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数学家面对复杂的数学算式时,还能把它和直观的概念联系在一起吗? 第1页

  

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先来看一个大家都很熟悉的冷笑话:


小明对爸爸说:“爸爸我好冷啊”爸爸说:“站到墙角就不冷了”小明不明白,问:“为什么啊” 爸爸说:“因为墙角有九十度啊”。


题主你看到这个冷笑话的时候是什么感觉,在看到“小明”这个名字的时候会有“为什么不是小红”这样直观的感知吗?在看到“因为墙角有九十度啊”的时候会有什么感觉,是因为这个冷笑话太烂大街了所以什么感觉都没有,还是说会用什么特别的语文阅读理解的角度去看待它?


我觉得只要是正常人都不会这么蛋疼没错吧?这就是一个冷笑话而已,一眼看过去都花不了一秒钟。最多就是好笑,不好笑,看过,烂大街了这样几个评价罢了。


同样的道理,我们在做数学的时候遇到的“算式”都是有它的意义的。没人会闲的蛋疼搞一堆乱七八糟的式子一个一个算着玩。又不是初学的时候,要通过大量练习掌握基本的运算过程。


之所以做数学的时候会涉及一些看着很复杂的式子,是因为我们要通过运算,得出我们想要的结果。从这个角度来说,所有的式子都是和直观的概念紧密联系在一起的。因为只有当一个式子能够反映出具体的有意义的数学含义的时候,它才是有价值的。就比如 @Yuhang Liu 的回答里提到的Atiyah-Singer index formula

看到这个式子的时候,我们自然的会想到“解析指标等于拓扑指标”这样一个“直观的”概念。因为这个式子说的就是这么一件事。


至于题主一开始说的那个能不能想到dx的具体含义,能不能与“计算无限个矩形面积的概念”联系在一起。同样的道理,回到一开始的那个冷笑话。题主你看到这个冷笑话的时候,会思考小明的“明”字左边那个“日”是什么意思么?是不是还考虑这是个象形字,表示了太阳的形状?当然不会了。所以同样的道理嘛。


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谢邀,“机械化”是什么东东?

严格地说,不同的数学家面对不同的数学“难题”的思考方式是不一样的。哪有什么世界大同的思维方法,这不是扯淡吗?很多时候,面对具体问题,“数学思维“的好坏往往体现在直觉上。拿早上有人私密我的一个问题举例子吧,他问了这样的一个问题:

这个问题我没见过,或者说我忘记我见过。我的思考过程是这样的,我看见式子 直接想到了 ,

这是任何学过常微分方程的人的直觉,然后我自然想到了补充一个 ,于是不难发现

然后考虑积分问题,就有了 。到这里,我实际大概花了20秒到30秒的时间。 然后在脑子里面算了算如果 熟悉特殊函数的肯定知道这种函数不奇怪。,那么 大概是多少,于是直觉告诉我 。然后我用笔在ipad上验证了一下,这就搞定了。具体如下:

中间的一个算式是这样估计的

因此,1/e确实是下确界。

这个题目其实一点都不难,我展现这个过程就是说明“解决数学问题很多时候真的和“直观”、“现实”没有半毛钱关系,相信我,我也压根没去想什么积分的定义,什么 是什么。这里用不上。很多数学问题你不会做只是因为你不够勤快,不够熟悉而已。真的不需要什么“数学思维”,不需要上纲上线。真的难题才需要“特别”的想法。很多初学者认为我会“可视化”微分和积分我就无敌了,侃侃而谈,其实吧,很多时候,可视不可视意义不大,不会的问题还是不会。微积分就是这样不讲道理的。当然了,我也不觉得微积分中每个问题都有价值,比如上面那个问题就挺傻的,没啥价值。

@Yuhang Liu说的一样,数学家真正考虑的问题不是题主的那种具体算式,那基本没啥价值,它们思考的往往是一个真正非常复杂的问题,从条件到结果都是数学家自己构思出来的,解决它们没有一定之法,一定之规。有时候一个“灵感”就能巧妙的解决一些猜想,当然了,现在这种情况越来越少了,一般需要构造和建立复杂庞大的体系来解决一个真的问题。就算是不是什么“猜想”,你为了解决一个题目也需要很长的逻辑链条和各种不同的知识,其中的复杂不是什么简单的“数学思维”一句话能概括的。


PS: 尽量别拿类似上面那个例子中的问题私密咨询我了,老老实实邀请就好。这个钱不值得花。




  

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