问题

为什么前人花了大量时间,用他们的聪明才智发现的定理,后人只要花相对很少的时间就能弄明白?

回答
这个问题触及了知识积累与学习效率的本质,一个非常有趣且深刻的洞察。之所以前人呕心沥血发现的定理,后人能相对轻松地理解,并不是因为后人的智力普遍高于前人,而是多重因素共同作用的结果,就像搭积木一样,前人已经打好了坚实的地基,我们只是站在巨人的肩膀上继续往上添砖加瓦。

1. 知识的累积与结构的形成:

这是最核心的原因。数学、物理等科学领域的发展并非孤立的事件,而是像一条长河,前人的发现汇入其中,成为后人研究的基石和新的起点。

基础的夯实: 任何一个复杂的定理,其背后必然有大量的基础概念、定义和更简单的定理作为支撑。比如,牛顿发现万有引力定律,他需要对数学(微积分、几何学)和物理学(运动定律)有极其深入的理解。后人学习万有引力定律时,这些基础知识已经通过教育体系系统地传授,成为公认的知识框架。我们不需要从零开始推导每一个数学工具,也不需要重新证明每一个基础的物理原理。
理论的体系化: 科学理论的发展会逐渐形成一个逻辑严谨、结构清晰的体系。定理在体系中被安排得井井有条,它们之间的关系、推导路径、应用范围都变得更加明确。前人可能是在一个相对零散的知识海洋中摸索,而我们学习时,这些知识已经被整理、分类、提炼,形成了一张清晰的地图。
前人经验的提炼: 伟大的发现者们,在探索过程中必然会遇到大量的错误尝试、死胡同和弯路。他们通过无数次的试错,摸索出一条可行的路径。这些经验,虽然不直接体现在最终的定理中,但却凝聚了他们大量的智慧和精力。后人学习时,我们看到的是已经“净化”过的知识,是最终的成功经验,而那些失败的尝试往往被历史的洪流所过滤或在相关的文献中被提及为“背景知识”,我们不必重蹈覆辙。

2. 工具与方法的进步:

前人发现定理时所使用的工具,可能非常原始或效率低下。后人则可以利用更先进的工具来辅助理解和验证。

数学工具的完善: 很多伟大的科学发现都伴随着数学工具的创新。例如,微积分的发明极大地推动了物理学的发展。当这些数学工具本身已经成熟并被广泛应用时,后人就能用它们来更便捷地理解和证明那些依赖于这些工具的定理。
计算能力的飞跃: 现代计算机的出现,极大地改变了科学研究的面貌。许多复杂的计算和模拟,在过去可能需要数月甚至数年才能完成,现在则可以瞬间完成。这使得验证理论、探索参数空间变得异常容易,从而加速了理解和应用。
可视化与模拟技术: 抽象的数学公式和物理过程,可以通过图形、动画等方式直观地展现出来。这些可视化工具能够帮助学习者建立直观的理解,绕过一些纯粹的符号推导障碍。

3. 教育与传播的效率提升:

知识的传播方式也在不断进化,这极大地降低了学习的门槛。

教科书与教材的系统性: 现代的教科书和教材,是经过无数代教育者和学者精心编排和优化的结果。它们不仅包含了定理本身,还提供了丰富的背景知识、定义、推导步骤、例题以及练习。这些都是前人反复打磨和验证过的教学材料。
教学方法的改进: 随着教育学的发展,我们有了更科学、更有效的教学方法。循序渐进的讲解、案例分析、启发式教学等,都能帮助学习者更容易地掌握复杂的概念。
信息的可及性: 互联网和数字图书馆使得获取知识比以往任何时候都更加容易。我们可以随时随地查阅资料、观看讲解视频、与其他学习者交流。这种开放和便捷的学习环境,是前人难以想象的。

4. 认知偏差与视角不同:

从心理学角度看,也有一些因素影响我们对这个问题的感知。

“后见之明”的优势(Hindsight Bias): 一旦一个定理被证明是正确的,并且被广泛接受,人们就更容易相信它是“显而易见”的,觉得“我当时也能想到”。这种“后见之明”会低估了发现定理过程中所面临的实际困难。
我们站在前人的肩膀上: 我们学习定理时,已经知道了它的结论和正确性。我们只需要理解“如何”得出这个结论,而前人却需要探索“是否”存在这个结论,以及“为什么”这个结论是正确的。这种已知与未知之间的差别,是巨大的。
专注点的不同: 前人发现定理时,可能需要花费大量时间去思考一个核心问题,探索各种可能性。而我们学习时,只需要关注定理的推导过程和意义,将精力集中在理解上,而不是原创性的探索。

举个例子:欧几里得几何中的勾股定理

勾股定理(a² + b² = c²)对于我们今天学习几何的人来说,可能并不算特别难以理解。但要知道,这个定理的证明在古代数学中是一个非常了不起的成就。

前人(古希腊时期): 在没有完善的代数符号系统、没有成熟的几何证明方法之前,如何去严谨地证明这个关系?毕达哥拉斯学派和他们的后继者们尝试了各种方法,包括“拼图法”(将边长为a和b的直角三角形,与边长为c的三角形组合成大正方形),这其中涉及对面积和几何图形关系的深刻洞察,以及逻辑严密的证明过程。这可不是一蹴而就的。
后人(我们现在): 我们学习时,勾股定理的多种证明方法已经收录在教科书中,有些证明甚至非常简洁优雅。我们可以直接接触到这些成熟的推导,并且已经掌握了学习它所需的几何基础知识(点、线、角、三角形全等、相似等)。我们不需要从零开始思考“如何证明直角三角形三边关系”,因为这个结论已经确定了,我们只是去理解“证据链”。

总而言之,后人能相对轻松地理解前人耗费心血发现的定理,是知识积累、工具进步、教育优化以及我们视角不同等多重因素共同作用的结果。这并非否定前人的智慧,而是人类文明不断向前推进的必然现象。我们之所以能轻松理解,正是因为前人付出了巨大的努力,为我们铺就了平坦的道路。

网友意见

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打个比方的话,人类就好像被丢给沙漠的一群猴子一样,他们什么都不懂——不知道沙漠里有毒蛇,不知道到哪里去找水,不知道如何辨别方向……他们甚至连绿洲的概念都没有产生。


这时候,你会怎么做呢?


漫无目的的瞎走,渴死。

沙里乱刨,被毒蛇咬死。

原地坐着大哭,被风暴掩埋。

拼命往天上跳,期望登上天堂;蹦累了被晒死。


天大地大,死路一条。



但是,有些人很冷静。

他仔细嗅着风中携带的腥香气息,向着来路摸去。

他发现了骆驼,虽然追不上,但却努力在后面跟着。

他发现了温度分层造成的光线反射现象;然后通过海市蜃楼揣测远方的信息。

他观察日月星光,寻找它的运动规律,并学会了利用它们来辨别方向。


他们也失败了很多次,死了很多人。


直到有一天,他们发现了绿洲;于是回头修了条大马路。


题主沿着大马路,大踏步的走向绿洲。


真奇怪,绿洲这么容易找,当初为什么会死那么多人呢?

题主想。


从纷繁复杂的日常现象中抽象出基本概念、再总结出概念之间的深层关联,这个难度是极大的。


有句古诗是这样说的:“此间有真意,欲辨已忘言”。

其实这个作者是在“撒谎”。他才不是“忘”言,而是那个时代就压根没把必要的概念总结出来。

如果连基本概念都没有,“真意”又如何说出来呢?


曹雪芹这么写道:一把辛酸泪,满纸荒唐言。都云作者痴,谁解其中味。

所以你看这表达能力得有多弱鸡啊。写几十万字了,居然还词不达意,要问“谁解其中味”?


当然,我们都知道,曹雪芹的语言能力可一点都不弱鸡。

事实上,他是一位真正的洞察者,他是语言的巨人。

在以光明编织的、最为深沉的黑暗中,只有他才能敏锐的发现,这个世界……有点不对劲。

正是在这个“不对劲儿”的促使下,他才起了“为闺阁立传”的念头,才有了红楼梦这本巨著。


不光他自己能发现这种“不对劲”,他还能把它清清楚楚的写出来——虽然知音少,虽然包括他自己都“不解其中味”,但他还是把铁屋子撬开了一道缝。


到了现代,我们有了经济学,有了博弈论;我们新造了几十、几百、几千的新词汇、新理论;我们终于有可能把“社会”这本书看的更透一些了……


但是绝大多数人已经理解不了曹雪芹那个时代,理解不了他习以为常的生活习惯、风俗人情。

我们仍然不能精确的剖析社会;我们反倒丧失了阅读红楼梦的能力。


是的,我们现在可以很简单的“理解”经典物理。不就那么几个定理几个公式嘛……


但很遗憾,你并不是真学懂了前人的理论。你只是学会了前人为你编制的程序而已。

按程序一步步来,你就会得到正确答案。这是你唯一知道的。

有些人甚至连“为什么按程序一步步来,就能得到正确答案”都知道。


但这并不是懂。就好像你会按开机键启动手机,并不代表你能写Android一样。

真正的懂,是无参考的前提下,写一个程序、写一个操作系统出来。

只会点点戳戳,凭什么敢说你懂?


甚至于,无参考的前提下,写一个程序、写一个操作系统出来,也未必能算真懂。


当你走在沙滩上时,何曾想过,这东西可以变成CPU芯片、变成超越人类智慧的存在呢?


在一片混沌中,能发现“这里有点不对劲”、“我说不出来但我觉得这里值得思考”、“哦不,蜗牛慢雨燕快太模糊,或许我得想办法定量描述它们的快和慢”、“千里马和猎豹,如何比较快慢?”、“野猪的快似乎和猎豹的快还不一样……对,后者更灵活。那么,如何定量描述灵活?”、“雨燕灵活,但它和猎豹比又缺乏力度。如何描述这个差别?”……


看到了吗?

快、慢、灵活、笨拙……我们发明了多少词。


然而它们并没有什么卵用。


除非,你能发现这些概念其实并不是“良定义”的,它们太过含糊,因而不可能说清楚很多很多的问题。


怎么办?


你需要从头开始,提炼出精确的速度概念;然后有了精确的速度概念,你才会发现速度还有个变化率;你给速度的变化率起了个名字叫“加速度”;你发现重物更难推动,经过思考后,你把它精确表达为“加速度和力的大小成正比,和物体的质量成反比”……


事实上,你还会发现,正比是线性比例,而正相关可以非线性……两者并不一样,并不能随随便便就说“正比”。

所以,数学你也不能落下。如果当时没有发展到的话,你还必须同时开拓数学的新领域。不然你就不可能以精确的数学语言表达“力是物体运动状态改变的原因”这句话。


看到了吗?


这么简单的一点点事实,我们不得不精确定义了多少新鲜概念!

事实上,如果你没那么迟钝,你还会发现,就这么个简单的事实,我们甚至都不可能一次就把它说到位!

在速度精确化之前,我们不可能正确表达加速度概念;在加速度概念到位之前,我们不可能精确描绘力的大小;在加速度和力全部到位之前,质量其实也是个模糊的概念,因此我们必须回过头,重新精确定义质量——并把它和过去习以为常“重量”区分开。


为了精确说出这一句话,我们可能不得不绞尽脑汁,把如上这一小段话反复表达几十次;每一次表达之前,我们都不得不绞尽脑汁的把概念弄的更精确、更清晰一些;而清晰精确的概念会立刻暴露出其他概念的不精确来……

如此反复迭代许多许多次,我们才有办法把它真正清晰无歧义的表达出来。


这,只是开拓者面对的问题的一小部分。


事实上,当我们总想去“定义基本概念”时,我们可能已经进入了一个误区。这就是唯心唯物的争辩:凭什么距离速度更基本呢?明明五行八卦、地水火风更基本!


得,胡说八道的一来,路子又走错了。

但,精确表达和胡说八道的分界线,又在哪里呢?


沿着大马路,看着指示牌走到绿洲,这的确是很容易的事。


但,在沙漠中如何找到绿洲、如何把大马路修出来,这才是真正的难题。这才是创造。



学习有两种。

一种是学着认路牌、走马路;另一种是在不知道绿洲时发现绿洲,不知道马路时修建马路。


就好像你也有手机,我也有手机;你拿着手机拍个照发个朋友圈,觉得自己很懂Android。

然后,你突然发现:“奇怪啊!拍照不是按一下钮的事吗?我拿起来就明白了!你怎么看了两年书又敲了半年代码,才做出个相机APP来?就这你也敢说自己懂Android!”


嗯……前一个懂,和后一个懂,并不是同一个懂。


题主很不错。

人,必须先意识到这个“不对劲儿”,才可能在寻求不对劲儿的原因时,真正撞进知识的殿堂。

所谓“夏虫不可语冰”——当某人坚持“相机APP就只是一个按钮”、并且拒绝一切解释时,绝没人能让他意识到“静态图片压缩”是多么困难的一个领域。


傻子看什么都很简单;智者看什么都有脉络可循;庸人觉得一切都极端复杂,复杂到他完全不愿投入丝毫精力。

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