2016-08-18 23:00:54
數學有什麼用?我相信絕大多數學習過數學的人都提出過的問題。
數學沒什麼用。我知道這是許多學習過數學的人給出的的結論。
他們會說:我上街買菜,用不著三角公式圖像;我在廚房做飯用不到計算曲面面積;我上班工作不用積分求導……數學除瞭應付考試還有什麼用處?!
對於人類自己創造出的,人類文化中少數的幾個精華之一的數學,許多人竟然是反感的,是不屑的。這是我們的教育出瞭問題,但數學的作用是卻不是以我們的無知能否認得瞭的。
一位數學愛好者王廣平收集瞭一篇文章,從一方面探尋瞭數學的用處,大傢參考參考。
有 這樣一個傳說,一次,數學傢歐幾裡得教一個學生學習某個定理,結束後這個年輕人問歐幾裡得,他學瞭能得到什麼好處。歐幾裡得叫過一個奴隸,對他說:“給他 3個奧波爾,他說他學瞭東西要得到好處。”在數學還非常哲學化的古希臘,探究世界的本原、萬物之道,而要得到什麼“好處”,受到鄙視是可以理解的。這就像 另一個故事:在巴黎的一個酒吧裡,一個姑娘問她的情人遲到的原因,那年輕人說他在趕做一道數學題,姑娘搖著腦袋,不解地問:“我真不明白,你花那麼多時間 搞數學,數學到底有什麼用啊?”那年輕人長久地看著她,然後說:“寶貝兒,那麼愛情,到底有什麼用啊?”
世界上有些東西比較可信,有些則不那麼可信。這裡說的信不是誠信,誠信訴諸道德,解決“說真話”的問題,至於“真話”是否可信,是否正確,那是另一回事。
什麼東西可信呢?我看見一個人在那裡,我拿著一件東西感到它的重量,這都是很確鑿的經驗,不好否認。但是經驗靠不住也是常識,兩個小孩辯論太陽的遠近, 一個說太陽早晚冷中午熱,所以早晚遠中午近,另一個說太陽早晚大中午小,所以早晚近中午遠,各執一詞,把孔夫子都難倒瞭,古人用日常的直接經驗沒法解釋這 樣的矛盾。
由經驗構成的分散的知識,顯然沒有成體系的知識可信,我們歷來都對知識的體系更有信任感。例如牛頓的力學體系,可以精 確地計算物體的運動,即使推測1億年的日食也幾乎絲毫不差;達爾文以物種進化和自然選擇為核心的進化論,把整個生物世界統括為一個有序的、有機的系統,使 得我們知道不同物種之間的關系。
但是,即使是經典的知識體系,也不足以始終承載我們的全部信任,因為新的經驗、新的研究會調整、 更新舊的知識體系,新理論會替代舊理論。愛因斯坦相對論的出現,使得牛頓的力學體系成為一種更廣泛理論中的特例;基因學說的發展和化石證據的積累,使得達 爾文進化論中漸變的思想受到挑戰,這樣的事例充滿瞭整個科學發展的歷史,讓我們不時用懷疑的眼光打量一下那些仿佛無懈可擊的知識體系,對它們心存警惕。
不過,在人們追求確定性、可靠性的時候,還有一塊安寧的綠洲,那就是數學。數學是我們最可信賴的科學,什麼東西一經數學的證明,便板 上釘釘,確鑿無疑。另外,新的數學理論開拓新的領域,可以包容但不會否定已有的理論。數學是惟一一門新理論不推翻舊理論的科學,這也是數學值得信賴的明 證。
數學追求什麼?我們稱古希臘的賢哲泰勒斯是古代數學第一人,是因為他不像埃及或巴比倫人那樣,對任意一個規則物體求數值解, 他的雄心是揭示一個系列的真理。比如圓,他的答案不是關於一個特殊圓,而是任意圓,他對全世界所有的圓感興趣,他創造的理想的圓可以斷言:任何經過圓心的 直線都將圓分割為兩等分,他找到的真理揭示瞭圓的性質。
數學要求普遍的確定性。
數學要劃清結果和證明的界限。
世界再變幻不定,我們也總要有所憑信,有所依托,把這種憑信的根據推到極致,我們能體會到數學的力量。數學之大用也在於此。
我們的先人很早就開始用數學來解決具體的工程問題,在這方面,各古文明都有上佳的表現,但是古希臘人對數學的理解更值得我們敬佩。首先是畢達哥拉斯學 派,他們把數看作是構成世界的要素,世上萬物的關系都可以用數來解析,這絕不是我們現代“數字地球”之類的概念可以比擬的,那是一種世界觀,萬物最終可以 歸結為數,由數學說明的東西可以成為神聖的信仰,我想,持這樣想法的人,一定對自然常存敬畏,不會專橫自欺的。