這個問題,莘莘學(xué)子當(dāng)琢磨,理工學(xué)者須吃透。先給出我的答案,然后逐一解釋,最后警惕走火入魔,共有七個標(biāo)題。 數(shù)學(xué)的本質(zhì)是——抽象思維,表現(xiàn)為三個方面:①代數(shù)抽象或統(tǒng)計方法、②幾何抽象或微積分方法、③拓?fù)涑橄蠡蚍柗椒ā?/p> 數(shù)學(xué)的意義是——應(yīng)用工具,表現(xiàn)為三個方面:①作為邏輯思維的工具、②作為物理表達(dá)的工具、③作為設(shè)計制造的工具。 代數(shù)抽象,是統(tǒng)計思維的精髓統(tǒng)計抽象,即不考慮樣本個性差異,只考慮樣本的共性特征,對樣本進(jìn)行統(tǒng)計操作,包括:統(tǒng)計總量、統(tǒng)計分組、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計圖表。 某類事物的存在形式是千差萬別的,但他們的共性:都是相對獨立的個體、個數(shù)、單位1。 看看:1個男人+1個女人=2個人;1個狗+1個貓=2個寵物;1個大黑狗+1個小花狗=2個狗;1個圣人君子+1個流浪狗=2個哺乳動物... 再看:1個電子+1個質(zhì)子=2個粒子;1個地球+1個太陽=2個天體;1個伽瑪線光子+1個紅外線光子=2個光子... 顯然:若干個單位1,就是“數(shù)”。畢達(dá)哥拉斯說“萬象皆數(shù)”,統(tǒng)計是最基本的數(shù)學(xué)邏輯。 然而,形式邏輯≠數(shù)學(xué)邏輯,唯象思維≠數(shù)學(xué)思維,抽象事物并不存在。 悖論:白馬非馬,因為抽象的馬不存在,沒有個性的馬不存在。 幾何抽象,是微積分思維的精髓微積分抽象:即把自然的曲線元素,變成人造的直線元素,把自然的漩渦元素,變成人造的圓弧元素。 物體的結(jié)構(gòu),都是不規(guī)則的橢球。植物的花粉與種子,動物的精子與卵子,微生物的孢子與泡囊,無機(jī)界的沙子與晶胞,太空中的塵埃與星體,可以做“球模型”的幾何抽象。 物體的運動,都是不規(guī)則的流線。自然界不存在直線運動。指紋、年輪、神經(jīng)、蛛網(wǎng)、海螺、河道、湍流、云涌......皆無純幾何軌跡。 然而,在這些繚亂走向中:當(dāng)你截取相當(dāng)小片段,它們就是一段圓??;當(dāng)你截取足夠小片段,它們就成了一節(jié)直線。 無論多么雜亂無序的繚繞,都可以因為“片段→差分→微分”之幾何抽象手術(shù),變成極簡的線與弧,變得規(guī)規(guī)矩矩而聽由處置。這就是幾何抽象的神奇魅力。 拓?fù)涑橄?,是符號思維的精髓拓?fù)鋵W(xué)或形勢分析論,研究幾何空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的共性或抽象性,通俗的講,研究“萬變不離其宗”。 拓?fù)涑橄蟮闹饕笜?biāo)有:連通性、緊致性/仿緊性、定向性、一致性、分離性。例如:就連通性:球面=平面≠環(huán)面;就定向性:曲面=平面≠莫比烏斯曲面/非定向性。 筆者的符號,是廣義的形勢,諸如模擬圖形、表現(xiàn)形式、空間結(jié)構(gòu)、流形樣式。 拓?fù)涑橄螅诟呖萍汲洚?dāng)重要角色,如:計算機(jī)圖形學(xué)、超導(dǎo)超流技術(shù)、機(jī)器人仿生。詳細(xì)資料請搜關(guān)鍵詞#拓?fù)鋵W(xué)#。 過分抽象,導(dǎo)致數(shù)學(xué)唯心主義抽象,只是一種理念、范疇、智慧、技巧、工具、方式、方法,只能用來統(tǒng)計與模擬,不能強(qiáng)加于自然界的具體事物,不可過度消費抽象工具,否則會走向數(shù)學(xué)唯心主義的旁門左道。 現(xiàn)代物理學(xué),大刮數(shù)學(xué)風(fēng),過度使用廣義拓?fù)淅砟顒?chuàng)造物理模型。例如:宇宙爆脹論、有界無限論、粒子零維論、糾纏超距論、平行宇宙論、高維弦理論,都不免有點走火入魔。 數(shù)學(xué)充當(dāng)邏輯思維的工具表現(xiàn)在數(shù)理邏輯,如幾何證明、代數(shù)操作、邏輯運算、數(shù)學(xué)分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、邏輯電路方面。 數(shù)學(xué)充當(dāng)物理表達(dá)的工具尤其表現(xiàn)在物理實驗(包括化學(xué)實驗)的定量分析、建立變量關(guān)系的解析式/公式/方程上。如果沒有數(shù)學(xué)表達(dá)式,科研與八卦無異。 數(shù)學(xué)充當(dāng)應(yīng)用技術(shù)的工具人類一切物質(zhì)技術(shù)裝備的設(shè)計與制造,都離不開數(shù)學(xué)工具與數(shù)學(xué)方法的支持??梢哉f,數(shù)學(xué)是技術(shù)的靈魂,尤其是超精細(xì)與高尖端的結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計更需要高級數(shù)學(xué)工具的支持。 物理新物視野,旨在建設(shè)性新思維,共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。 |
|