77百科网
当前位置: 首页 生活百科

数学的概念及其本质(数学的定义及其特征)

时间:2023-06-16 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 生活百科

出生于江苏省张家港市,1945年留在西南联合大学任华罗庚助教,1946年加入中国共产党。致力于分析数学领域的研究,在多维渐近积分,无界函数逼近以及高维边界型求积法等方面获众多成果,并在我国倡导数学方法论的研究。例如,钱学森在《关于思维科学》一书中,把数学和哲学并列,认为数学是在社会科学和自然科学之上的一门学问。图1竹关于数学的特点,一般都沿用苏联A.D.亚历山大洛夫的“三性”提法:抽象性、严谨性、广泛应用性。

关键词:数学教育、纯粹数学、应用数学

来源:徐利治《数学方法论选讲》

作者简介

徐利治

徐利治(1920年9月23日—2019年3月11日),是国内外著名的数学家、教育家。出生于江苏省张家港市,1945年留在西南联合大学任华罗庚助教,1946年加入中国共产党。1949年赴英国阿伯丁大学和剑桥大学访问进修各一年,1951年担任清华大学数学系副教授,兼任北京师范大学数学系副教授,1952年到长春组建东北人民大学(现吉林大学)数学系,1981年担任大连工学院(现大连理工大学)应用数学研究所首任所长;是《逼近论及其应用》主编、《数学研究与评论》名誉主编、《高等学校计算数学学报》名誉主编,以及德国《数学文摘》杂志评论员大连理工大学教授。致力于分析数学领域的研究,在多维渐近积分,无界函数逼近以及高维边界型求积法等方面获众多成果,并在我国倡导数学方法论的研究。

《中国大百科全书·数学卷》开宗明义写道:“数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的,简单地说,是研究数和形的科学。”这是一个权威的论断,脱胎于马克思和恩格斯关于数学的概括。

对于这个定义,人们有各种不同的理解、补充、修改。例如,钱学森在《关于思维科学》一书中,把数学和哲学并列,认为数学是在社会科学和自然科学之上的一门学问。有人对数学来源于现实世界有不同的看法。比如,“哥德巴赫猜想”来源于现实世界的哪一部分,很难说得清楚。记得1958年,武汉大学的齐民友先生写过《竹子的哲学》一文,文中认为数学的生长像竹子,根在大地,然后自己一节一节向上长,间或爆出新笋,长成新竹。若干年之后,竹子开花,结成种子,重回大地。这一比喻,何等贴切。但在当时,它是作为反对数学来源于实践的“反面教材”发表的。更多的数学家认为,现代数学的发展,已经超出“数”和“形”的范围,应当包括结构、范畴、模型等更广的对象。不过,只要把数和形作广义的理解,大概也就可以了。

图1 竹

关于数学的特点,一般都沿用苏联A.D.亚历山大洛夫的“三性”提法:抽象性、严谨性、广泛应用性这一提法有合理的成分,但产生的实际效果却在很大程度上被异化了。一提数学,先就是抽象,使数学远离人们的实际经验和日常生活,吓人一跳。其实,物理学、化学也抽象,力、电压、当量等也不是看得见、摸得着的。数学的抽象在于它的对象:形式化的思想材料。而这些材料仍然可以溯源于经验世界,不必过于强调其抽象之难。至于严谨性,和逻辑联系在一起,使数学成为一门相对精确的科学。但是,过分地强调严谨性,把数学等同于逻辑,把生动活泼的数学思想淹没在形式演绎的海洋里,实在是歪曲了数学的本质。至于“广泛应用性",乃是抽象性的推论,几乎没有新的论述。因为数学的抽象,虽然什么都挨不上,可又什么都挨得上,于是到处都可以用数学,数学的广泛应用性也就成立了。这样的论述引申到中学数学教育上,便是绝口不提数学的应用。特级教师的论文中,绝少涉及应用。数学高考,相当长时间不涉及应用题,学生视应用题为畏途,连教师也觉得头痛。到了这一步,数学除了“思维的体操”之外,再也没有什么可谈的了。数学教育变成解考题教育,数学教学的目的是通过考试,数学教师成了解题机器,解数学难题成了数学杂技。只要躲在抽象性、严谨性的口号下,什么联系实际、数学为国家建设服务、培养用数学分析和解决实际问题的能力,便统统不必过问了。

图2 数学的“三性”提法

问题出在“数学观”已经跟不上时代要求。

长期以来,数学的含义只包括“纯粹数学"。大百科全书中的数学定义,亚历山大洛夫的“三性”都是从纯粹数学的意义上来说的。其实,今天的数学,已经不仅限于纯粹数学,而是已经渗透到社会生活的每个角落,成为能够立即转化为生产力的一门技术。每一种高科技的背后,都离不开数学的支持。电视卫星的姿态和定点控制必须用数学计算得分毫不差,数字电视主要依靠信息压缩的数学技术,头顶呼啸而过的喷气式飞机的制造和飞行,是用数学方法加以计算和控制的。与人的健康紧密相关的CT扫描,其基本原理竟是一条数学定理一一拉东逆变换公式。信息时代的国家机密正是通过数学密码理论才得以在传输过程中保持安全。庞大的世界经济的未来,正在由成千上万个未知数的微分方程组进行模拟和预测。从北京大学数学系毕业的王选院士用数学技术创立了享誉国际的方正集团。当我们在尽情享受数学文明的时候,我们应当如何认识当今的数学呢?

图3 纯粹数学与应用数学

中国的数学观多半限于纯粹数学,有其历史原因。1949年以前的旧中国工业凋敝,科学落后,没有应用数学可言,当时的著名数学家在艰难的条件下开展数学研究,没有经费,只能从花钱很少的纯粹数学着手,例如研究数论、函数论、微分几何。他们的成就是国家的骄傲,体现了中华民族的创造精神,但是也不可避免地带有时代的局限性。1949年以后,华罗庚、苏步青等都先后涉及应用数学,而且身体力行,力求有所作为。可惜的是,文化大革命时期的动乱搞乱了人的思想。否定数学基础研究,批判纯粹数学研究工作,走向极端,把搞不搞应用数学当成“打人的棍子”,伤害了许多人。1976年以后,拨乱反正,有时不免“进一步,退两步”。

在一些地方,应用数学反倒成了“实用主义”的替罪羊。在中学数学圈子里,“十年动乱”期间搞工业基础、农业基础,数学课成了划线、识图,真的是实用主义的数学教育。80年代将它推倒重来,理所当然。可惜的是,真正意义上的数学应用却渐渐从中学数学教学中消失了。进入了90年代,国家建设进入了繁荣时期,科教兴国已成为国策。在这样的时候,重新审视数学的价值,把应用数学提到战略地位来考虑,形成新的数学观,就是十分必要的了。当然,忽视数学应用的倾向也具有世界性,并非中国所特有,只是中国由于历史环境特殊,情形更为严重而已。

    推荐阅读
  • 信用卡逾期明细怎么查(详情请见解答)

    信用卡逾期明细怎么查我们可以直接去当地中国人民银行的征信中心,申请打印个人的征信报告。目前,也可以通过网上的征信系统更方便的查询个人征信,我们打开电脑,在搜索中输入“征信中心”进入。在征信中心首页,我们点击页面中的互联网个人服务平台进入。如果没有账号需要根据页面提示注册后进行登录。选择银行卡验证,需要根据页面提示填写银行卡的相关信息,然后获取验证码。填写完毕后,即可提交个人信用报告申请。

  • 云中谁寄锦书来是哪首诗(云中谁寄锦书来)

    恰巧的今年12月中旬的一次“哲学沙龙”,河北国学学会鼎棋分会的安路西会长,有幸结识了曾在法卡山部队服役已转业在博野县市场监督管理局的陈玉洲老兵,并邀安岳溪会长加入“南疆芳华艺术聊天群”。经新华社及各级报刊的宣传,该棋的影响由大江南北波及海外。如今,鼎棋已非昔日可比。这一提议深得鼎棋分会各位负责人的赞赏。

  • 翡翠能辟邪吗(翡翠能不能辟邪)

    我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!翡翠能辟邪吗古有佩带翡翠玉能逢凶化吉、碎玉挡灾的传说。我觉得带翡翠选择挂件好,虽然都有辟邪的功能,但是挂件的选择面也要比手镯广泛些。民间在屋内挂钟馗的画像,可以镇宅辟邪挡灾。

  • 微信打电话按了静音对方能知道吗 微信电话我按了静音对方听得到吗

    微信打电话按了静音对方是不会显示您手机目前处于静音状态的,所以是不知道的。微信是腾讯公司于2011年1月21日推出的一个为智能终端提供即时通讯服务的免费应用程序,由张小龙所带领的腾讯广州研发中心产品团队打造。

  • 如何保护自己的信息隐私安全(8招教你如何保护好自己的信息隐私)

    如何保护自己的信息隐私安全互联网时代我们几乎可以说是“裸奔”前行,虽然作为用户我们的前台界面其实看起来是风平浪静的,但实际上手机中各种软件都在利用各种我们不了解的手段和方式疯狂窃取我们各种各样的私人信息。④睡觉前最好关闭wifi和移动网络这个方法是比较狠的,如果你不用的情况下关闭WIFI和移动网络,就能避免部分APP在你不注意的时候偷偷上传你的个人信息了。

  • 手机电池怎么充电才耐用(难怪别人手机电量那么耐用)

    但是即便是同样的手机型号,在不同人手中,电池续航能力也各不相同。不要非等快用完再冲经常看到身边有朋友非把手机电量用到红、甚至用到1%即将自动关机再去充电,觉得将电量耗尽才不会过度充电。要注意,手中的备用机或者不常用的手机,也要记得保持充电,不要完全充电或者完全放电,尽量让电量控制在50%上下的区间内,可以避免电池发生损坏。尤其是长期亏电的状态下,很有可能会导致电池无法正常充电,彻底损坏。

  • 山东威海有哪些游玩的好地方(威海有什么好玩的)

    海边夕阳泡冬日温泉即便是在冬日的假期与威海邂逅,也不必为无缘在海滨戏耍而遗憾。而威海凭借得天独厚的地质构造发现了许多温泉的源头。体验一次海滨垂钓威海蜿蜒千里海岸线、百余座大大小小的岛屿、清新怡人的空气,历来是钓友的首选之地。威海国际钓鱼节是国内举办的最大规模的海水、淡水同时开赛的国际钓鱼比赛。威海带孩子get帆船技能如今,在国内大帆船运动发展如火如荼,小帆船运动也势头正旺。

  • 海底捞有什么消费(海底捞又被骂上热搜)

    引人关注的是,海底捞在财报中公布,顾客人均消费从2019年的105.2元上升至2020年的110.1元。消息一出,网友们纷纷吐槽海底捞人均110元的消费水平不真实,两成多网友表示自己在海底捞人均消费超200元。这不是以服务态度闻名的海底捞第一次登上热搜,从去年疫情复工后菜品涨价6%,到今年的牛肉粒消失,人均消费上涨,海底捞一直处于风口浪尖上。随着国内火锅市场成熟,越来越多特色火锅品牌进入赛道,火锅老大海底捞的压力不小。

  • 干净的环境能带给人更多的灵感(在这纷繁的时代)

    干净的环境能带给人更多的灵感?十几个朋友聚在一起。从下午喝到第二天凌晨五点没停过!常态中的我没有多少醉意。冬天的清晨凌晨五点,漆黑黑的夜空依稀繁星点点微亮,一阵风拂来、本来就冷的天更增添了一丝丝寒意。但愿她们今天的心情也和我一样好吧!人与人之间就是这般奇怪也是那么的美妙!你如何对他人,你所得到的回应也是对等的。世间没有无缘无故的恨!天理一直在循环着它的因果,所以只有你舍最终才会得。

  • 水浒拍摄地湖北(江苏省一县级市)

    江苏,简称“苏”,省会南京,位于中国大陆东部沿海,与上海市、浙江省、安徽省、山东省接壤。截至2016年,江苏省共下辖21个县级市、20个县。春秋时期,吴越争霸,该地区先属吴国,后属越国。二战国时期,今兴化市一带为楚国将领昭阳的食邑,所以古称昭阳。清朝灭亡后,兴化县直属江苏省。如今,作为江苏省泰州市下辖的县级市,兴化市总面积达2393.35平方公里,总人口约为158万人,为江苏省人口较多的县级市。