們更贊嘆的是它的奇妙和獨特——數學魅力。
在我們自然界中的形式美如:
(1)累積狀之美。如崇山峻嶺、花叢灌木。
(2)射線狀之美。如日月星辰的光芒,孔雀開屏的尾羽。
(3)迴旋狀之美。如蝸殼、螺殼。
(4)對稱狀之美。如雪花、晶體。
(5)排列狀之美。如魚鱗、鳥羽。
(6)網目狀之美。如龜甲、葉脈。
(7)斑文狀之美。如虎皮、豹皮。
(8)平行線之美。如垂柳、雨絲。
在我們幾何圖形中的形式美如 :
(1)圓。人類的知覺對簡單的圓形是偏愛的。其原因在於它的絕對完美性,和諧、穩定,使人稱心舒暢,在心理上達到滿足的最佳狀態。
(2)拋物線。阿基米得在名著《拋物線的求積》中,利用力學和窮竭法,算出物弓形的面積,是微積分思想的先導。他還巧妙地用拋物線幫助作出正七邊形。
(3)橢圓和雙曲線。這兩種圓錐截線也是後來在天體力學中找到了應用。古代希臘有橢球面音樂廳,樂隊配置在個焦點的位置處,以得到良好的聲音反射效果。比例美。即我們常常說的「黃金分割」。這是大家很熟悉的。公式美。數學公式的叢林、公式的海洋。公式是智慧的結晶、公式是簡練的語言,因此,它給人們的印象是睿智、簡潔、浩瀚。數字美。如
99 =9801
999 =998O01
9999 =99980001
99999 =99998000O1
三、數學應用及數學美
數學在其它學科中的應用不僅是相互愛好,主要還是相互需要。
l、數 學在音樂中的應用。
例如我國春秋時用 「三分損益法」確定弦長與音的關系,就是在基音弦上去一分 (即乘以 2/3)或加一分(即乘以 4/3)以定另一律的弦長,依此類推,直到「高八度」或「低八度」。這方法是近似的。
2、數學在繪畫中的應用。
達 •芬奇在著作中多處記有作透視圖的例子,他最早談到遠景的比例,給全景透視奠定了基礎,解釋了立體視感的原因,提出了陰影分割理論、反射的特性和物體色彩變化。
3、數學在雕塑中的應用。
被尊為男性美典範的別爾維傑爾的阿波羅雕像為標准,人們發現它的腰部、膝蓋、喉結 、面部、手臂等處都是「黃金分割」點。我國古代雕塑有獨特的風格 ,其中一些小巧的玩意閃爍著數學的智慧,例如由六塊小木頭雕成而能拼接為空間十字形的組合件,被外國人稱 為 「中國益智玩具」,由於其別出心裁的構思和外形,顯得很美。
4、數學在建築中的應用。
約紀元前2700年的古埃及第四王朝法老胡夫的吉薩金字塔,由260萬塊重達 l2噸的巨石堆成,石塊之間只有幾絲的縫隙,高150米,重約 3100萬噸,真是難以置信的成就。建築的數學美表現在比例上,它無需真正去丈量,立即就因其和諧協調而在人們的心靈上激起美感。
5、數學在詩歌中的應用。
如 : 日啖荔枝三百顆,不辭長作嶺南人。 (蘇 軾)
錦瑟無端五十弦,一弦一柱思華年。 (李商隱)
我國著名詩人聞一多,曾經倡導過新詩的格律,他的多種嘗試,有人形容為一種建築美 ,其實是一種數學美。句式、字數、行數的變化。無一不是可以數量化的。而且,其實是對稱、均衡、周期等要素,也隱含數學概念,這方面的探索應當說是有益的。
6、數學在抽象藝術中的應用。
例如,分數維曲線已經引起氣象學家、地震學家、宇宙學家的濃厚興趣,事實上在地質學 、地理學、電工學、語言學、經濟學、空氣動力學乃至數學學科本身都找到了應用,分數維曲線顯示的樂曲也很動聽。
7、數學在現實生活中的應用。
例如,在我國,個人的勞動收入多少是與個人所做貢獻的大小成 比例的 。中國有句俗語是 : 「一分錢 ,一分貨」。看來這只是一種經濟關系,但其中卻隱含了數學概念。假如沒有數學上的量的話,我想大家也不會在「量」的「得失」上而斤斤計較了,可數就是 數,「l」就是「l」,「2」就是 「2」 。
8、數學成就了計算機「風行天下」
計算機中的「二進制」「十進制」都是人工智慧的傑作,人們將最胖的數「0」和最瘦的數「l」進 行排列、組合造就了一代代「計算機英雄」。人們的生活變得方便、快捷了,毫無疑問,數字化時代是目前最先進的「時代」。
四、數學思想助我設計出圓形元素周期表
我將化學元素放人到數學坐標系中,經過多次的排列,最後得到一張「圓形元素周期表 」。即坐標中第一、第二象限是主族元素;第三、第四象限是副族元素和第Ⅷ族元素,橫軸 (x軸)將主族元素同過渡元素分開,這樣,所得到的周期表比現用的周期表更緊湊、更直觀、更美觀、使用更方便。其規律性在國際上可以通用。 (詳情見附錄 1、附錄 2) 我 只是將數學思想同化學學科相結合,便有了更新的發現。看來,數學 的每一個特徵都使人為之仰慕傾心。我們看它具有如此豐富多彩的外貌而擊節稱賞,並願意做 出更多的美的發現。
總之 ,在我的眼裡 ,數學比任何學科的價值都要大,再加上它具有獨特的魅力吸引著我,令我不得不為之傾心。其實,在數學方面 ,我根本就沒有什麼發言權,只是曾在數學思想方面嘗到了一點 「甜頭」。在此,我只是有感而發,學好數學不僅能提高個人的情商,即個人對科學的情感、態度和價值觀。從過去的發展史可以看出,中國最早得到世界絕對一流研究成果的,也是在數學方面。華羅庚、陳景潤就是證明。我在本論文中也舉出了大量的例證,可以充分說明數學真的是魅力無窮,我們不僅要對數學產生濃厚的興趣,更應對其威力擁有堅強的信念。讓我們大力宏揚與時俱進,開拓創新的精神,將個人的智慧運用到人類社會當中去,為人類社會的發展貢獻自己的力量。
⑵ 為什麼我們要學習數學
人為什麼要學數學?其實很多人並不清楚,甚至存在許多認識誤區。有學生認為,「數學除了買東西的時候有點用,考試的時候有點用,沒有多大的實際用途。」還有學生認為,「學數學一切為了高考,沒有高考就沒有人會學這些沒有用的東西。」其實,數學是一個意義的領域。
1、數學意義——科學的立場
數學一直是形成人類文化的主要力量,通過數學這面鏡子可以了解一個時代的特徵。古希臘數學家強調嚴密的推理,他們關心的並不是這些成果的實用性,而是教育人們去進行抽象的推理,激發人們對理想和美的追求。所以,古希臘創造了後世很難超越的優美文學,理性化的哲學,以及理想化的建築與雕刻。中國古代數學崇尚實用,最大的缺點是缺少嚴格求證的思想。「數學和各種科學假說的數學化已經成為近代科學的脊樑骨」。一個時代的特徵與這個時代的數學活動密切相關。17世紀以來,由於微積分的創立,藉助微積分工具在尋求自然規律方面所取得的成功遠遠超出了天文學的領域。19 世紀,由於把微積分這個工具改進為嚴格的分析體系,使數學物理強有力的理論成為可能,最終導致了量子力學、相對論的誕生,使人們對物質和空間的基本性質有更深的了解。20 世紀 50 年代,數學的發展創造了計算機,數學從科學的幕後走向台前,數字化深入到了人類幾乎所有的活動。
數學能像音樂一樣,給人以巨大的心靈震撼。羅素在自傳中這樣寫道:「我 11 歲時,我開始學習歐幾里得幾何學,哥哥做我的老師,這是我生活中的一件大事,就像初戀一樣令人陶醉。我從來沒有想像到世界上還有如此美妙的東西。」在人們的印象中,數學與藝術很少有共同之處,雖然它們都是人類智慧的結晶。然而,數學始終默默地伴隨著藝術,為它提供豐富的靈感之源和堅實的創作支柱。數學能產生藝術的靈感,藝術也能使數學產生靈感。從斐波那契數列和圓周率的小數位數字,到四面體和麥比烏斯帶,都可以作為藝術家創作的靈感。音樂是人類精神通過無意識計算而獲得的愉悅享受。法國數學家傅立葉證明了:所有的聲音,無論是噪音還是儀器發出的聲音,復雜的還是簡單的聲音,都可以用數學方式進行全面的描述。傅立葉的證明具有深刻的哲學意義。美妙的音樂以令人意想不到的美妙方式得到了數學描述,從而,藝術中最抽象的領域能轉換成最抽象的科學;而最富有理性的學問,也有合乎理性的音樂與其密切相聯。所以,數學是推理中的音樂,而音樂則是感覺中的數學。數學和建築間的緊密聯系應該沒有什麼可驚奇的。數學一直是建築師們取之不盡用之不竭的創造源泉,是建築設計與創新的寶貴工具。
不僅自然科學,各門社會科學也同樣地不斷求助於數學。隨著數學與其它科學之間關系的更深入的揭示,數學又獲得了一種新的稱謂——夥伴。美國數學家斯蒂恩對數學與其它學科作了這樣的比喻:許多有學問的人,特別是科學家和工程師,把數學想像成一棵知識之樹,公式、定理和結論就像掛在樹上的成熟的果實,讓路過的科學家採摘,用以豐富他們的理論。數學家則與之相反,他們視數學如迅速生長的熱帶雨林,需要從數學之外的世界吸取養分,同時它又奉獻給人類文明豐富的、變化無窮的智慧動植物。數學對其它學科做出了許多貢獻,同時,這些學科正用一些有趣的新型問題向數學家發出了挑戰,這些問題又導致了新的應用,且越基本的數學其用處更廣。可以想像,隨著人類社會的發展,數學會成為最基本的學科,會成為所有科學的框架。如果採用後現代諺語來說,就是幾乎沒有什麼東西能夠避開數學的「文本」。可以說,如果我們的世界裡數學突然被抽走,人類社會將頃刻崩潰;如果我們的世界裡數學被凍結,人類文明將即刻倒退。沒有數學的文明是不可以想像的。
2、數學意義——教育的立場
學作為人的基本素質,在古希臘社會尤其明顯。希臘哲人以知識為善,追求真善美乃是希臘教的宗旨。柏拉圖認為數學是具備公民資格的前提,人的靈魂受到數學的陶冶之後,就有可能超凡脫俗,回到聖潔至上的理念世界而得到拯救。接受訓練而能以邏輯和數學進行推理的人,將更有可能逃出無知的洞穴。數學不僅是人的基本素質,數學還能提升智能,增進才能。柏拉圖認為,那些天性擅長算術的人,往往也敏於學習其它一切學科;而那些反應遲緩的人,如果受了算術的訓練,他們的反應也總會有所改善。柏拉圖特別強調,幾何學中高深的東西能夠幫助人們較為容易地把握善的理念。不知道基本的數學語言,不理解基本的數學符號,不掌握基本的數學推理,不懂得基本統計圖表,這樣的人將不能適應現代社會的快速發展。在信息社會,數學作為現代人的基本素質,已經越來越被人們所認識。數學以它的思維性、理性精神和優美性成為當今社會文化中的一個基礎組成部分。可以說,沒有數學,我們幾乎不能很好地生活;沒有數學,我們幾乎不能很好地工作;沒有數學,我們幾乎不能很好地思考;沒有數學,我們幾乎不能很好地交流;沒有數學,我們幾乎不能很好地欣賞。
通過數學的學習,「能夠促進學生的學習態度、思維習慣、思維模式、思維策略等的發展,讓每個學生面對全新的情景都能做出適當的回應」。傳統實證主義知識觀將知識描述成線性積累和價值中立,忽略知識創造中人的活動,忽視知識所蘊涵的倫理意義。然而,知識本質上是一種社會建構,它必然體現人的價值選擇,表現人的倫理關懷。數學也不例外,對於數學來說,它可以促進人的下列優秀品質的形成。
第一,誠實正直,崇尚真理。計算、證明並不是一個簡單的操作步驟或形式化過程,而是一系列的觀點與洞察。數學結論對任何人都一樣,必須接受理性法庭的裁決,對就是對,錯就是錯。數學計算、數學演繹、數學證明都不能靠投機取巧,而只能靠一步一步的計算與推理。通過數學的學習,可以培養誠實正直、以理服人、堅持真理、有錯就改的優良品格。
第二,勤於思考,勇於創新。要啟發人類這種獨有的、高貴的創新能力,莫過於數學。沒有哪一門學科能像數學這樣集中、加速和強化人們的注意力。事實證明,數學家的成功並不在於他們的天賦有多高,而主要取決於他們的勤奮和創新。
第三,堅韌不拔,敢於攀登。幾何中沒有王者之路,數學研究需要有堅強的毅力。因為數學命題的證明猶如登山,只有那些堅忍不拔、勇於探索的人,才能達到勝利的彼岸。數學是一所優秀的思維學校,數學是一門睿智的訓練學科,數學是一種抽象的思維模式。精確的數學語言讓我們有條不紊地思考復雜的決策,而不是只憑軼事、猜測和雄辯。學習數學的人更能有效地進行思維,發展人的思維能力是數學重要的文化功能,沒有數學就不會有有組織的邏輯思維。數學能使人們的思維方式嚴格化,養成有步驟地進行推理的習慣。
數學是打開機會大門的鑰匙。數學不僅是科學的語言,而且以直接的方式為商業、財政、經濟、國防做出貢獻,為學生打開職業的大門。一個人懂得的數學越多,就會有更多的職業之門向他開放。今天,那些理解數學並且能做數學的人,將比那些不懂數學的人獲得更多的機會。從保險公司統計員、系統分析家、營銷專家、網路管理人,到金融分析家,等等。實際上,數學歷來都在幫助教育當局甄別哪些學生應該得到社會的報酬這一點上起到重要的作用。在某種程度上,數學水平和能力的不同決定了一個人將來從事的職業和發展前景。在未來世界中,求職和晉升的最好機會將提供給那些有信心應付數學的人,作為科學和技術的基礎,數學提供通向成功的鑰匙。信息時代就是數學的時代,正如未來的科學家和工程師需要廣泛的數學一樣,未來的公民將需要極其多樣的數學,以對付工作中大量以數學為基礎的工具、設備和技術。當學生離開學校並進入工作生涯時,數學極大地決定了一個人能從事什麼樣的工作與不能從事什麼樣的工作。
在世界上所有的國家中,中小學的數學課程內容較為一致,具有突出的相似性。具體地說,各國選取的數學課程內容與社會的需求、數學的發展以及學生的發展密切相關。數學在課程中占據中心位置,在不同的國家或文化中,沒有任何一門其它學科的教育時間有數學這樣長。我們很少看到數學學得好而其它學科學得不好的學生。在中學里很少有這樣的情況,即某個學生在數學上是第一名,而在其它學科上卻屬於最差的行列。反之,那些所謂「差生」,往往首先就是數學沒有學好,數學對於這些學生而言竟然成了「篩子」。篩掉了他們的就業機會,篩掉了他們的發展機會。數學真正成了打開通向未來的大門,每個人的發展都依賴於數學教育的成功。在所有文明中,一代又一代的兒童學習數學以獲得更加美好的生活。
3、對數學教育的啟示
在數學課程改革的背景下,我們為什麼要學習數學?數學對學生的發展意味著什麼?數學到底要塑造學生什麼?數學到底能塑造學生什麼?這些問題看似平凡,實則非凡;看似簡單,實則復雜;看似淺顯,實則深遠。其實,每個問題都是我們教育工作者必須弄清的數學教育哲學的基本問題。事實表明,無論是從人類文明的發展來看,還是從學生個人的發展來說,數學是一個不容忽視的意義的領域。數學是人類最高超的智力成就,是人類心靈最獨特的創造,是人類文明的核心部分。數學是了解世界及其發展的主要鑰匙之一。作為人類文明發展標志的數學,在人的發展中扮演著重要的角色。數學已成為個人參與社會的基本條件,每個人都需要學習數學。數學應該走進學生的生活世界,成為每個學生生活的組成部分,激發他們對生活的熱愛,體現更多的人文關懷。數學應該促進學生的發展,震撼學生心靈,培養學生的好奇心,體現數學的文化價值。數學應該發展學生的能力,體現數學的思維價值。數學應該培養學生對美的追求,體現數學的藝術價值。從而,數學教學不是把數學各個領域的片段知識灌輸給學生,不是把數學作為一個封閉系統,從那些完美的數學結論開始,而是從學生熟悉的現實生活、已有的數學經驗開始,把數學作為一項人類的基本活動。應該少些強制,少些令人厭惡的機械訓練。讓學生思考!思考!再思考!教師不是為考試而教,學生不是為考試而學。數學不是無意義的符號,數學不是無意義的公式游戲,數學不是無意義的運算和推理。數學是一個意義的領域,數學並非虛無飄渺,其中萌動著思想的生命。今天,數學教育中的種種困惑與迷茫,都與數學意義的失落密切相關。走向意義的數學教育是時代的呼喚。在這里,數學意義不是一個邏輯概念,而是被理解為生命的表現。數學意義不是從文本中提煉出來的,而是從對話中創造出來的。數學意義蘊涵在運算和推理中,蘊涵在每一個數學概念的學習中,蘊涵在每一個數學定理的探究中,蘊涵在每一個數學問題的研究中。走向意義的數學教育要給每一個學生一片陽光,喚醒他們的心靈,成為學生難忘的人生經歷。它讓學生領略現代數學思想中令人鼓舞的概念,像夏天喝冰水那樣令人清新。它讓學生欣賞數學,感受數學定理與數學概念的美妙,像藝術那樣令人振奮。它讓學生發現優美定理、概念的形成過程創造出更有內涵、更有意義的數學文化,像呼吸那樣順乎自然。在數學教育中,當做題、考試、成績成為數學教育關注的焦點時,數學就變成了一種無意義的諸多公式、定義、過程的羅列,數學意義——無論是科學意義還是教育意義——就離我們遠去。然而,遠離了意義的數學教育,也就從根本上遠離了學生的生活。從而將數學知識局限於認識論的窠臼,片面強調數學知識的客觀性、抽象性和確定性,遮蔽了數學知識所蘊涵的意義世界。所以,數學教育必須超越抽象的世界、符號的世界、邏輯的世界、知識的世界、絕對真理的世界以及升學工具的世界,邁向意義的世界。可以說,回歸數學意義是每一個數學教育工作者神聖的使命。走向意義的數學教育理所當然應該成為新的教育方向,新的教育追求。
⑶ 為什麼數學在物理學里那麼有用
如果是中學物理的話還好,畢竟數學是物理的工具學科。
如果是高等物理就完全不一樣了,物理學的絕大多數理論的建立過程是——發現現象——實驗探索原因——得到結論——把結論表達成數學表達式——闡述觀點和解釋其他現象。
因為生活中的物理現象太多了,不可能根據現象來歸類,但是如果利用數學公式對其進行整理的話就簡單得多,比如無論是什麼力給與的加速度在經典力學裡面就可以用F=ma來表示和初步計算,如此嚴謹和科學性的多。
所以數學在高等物理的理論中非常重要,這也是為什麼許多數學理論是物理學家發現的原因,例如」微積分「的發明者是物理學家牛頓。所以,物理學家一定也是數學家。
⑷ 為什麼數學那麼重要
.什麼是數學
數學是研究現實世界空間形式和數量關系的一門科學.分為初等數學和高等數學.它在科學發展和現代生活生產中的應用非常廣泛,是學習和研究現代科學技術必不可少的基本工具.
數學符號的引入
六.數學與文化
數學的文化價值
一、數學是哲學思考的重要基礎
數學在科學、文化中的地位,也使得它成為哲學思考的重要基礎。歷史上哲學領域內許多重要論爭,常常牽涉到有關對數學的一些根本問題的認識。我們思考這些問題,有助於正確認識數學,正確理解哲學中有關的爭論。
(一)數學——-根源於實踐
數學的外在表現,或多或少人的智力活動相聯系。因此在數學和實踐的關繫上,歷來有人主張數學是「人的精神的自由創造」,否定數學來源於實踐其實,數學的一切發展都不同程度地歸結為實際的需要。從我國殷代的甲骨文中,就可以看到那時我們的祖先已經會使用十進制計數方法他們為適應農業的需要,將「十干」和「十二支」配成六十甲子,用以記年、月、日,幾千年的歷史說明這種日歷的計算方法是有效的。同樣,由於商業和債務的計算,古代的巴比倫人己經有了乘法表、倒數表,並積累了許多屬於初等代數范疇的資料。在埃及,由於尼羅河泛濫後重新測量土地的需要,積累了大量計算面積的幾何知識。後來隨著社會生產的發展,特別是為適應農業耕種與航海需要而產生的天文測量,逐漸形成了初等數學,包括當今我們在中學里學習到的大部分數學知識。再後來由於蒸汽機等機械的發明而引起的工業革命,需要對運動特別是變速運動作更精細的研究,以及大量力學問題出現,促使微積分在長期的醞釀後應運而生。20世紀以來近代科學技術的飛速發展,使數學進入一個空前繁榮時期。在這個時期數學出現了許多新的分支:計算數學,資訊理論,控制論,分形幾何等等。總之,實踐的需要是數學發展的最根本的推動力。
數學的抽象性往往被人所誤解。有些人認為數學的公理、公設、定理僅僅是數學家頭腦思維的產物。數學家靠一張紙、一支筆工作,和實際沒有什麼聯系。
其實,即使就最早以公理化體系面世的歐的幾里德幾何而言,實際事物的幾何直觀和實踐中人們發展的現象,盡管不合乎數學家公理化體系的各式,卻仍然包含著數學理論的核心。當數學家把建立幾何的公理體系當作自己的目標時,他伯頭腦中也一定聯繫到幾何作圖和直觀現象。一個人,即使是很有天賦的數學家,能在數學的研究中獲得具有科學價值的成果,除了他接受嚴格的數學思維訓練以外,他在數學理論研究的過程中,必定會在問題的提出、方法的選擇、結論的提示等諸多方面自覺或不自覺地受到實踐的指引。可以這么說,脫離了實踐,數學就會成為無源之水,無本之木。
其實,即使就最早以公理化體系面世的歐幾里德幾何而言,實際事物的幾何直觀和實踐中人們發現的現象,盡管不合乎數學家公理化體系的程式,卻仍然包含著數學理論的核心。當數學家把建立幾何的公理體系當作自己的目標時,他的頭腦中也一定聯繫到幾何作圖和直觀現象。一個人,即使是很有天賦的數學家,能在數學的研究中獲得具有科學價值的成果,除了他接受過嚴格的數學思維訓練以外,他在數學理論研究的過程中,必定會在問題的提出、方法的選擇、結論的提示等諸多方面自覺或不自覺地受到實踐的指引。可以這么說,脫離了實踐,數學就會變成無源之水,無本之木。
但是,數學理性思維的特點,使它不會滿足於僅研究現實的數量關系和空間形式,它還努力探索一切可能的數量關系和空間形式。在古希臘時期,數學家就超越了在現實有限尺度精度內度量線段的方法,覺察到了無公度量線段的存在,即無理數的存在。這其實是數學中最困難的概念之一—連續性、無限性的問題。直到兩千年以後,同樣的問題導致極限理論的深入研究,大大地推動了數學的發展。試想今天如果還沒有實數的概念,我們將面臨怎樣的處境。這時人們無法度量正方形對角線的長度,也不會解一元二次方程:至於極限理論與微積分學更不可能建立即使人們可以像牛頓那樣應用微積分,但是在判斷結論的真實性時會感到無所適從。在這種狀況下,科學技術還能走多遠呢?又如在歐幾里德幾何產生時,人們就對其中一個公設的獨立性產生懷疑。到19世紀上半葉,數學家改變這個公設,得到了另一種可能的幾何一一非歐幾里德幾何。這種幾何的創立者表現了極大的勇氣,因為這種幾何得出的結論從「常理」來說是非常「荒唐」的。例如「三角形的面積不會超過某一個正數」。現實世界似乎沒有這種幾何的容身之地。但是過了近一百年,在物理學家愛因斯坦發現的相對論中,非歐幾里德幾何卻是最合適的幾何。再如,20世紀30年代哥德爾得到了數學結論不可判別性的結果,其中的某些概念非常抽象,近幾十年卻在演算法語言的分析中找到了應用。實際上,許多數學在一些領域或一些問題中的應用,一旦實踐推動了數學,數學本身就會不可避免地獲得了一種動力,使之有可能超出直接應用的界限。而數學的這種發展,最終也會回到實踐中去。
總之,我們應該大力提倡研究和當前實際應用有直接聯系的數學課題,特別是現實經濟建設中的數學問題。但是我們也應該在純粹科學和應用科學之間建立有機的聯系,建立抽象的共性和豐富多彩的個性之間的平衡,以此來推動整個科學協調地發展。
(二)數學—充滿了辯證法由於數學嚴密性的特點,很少有人懷疑數學結論的正確性。相反,數學的結論往往成為真理的一種典範。例如人們常常用「像一加一等於二那麼確定」來表示結論不容置疑。在我們的中小學的教學中,數學更是只准模仿、演練、背誦。數學真的是萬古不變的絕對真理嗎?
事實上,數學結論的真理性是相對的即使像1+1=2這樣簡單的公式,也有它不成立的地方。例如在布爾代數中,1+1=0!而布爾代數在電子線路中有廣泛的應用。歐幾里德幾何在我們的日常生活中總是正確的,但在研究天體某些問題或速度很快的粒子運動時非歐幾何卻是適宜的。數學其實是非常多樣化的,它的研究范圍也隨著新問題的出現而不斷擴大。如同一切科學一樣,數學家們如果死守著前輩的思想、方法、結論不放,數學科學就不會進步。把數學的嚴密性和公理化體系看作一種「教條」是錯誤的,更不能像封建時代的文人對待孔夫子說的話:「真理」已經包含在聖人說過的話里,後人只能對其作詮釋。數學發展的歷史可以證明,正是數學家特別是年輕數學家的創新精神,敢於向守舊的思想挑戰,數學的面貌才得以不斷地更新,數學才成長為今天這樣一門蓬勃發展、富有朝氣的學科。
數學的公理化體系從來也不是不容懷疑、不容變化的「絕對真理」歐幾里德的幾何體系是最早出現的數學公理化體系,但從一開始就有人懷疑其中的第五公設不是獨立的,即該公設可以從公理體系的其他部分推出。兩千多年來人們一直在尋找答案,終於在19世紀由此發現了非歐幾何。雖然人們長時期受到歐幾里德幾何的束縛,但是最終人們還是接受了不同的幾何公理體系。如果歷史上某些數學家多一點敢於向舊體系挑戰的革新精神,非歐幾何也許還可能早幾百年出現
數學公理化體系反映了內部邏輯嚴密性的要求。在一個學科領域內,當有關的知識積累到一定程度後,理論就會要求把一堆看來散亂的結果以某種體系的形式表現出來。這就需要對己有的事實再認識、再審視、再思索,創造新概念、新方法,盡可能地使理論能包括最一般、最新發現的規律。這實在是一個艱苦的理論創新過程。數學公理化也一樣,它表示數學理論已經發展到了一個成熟的階段,但並不是認識一勞永逸的終結。現有的認識可能被今後更深刻的認識所代替,現有的公理也可能被今後更一般化、包含更多事實的公理體系所代替。數學就在不斷地更新過程中得到發展。
有種看法以為,應用數學就是把熟誦的數學結論套到實際問題上去,以為中小學的教學就是教給學生這些萬古不變的教條。其實數學的應用極充滿挑戰性,一方面不但需要深切地認識實際問題本身,另一方面要求掌握相關數學知識的真諦,更重要的是要求能創造性地把兩者結合起來。
就數學的內容來說,數學充滿了辯證法。在初等數學發展時期,占統治地位的是形而上學。在該時期的數學家或其他科學家看來,世界由僵硬的、不變的東西組成。與此相適應,那時數學研究的對象是常量,即不變的量。笛卡爾的變數是數學中的轉折點,他把初等數學中完全不同的兩個領域一一幾何和代數結合起來,建立了解析幾何這個框架具備了表現運動和變化的特性,辯證法因此進入了數學。在此後不久產生的微積分拋棄了把初等數學的結論作為永恆真理的觀點,常常做出相反的判斷,提出一些在初等數學的代表人物看來完全不可理解的命題。數學走到了這樣一個領域,在那裡即使很簡單的關系,都採取了完全辯證的形式,迫使數學家們不自覺又不自願地轉變為辯證數學家。在數學研究的對象中,充滿了矛盾的對立面:曲線和直線,無限和有限,微分和積分,偶然和必然,無窮大和無窮小,多項式和無窮級數,正因為如此,馬克思主義經典作家在有關辯證法的論述中經常提到數學。我們學一點數學,一定會對體會辯證法有所幫助。
7.數學占考試的分值
中考(江蘇):
語文,滿分150
數學,滿分150
英語,滿分130
物理,滿分100
化學,滿分100
歷史,滿分50
政治:滿分50
體育,滿分40
高考:
語文 150
數學 150
英語 150
文綜(理綜)300
總分 750
由此可見,數學無論是在生活與學習中都有重大的作用。
1.參考文獻:
網路詞條「數學」
http://ke..com/link?url=_
2.數學成績計入文化考試總分
http://news.artxun.com/jingdezhentaoci-1282-6406456.shtml
3.網路「數學與文化」詞條
http://ke..com/link?url=pMPMrsPNHIIqNCNdzCy-zwcKT-ccIxgIQ6itzYTYh_ZirDhpZnUYQ_h0ewDB7m1ke8F589QyTzQ1Yvu_yjfweK
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