‘壹’ 数学的本质是什么
最简略的回答:数学是抽象。
数学研究的是抽象概念,运用的是抽像方法,数学的发展体现为抽象程度的逐渐深入。
但是深入的话,数学的本质并没有定论。我将在下面分三个部分展开:
普通数学
对应于维基上说的现实主义数学,逻辑主义数学。大多普通群众,科研工作者,和很多数学家,都采取这些观点。在这些观点下,数学与现实紧密结合,因此其应用当然也非常广泛。
这其中比较肤浅的是:
数学是生产生活生存的需要,比如几何是为了丈量土地,数学是工具。
这个观点的代表么……马克思同学(如果他真这么说过)。所以1+1=2,因为一个苹果,再来一个苹果,是两个苹果,这是从实践中总结的经验和规律。
比较靠谱的想法是:
数学是无实体的,永恒的客观存在,是等待被人发现的自然规律。
提问者和大多数人都有这个想法。很多数学家,包括一些大师也有这个想法。所以勾股定理不仅是丈量土地有用,还是直角三角形的普遍规律,而三角形是自然界中的对象。
另有一些数学家,和不少学计算机的认为:
数学是逻辑的一部分,是公理系统。
这个观点在实践中还是非常流行的,并且的确非常强大。但是其中很多悖论经不住下面那个文艺数学的推敲。在这个观点下,数字和运算都是公理。
文艺数学
对应于维基上的形式主义。很多数学家,很多搞哲学的,还有我个人,都持这样的观点。
形式主义认为:数学体系是一场有一定规则的思维游戏,与现实世界完全无关。
与前面那些观点不同的是,这个观点空前抽象和开放。我们从此开始发明各种变态规则,玩奇怪的非人的游戏。在这个观点认为,勾股定理在欧几里德的几何规则下才正确,但是我们可以发明其他非欧几何,让他不正确;数是代数结构中的元素,运算是游戏规则。
这个观点给数学带来了空前的发展,也导致纯数学与现实严重脱节。不管有用没用,对形式主义者来说都一样值得研究。虽然对现实不再有直接的应用,但是其他学科主动去消化的话,仍然能找到很好的归宿。
二逼数学
我想提的是直觉说。很多搞认知学的,搞神经学的,大概会持这个观点……
直觉说认为:数学是人的大脑活动,数学都是被经历过的。
说一个数学对象存在,是因为你可以在大脑中构造这个对象。所以一些激进点的人会否认“无穷”这个概念的存在。我的一个认知学老师这样对我们说:数学家们经常觉得自己来了灵感,其实他们就是学了很多之后,从经验中获得的想法,哪有什么空来的点子。
其实他们的观点我觉得有些道理,只是……类比Sheldon说自己有很牛的想法,而Amy说自己研究的就是这些想法怎么来的。
‘贰’ 数学的本质是什么
网上资料:
1.“数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学”
众所周知,关于数学的这个定义是恩格斯提出来的。事实上,恩格斯的这个定义,很多年以来,就是国内和国际数学界与哲学界公认的最权威的定义,最新版(2005年版)的《现代汉语词典》仍然是这样来定义数学的——“研究现实世界的空间形式和数量关系的学科”。20世纪以来,新的数学分支不断产生,纯数学越来越抽象,它与现实世界之间的距离似乎越来越远;同时,应用数学在现实世界中的涉及面空前广泛且越来越广泛,数学的研究对象似乎不仅仅是空间形式与数量关系;而且,有不少研究者从自己的认识出发,提出了关于数学的多种定义。于是乎,近些年有人就认为恩格斯给数学所下的定义过时了或“远远不够了”。这样的认识是片面的,因为事实并非如此。匡继昌先生深刻分析了“数学是什么”,认为“数学的定义应该反映数学研究的对象及其本质属性”,“只有从唯物辩证法的哲学高度,才能认清现实世界的数量关系和空间形式不是固定不变的,而是其内涵不断加深,外延不断拓广的”,所以,“恩格斯关于‘数学是什么’的论断并未过时”。
2.数学是系统化了的常识
这是国际着名数学家和数学教育家弗赖登塔尔的观点。他认为数学的根源是普通常识,作为常识的数学,随着语言从说话到阅读和写作的不断进步与发展,也不断地进步与发展着。如数概念的获得,主要是由口头语言中相应的数词来支持的(如从一个人、一支笔、……,得到“1”),在这个过程中,首先是数学思想的语言表达。
普通常识是有等级的,普通常识由经验上升成规律后,这些规律再次成为普通常识,即较高层次的常识。弗赖登塔尔曾经说过:“为了真正的数学及其进步,普通的常识必须要系统化和组织化。如同以前一样,普通常识的经验被结合成为规律(比如加法的交换律),并且这些规律再次成为普通的常识,即较高层次的常识。作为更高层次数学的基础——一个巨大的等级体系,是由于非凡的相互影响的力量来建立的。”
3.数学是人为规定的一套语言、符号系统
这是部分数学史家们的看法。持这种观点的人虽然不多,但很有代表性,它给了我们认识“数学是什么”的一个新角度。翻开一部数学史,除了早期的数学与生活有着非常高的关联度,还需借助现实的生活事实去解释外,后来的数学就越来越关注自己的“语言、符号”了。这种现象最早可追溯到欧几里得的《几何原本》,到了现代,数学的这种特性表现得更加充分。
当然,数学作为人为规定的一套语言、符号系统,必须要有一定的条件。通俗点讲,就是这套语言、符号系统必须能自圆其说,高雅点讲,这套系统必须是完备的。举例来说,如果你规定1+1=3,在此基础上去构造一套语言、符号系统,并且能自圆其说,也许一个新的数学分支就诞生了。数学史上不乏这样的先例。如伽罗瓦的群论,康托尔的集合论等等,当初他们出现在数学家们的眼前时,并不为大家所认可。但事实证明,这些是数学,而且是非常重要的数学。由于康托尔的集合论在自圆其说方面有一点小小的问题,从而导致了历史上的一次严重的数学危机。随着这一危机的解决,集合论变得更加完备,数学的基础变得更加稳固。集合论的创立是数学史上的一个巨大成就,以至于今天的小学数学教学中,都必须渗透集合论的思想,从而提高学生的数学认知能力。
4.数学是确定无疑的绝对真理
这是一些数学家和数学哲学家们的观点。对于他们而言,任何知识都可能出错,唯独只有数学是不会出错的,是可*知识的唯一代表。在他们看来,演绎法为数学知识是绝对真理提供了保证。首先,数学证明中的基本陈述视其为真,数学公理假定为真,数学定义令其为真,逻辑公理认其为真。其次,逻辑推理规则保持真理性即只承认由真理推导出来真理。以上述两个事实为基础,可知演绎证明中的每个陈述包括它的结论都为真。于是,“由于数学定理都是由演绎证明所确定,因此它们都是可*真理。这就形成了许多哲学家所断言的数学真理就是可*真理的基础”。(欧内斯特语)
在这种观点之下,如果数学出现了矛盾或问题,那不是数学本身的错,而是人们的认识还未到达相应的境界,数学家和哲学家们会想办法去解决这些矛盾和问题,解决矛盾和问题的过程本身又促进了数学的发展。如π的出现,对于古希腊的数学家们来说,犹如晴天劈雳,难以接受,故而将其称为“无理数”。然而,正是为了使“无理”变得“有理”,数概念的范围从有理数扩展到了实数,促进了数学的发展。后来为了解决函数论和集合论中的一些矛盾,数学哲学也得到了较大发展,形成了逻辑主义、形式主义和构造主义(包括直觉主义)三大学派。
5.数学是可误的且可纠正的
这是部分数学哲学家们的观点,他们反对数学是绝对真理的主要理由是绝对观可归结为“假设——演绎”方法,数学真理和证明依据演绎和逻辑,但逻辑本身缺乏可*基础,它还要依据不可简约的假设。“但任何没有坚实基础的假设,不管它是从直觉、约定、意义或以其他任何方式所导出的,都是可误的。”(林夏水语)因此,他们认为数学是可纠正的且永远要接受更正。
‘叁’ 数学的本质及其意义
数学其实是给你的思维打开方向,让你有很敏捷的思考,可以学习更多层面的知识,数学好像基本一样,也可以说成根基。
‘肆’ 大家对数学有什么看法它的本质是什么
数学是每个学生进入学堂时必选学习的课程,而且从小学到大学毕业都有可能要与数学这门课一起度过,可想而知学习数学对于我们来说很重要。有人认为学好数学就是解决一些数字问题的,有人则认为数学是几何学和代数学的统一称呼,那么大家对数学有什么看法?它的本质是什么?其实大家对数学的看法很直白,就是在商城买东西的时候不会被别人骗取财务即可,但数学真正的本质是把“多变”化为“不变”,这就是数学的本质。
学了这么多年的数学,相信大家都知道数学的真正本质,其实数学的本质就是把“多变”通过一些步骤化为“不变”,就是在解题的过程中,把那些几个变量、无知变量化为一个不变的常量,这样就解决了该问题,同时也是数学本质所在。
‘伍’ 数学的本质是什么,数学内容的精神
数学是人类大脑生理活动生成的信息演绎推理过程。数学作为对客观事物的一种抽象认识过程,而过程并不是物质,能量的本身,只是在大脑的信息活动中,从感性认识生成的认知概念。也可以说,数学知识是人类通过实践而获得的信息,表现为一种经验知识的积累,从而找出事物之间的及事物本身的内在活动规律。
参考资料:
生命真相 刘量衡着 湖南科技出版社 2012
‘陆’ 数学本质是什么终极目标
数学本质是寻找事物的本质——一种能够让世界展现在眼前的规律。这只是我的理解……
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‘柒’ 数学的本质是什么抽象思维是什么
什么是抽象思维
抽象思维,简单说就是建立在概念上 逻辑 推理 归纳 分析 一种思考方法。
概念是抽象思维的核心。抽象思维本身又是一种概念,可以理解为对思维方式的抽象。
关于抽象思维概念
广义的抽象思维,泛指逻辑思维,尤其是形式逻辑思维。这里包括对思维形式(概念、判断、推理),思维基本规律(同一、矛盾、排中和充足理由律)和思维方法(分析、综合、抽象、概括、比较、分类、归纳、演绎等等)的研究。
狭义的抽象思维,则是指从复杂事物中,抽取本质属性,舍弃其他非本质属性的思维过程。与概括相互联系、密不可分。
以上内容处处存在概念,也就是处处存在抽象,我们每个人都能看懂,首先可以肯定我们都具备抽象思维。
来看下人类大脑随着年龄发展的阶段
0-2岁:感知运动
2-4岁:感知符号,形成具象思维
4-7岁:形成概念,开始由具象思维到抽象思维转变
所以孩童时代所接受的教育,其实大多帮助我们完成这个过程,训练我们的思维能力,我们能接受到这些教育,是因为我们有文字,语言,而文字,本身又是一种抽象。
人们为了描述这个世界,发明了语言。
你为了抽象出一个事物,也必须用特定语言去描述它。
文字的出现,使信息交流与传播可不受时空限制,也有可能开成人类群体共同的知识库。为人类抽象思维提供了物质基础。
所以,有了文字才有抽象思维可能。人类拥有文字,具有抽象思维能力。抽象思维能力是人类与动物的根本区别。
抽象思维为我们带来了什么
来看现代社会的科技成果
笛卡尔的解析几何,牛顿三大定理,几何,分析,微积分,代数,电磁学,相对论,量子力学,天体物理,黑洞,宇宙大爆炸,DNA,生物进化等等。细胞,分子,原子,电子,质子,中子;成功登月,飞出太阳系,探索火星。发明了蒸汽机,汽车,飞机,火车,电灯,电话,电视,电冰箱,手机,半导体,晶体管,电子管,LCD,人造卫星,航天飞机,计算机,处理器,软件,互联网;还发明了枪炮,炸药,导弹,原子弹,氢弹。冰箱,空调,洗衣机,电视,电话,电脑,手机,塑料制品,供电,燃具,化学工业,冶金工业,做房子的钢筋水泥,建筑工业,机械制造,交通运输,汽车,火车,飞机,通信业
令人惊讶的是,这些科技成果,都是在西方文艺复兴,启蒙运动之后发明的,基本上是近300年内发明的. 之前,是封建禁锢的社会。
思想解放之后,人类从具备抽象思维到擅长抽象思维,这是一个本质变化,才使得我们现代美好的生活成为可能。
举个例子
22*28=616;
27*23=621;
33*37=1221;
……
请问:73*77=?
这是一种找规律的题目,答案能立刻回答:5621。
规律是十位数相同,个位数为相加为10的两个数的乘积的快速算法。
到了初中,引入了X 对数字进行抽象
(10x+a)*(10x+b)=100*x*x + 10x(a+b) + ab =100x(x+1)+ab 如果a+b=10的话。
所以,22*28=100*2*(2+1)+2*8 = 616
很多复杂的规律,因为一个x的代入和抽象,变的简单。数学使上述成果变为可能。
同理,哲学,自然科学,社会科学等等都是抽象思维的结晶。
世界上的物质纷繁复杂,眼花缭乱。人最大的特点是容易被眼睛看到的物像所吸引,如果每个人都止步不前,不去深入思考内部深层次的原理,社会不会进步。
从地球是方的到地球是圆的,从托勒密的地心说再到哥白尼的日心说,从牛顿的万有引力再到爱因斯坦的相对论。
由此可见,人类文明的进步,靠的是一群擅长抽象思维的群体。