數學,被認為是不斷“證明”的一種學問。世界上許多數學難題如哥德巴赫猜想、黎曼假設、費馬猜想、龐加萊猜想等等都是證明題;我們平時在學校所做的那些數學題,證明題也佔了一半以上。為什麼數學這門學科那麼喜歡證明呢?
要想弄明白為什麼數學熱衷於證明,首先要釐清兩個問題。
第一個問題,數學是什麼?
可以說,數學最早是為了解決準確計量物品這一問題的,別人借了我幾個土豆呢?我們拿多少羊去跟他們換麥子呢?
隨著人類的認知不斷升級,數學開枝散葉,慢慢變得包羅萬象:數論、平面幾何、立體幾何、微積分、線性代數、模糊數學、概率與數理統計。到現在,數學已經發展成為人類研究世界運行規律、探索未知世界的最主要手段。
航母造多大?需要數學計算。火箭帶多少燃料?需要計算。今年印多少鈔票?需要計算。雙十一準備多少存貨?需要計算。這篇圖文推送給哪些人閱讀?需要計算。
(一)證明是為了驗證一個猜測是否準確。
我們現有的各種公理、各種公式,都是已經被數學家們證明為絕對正確的。這些存量的工具,是對現行世界規律的高度精簡、高度模型化。用各種公理、公式推導出來的東西,自然也是準確無誤的。所以,如果我們能用數學公式推導、證明高鐵的運行時刻表是正確的,那就可以不用從無數次撞車中,總結出一個不撞車的高鐵運行時刻表。這是“數學熱衷於證明”的第一個意義,解決已知世界的問題。
(二)證明是為了保證一個新的推理方式絕對正確。
與無限未知世界相比,人類的已知是有限的。所以,我們熱衷於用數學證明,還有一個更重要的目的——探索未知世界。比如,愛因斯坦,用數學公式發現了原子能,用數學公式推導證明出“引力波”,如果愛老伯伯能用數學公式完成統一場的證明,那麼人類世界會發生翻天覆地的變化。這是“數學熱衷於證明”的第二個意義,開發出全新的預測工具,探索未知世界。
第二,人類認識世界的最主要方法是什麼?
大家有沒有想過一個問題,我們從猴子變過來,是怎樣一步步認識這個世界的呢?
西方哲學家總結,人類認識世界的最主要方法是“歸納法”。舉個栗子!昨天太陽從東邊出來,今天太陽從東邊出來,所以,哦,明天太陽也會從東邊出來。
“歸納法”我們對世界認識的一個總結,然後得出一個可以預測未來的結論。
實際上,這就是數學思維。
實際上,“明天太陽依然會從東邊出來”就是我們熱衷於“證明”的表現。
這樣的證明,我們人類玩了不止五千年了,可以說人類的知識來自於不斷的證明。
真理是實踐檢驗、證明出來的。
正是因為人類熱衷於這樣的證明,藍色星球才變得如此繁榮。
永無止境的話題
實際上,遠遠不止數學熱衷於證明。
人類熱衷於證明是全方位的。
我們無時不刻在證明自己:升職了,證明我的努力是對的。我獻上鮮花,想證明我是愛你的。......
仔細想想,“摸著石頭過河”是不是證明?過了河就證明了我們走的路是對的。過了河就有了道路自信、理論自信、制度自信、文化自信。
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