作為一個(gè)數(shù)學(xué)人,提出這樣的問(wèn)題有點(diǎn)不識(shí)好歹!但我們應(yīng)該理智地看待數(shù)學(xué)。我們要注意一個(gè)基本事實(shí),作為促進(jìn)科技進(jìn)步的數(shù)學(xué)從來(lái)都是小眾化的。當(dāng)然,普通人多了解一點(diǎn)數(shù)學(xué)對(duì)工作與生活也不無(wú)幫助,但這種了解絕不是知道幾個(gè)數(shù)學(xué)概念,會(huì)解幾道數(shù)學(xué)題。
數(shù)學(xué)的確很有用,套用一句老話:“數(shù)學(xué)不是萬(wàn)能的,但沒(méi)數(shù)學(xué)是萬(wàn)萬(wàn)不能的。”這句話既很應(yīng)景也很有道理。
為什么說(shuō)數(shù)學(xué)不是萬(wàn)能的?數(shù)學(xué)難以企及的東西多了去了,你建一個(gè)數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)一下地震試試?要將預(yù)測(cè)的時(shí)間點(diǎn)提前到大家有足夠的時(shí)間疏散,我相信在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)是做不到的。再如,誰(shuí)能給風(fēng)險(xiǎn)一個(gè)有效的度量方法?或許有人會(huì)說(shuō),今天不能,不等于將來(lái)不能,說(shuō)得好,未來(lái)就是個(gè)包含無(wú)窮多不確定因素的概念,你說(shuō)了等于沒(méi)說(shuō),我還可以說(shuō)地球總有一天會(huì)毀滅呢。對(duì)于有限的人生來(lái)說(shuō),這是個(gè)沒(méi)有多大意義的問(wèn)題。
再來(lái)說(shuō)說(shuō)為什么沒(méi)數(shù)學(xué)是萬(wàn)萬(wàn)不能的。這句話的歧義更大,很多人目不識(shí)丁更別說(shuō)懂?dāng)?shù)學(xué),不是一樣過(guò)得很好?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題要從兩個(gè)層面上看,一個(gè)是個(gè)體層面,另一個(gè)是社會(huì)層面。從個(gè)體層面看,懂不懂?dāng)?shù)學(xué)還是有點(diǎn)區(qū)別的,這種區(qū)別并不在于你知道多少數(shù)學(xué)概念,會(huì)解多難的數(shù)學(xué)題,而是你是否懂得數(shù)學(xué)的思維方式。那么,什么是數(shù)學(xué)的思維方式?有人或許會(huì)說(shuō):“你不就是想說(shuō)用邏輯思考嘛!”錯(cuò),數(shù)學(xué)并不只講邏輯,有時(shí)候甚至?xí)恢v道理。數(shù)學(xué)的思維方式有三個(gè)層次:1、直覺(jué);2、思辨;3、邏輯。邏輯思考只是最后的瘋狂。這么說(shuō)可能會(huì)讓人覺(jué)得有些抽象,其實(shí)我在一篇題為“數(shù)學(xué)使女人更加美麗”的推文中舉過(guò)例子說(shuō)明這三個(gè)層次,這里就不再重復(fù)了。這是從原理上看,具體到不同的方面,這種直覺(jué)、辨析又有所不同。簡(jiǎn)單地說(shuō),直覺(jué)是基于經(jīng)驗(yàn)(發(fā)散式)或先天性感悟能力的一種不完全歸納,它的典型表現(xiàn)形式就是猜想,即根據(jù)有限的現(xiàn)象猜測(cè)一般規(guī)律。辨析則是根據(jù)猜測(cè)進(jìn)一步尋找佐證,尋找的過(guò)程就是多角度試錯(cuò)的過(guò)程,通過(guò)試錯(cuò)(也叫證偽)過(guò)程進(jìn)一步肯定或否認(rèn)你的猜測(cè)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)有條理的梳理,澄清猜測(cè)的真?zhèn)危@就是所謂的數(shù)學(xué)思維。概括起來(lái),數(shù)學(xué)思維是一個(gè)從“發(fā)散”到“不完全歸納”再到“試錯(cuò)”最后到達(dá)“肯定”的過(guò)程。它幾乎適用于對(duì)任何問(wèn)題的思考,換句話說(shuō),它是一種普適的思維模式。很多人往往停留在不完全歸納階段,所謂聽(tīng)風(fēng)便是雨指的就是這類(lèi)人,由于各種原因使得很多人無(wú)法完成“試錯(cuò)”與“肯定”過(guò)程。無(wú)論是自然界還是社會(huì),這類(lèi)現(xiàn)象比比皆是。
上述思維模式是數(shù)學(xué)思維的初級(jí)模式,即使對(duì)數(shù)學(xué)所知不多的人只要有一定的感悟力與經(jīng)驗(yàn)積累也能做到,數(shù)學(xué)思維的高級(jí)模式則是抽象與量化模式,這種模式需要在現(xiàn)實(shí)與數(shù)學(xué)的鴻溝上架設(shè)一座橋梁,讓你可以通過(guò)這座橋梁從現(xiàn)實(shí)走進(jìn)數(shù)學(xué),在數(shù)學(xué)世界里尋找你需要的東西再回到現(xiàn)實(shí)中,你尋找的數(shù)學(xué)便是你解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的利器。建這座橋梁的人不僅要精通數(shù)學(xué),也要精通現(xiàn)實(shí)中要解決的問(wèn)題,他主要的任務(wù)不是創(chuàng)造數(shù)學(xué),而是運(yùn)用數(shù)學(xué),當(dāng)然,也有可能在解決問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)明新的數(shù)學(xué)(例如牛頓的無(wú)窮小分析)。
從社會(huì)層面看,數(shù)學(xué)是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的有力武器,任何科技的進(jìn)步都離不開(kāi)數(shù)學(xué)的推動(dòng),關(guān)于這個(gè)問(wèn)題無(wú)需我說(shuō)得太多,歷史與現(xiàn)實(shí)就是很好的例證。
然而,人們往往誤會(huì)了數(shù)學(xué)的神奇,以為學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)就可以無(wú)敵于天下,甚至有人認(rèn)為成為數(shù)學(xué)解題高手就是學(xué)會(huì)了數(shù)學(xué)了!這都是對(duì)數(shù)學(xué)的誤解。數(shù)學(xué)好比催化劑,它可以改變化學(xué)反應(yīng)速率但不改變化學(xué)平衡。但它又不等同于催化劑,因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程中,這種催化劑本身無(wú)論是質(zhì)量還是化學(xué)性質(zhì)都有可能發(fā)生改變,這就是新數(shù)學(xué)的誕生。而新數(shù)學(xué)的誕生與發(fā)展又有可能為未來(lái)的科技創(chuàng)造輝煌。
分歧往往就在這個(gè)時(shí)候產(chǎn)生,任正非先生所說(shuō)的數(shù)學(xué)之重要是指數(shù)學(xué)的催化作用,丘成桐先生所說(shuō)的數(shù)學(xué)之重要?jiǎng)t是數(shù)學(xué)自身質(zhì)量與化學(xué)性質(zhì)的改變,或者說(shuō)數(shù)學(xué)自身的發(fā)展。前者是應(yīng)用數(shù)學(xué)或數(shù)學(xué)應(yīng)用,后者則是純數(shù)學(xué)。純數(shù)學(xué)的產(chǎn)生可能來(lái)自現(xiàn)實(shí),也有可能來(lái)自數(shù)學(xué)內(nèi)部(例如康托爾的集合論)。可以說(shuō),沒(méi)有純數(shù)學(xué)的發(fā)展不可能有應(yīng)用數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)應(yīng)用的輝煌!今天的應(yīng)用數(shù)學(xué)有可能是昨天的純數(shù)學(xué)(例如高斯與羅巴切夫斯基的非歐幾何成為相對(duì)論的基礎(chǔ))。今天的純數(shù)學(xué)也有可能成為明天的應(yīng)用數(shù)學(xué),從這個(gè)意義上說(shuō),一個(gè)國(guó)家不僅需要面向技術(shù)研發(fā)的一流應(yīng)用數(shù)學(xué)家,更需要養(yǎng)一群“沒(méi)用”的人—純數(shù)學(xué)家,正是這些沒(méi)用的人有可能(不一定)創(chuàng)造未來(lái)的輝煌!
我們應(yīng)該正確理解國(guó)家對(duì)數(shù)學(xué)重視的意義,具體到基礎(chǔ)教育,數(shù)學(xué)教育的重要性不是增加或減少多少數(shù)學(xué)知識(shí),而是教什么樣的數(shù)學(xué)!數(shù)學(xué)教育的最終目的是教人學(xué)會(huì)思考與解決問(wèn)題。

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