问题

有人认为,数学的本质是计算,另外一个人认为,数学的本质是免于计算,请问相比之下,谁更有道理?

回答
这个问题挺有意思的,它触及到了数学这门古老学科的核心究竟在哪里。我们不妨来仔细掰扯掰扯,看看“计算”与“免于计算”这两种观点,哪一个更能抓住数学的魂。

观点一:数学的本质是计算

持有这种观点的人,往往会从数学最直观、最基础的应用层面去理解。想想我们最早接触数学的时候,不就是学加减乘除吗?数字的运算,符号的变换,这些都是实实在在的“算”。

计算的强大力量: 计算是解决很多现实问题的直接工具。从古代人们数数、丈量土地,到现代工程师设计桥梁、计算航天轨道,再到程序员编写代码运行程序,几乎所有的数学应用都离不开计算。没有计算,很多数学理论就只是空中楼阁,无法落地生根。它给了数学一种实用性和可操作性,让它成为我们认识和改造世界的利器。

计算的逻辑训练: 学习计算的过程,本身就是一种严谨的逻辑训练。你需要遵循规则,一步一步地推导,不能有丝毫的马虎。这种思维方式,对于培养一个人的严谨性、耐心和解决问题的能力至关重要。很多人认为,正是因为数学提供了这样一种清晰、可重复的计算路径,才使得它如此可靠。

计算的普适性: 无论是哪个国家、哪个文化背景下的人,只要掌握了数学的符号和运算规则,就能进行同样的计算,得到同样的结果。这种普适性,是计算带来的巨大优势。它打破了语言和文化的壁垒,成为了一种通用的交流方式。

从这个角度看,数学就像一台精密高效的计算机器,它的价值就在于能够准确无误地处理数量关系,解决各种问题。计算是它的驱动力,也是它的核心产物。

观点二:数学的本质是免于计算

而另一边的观点则显得更加“形而上”一些,它强调的不是数学“怎么做”,而是数学“为什么这么做”以及它能达到的更高层次的“境界”。

抽象与概念: 很多数学家认为,数学的本质在于抽象。数学家们试图从具体的计算中抽离出来,抓住事物背后更本质的、不变的规律和结构。例如,数数可以计算物体的数量,但数学更进一步,提出了“数”这个抽象概念,以及数的集合、运算的性质等。这些抽象的概念,比具体的计算更具普遍性和深刻性。一旦我们理解了这些概念和它们的内在联系,许多问题就能迎刃而解,甚至不需要进行繁琐的计算。

证明与定理: 数学最令人着迷的地方之一,在于它的证明。一个优美的证明,能够清晰地展示一个数学命题的真理性,并且这个真理性是普适的、不依赖于具体的计算。例如,勾股定理,我们知道在任何直角三角形中,$a^2 + b^2 = c^2$都成立,这并不是通过测量无数个直角三角形来验证的,而是通过逻辑推理和证明得出的。一旦证明完成,我们“免于”再去逐个验证,而是直接拥有了这条普遍适用的规律。数学家们追求的就是这种“举一反三”的智慧,通过理解规律来“免于”重复性的劳动。

结构与关系: 数学不仅仅是数字的运算,更是研究各种结构和它们之间关系的学问。群论、拓扑学、图论等等,这些领域关注的是对象的组织方式、连接方式以及转化规则,而非具体的计算结果。例如,研究对称性,我们不关心对称操作的具体数字变化,而是关注对称性本身的结构和性质。这种对结构和关系的洞察,能帮助我们理解更复杂、更抽象的系统,并且同样能指导我们解决实际问题,但往往是通过理解“为什么”来简化“怎么做”。

从这个角度看,数学更像是一门语言,一种思考工具,它帮助我们建立抽象模型,揭示事物之间的内在联系,最终达到一种“一眼看穿”的境界,从而“免于”陷入繁琐的计算泥潭。

谁更有道理?

要说谁“更有道理”,我觉得不能简单地非此即彼。这两种观点其实是对数学不同侧面的描述,并且都包含着深刻的真理。

计算是基础,但不是终点。 计算是学习和应用数学的起点,是验证数学思想的工具,也是数学力量的体现。没有计算,数学将失去它的活力和实用性。可以说,计算是数学的“肉体”,是它能够与现实世界互动、解决具体问题的载体。

免于计算是升华,是智慧。 而“免于计算”则代表了数学更高的追求——理解规律、揭示本质、建立抽象模型。当我们能够通过抽象的概念和严谨的证明来理解事物时,我们就不再是机械的计算者,而是掌握了真理的思考者。这是一种从“术”到“道”的升华。可以说,免于计算是数学的“灵魂”,是它能够提供深刻洞察和普遍性解决方案的源泉。

打个比方:

就像学开车。一开始,你得学会怎么踩油门、怎么踩刹车、怎么打方向盘(这很像计算)。如果连这些基本操作都不会,你就无法开车。但当你成为了一个熟练的驾驶员,你就可以根据路况和经验,预判交通流量,选择最佳路线,甚至在复杂情况下做出迅速反应,而不是机械地执行每一个操作指令。你“免于”时刻去想“现在该踩多少刹车”,而是大脑在更高级的层面上运作。这就是从“计算”到“免于计算”的转变。

最终的结论是:

数学的本质,既包括了它作为一种严谨的计算工具的实用性和操作性,也包括了它作为一种抽象思维和逻辑推理的深刻性和普适性。

计算是数学的根基和实现方式,是它能够触及现实的桥梁。
而免于计算则是数学的目标和升华,是它能够洞察规律、触及本质的智慧所在。

所以,与其说谁更有道理,不如说这两种观点是理解数学的硬币的两面,它们共同构成了数学完整的魅力。 伟大的数学家,既是精妙计算的执行者,更是能够通过计算发现规律,最终“免于”重复计算,达到更高思想境界的智者。我们学习数学,也应该既掌握计算的技能,更追求对数学思想和规律的深刻理解。

网友意见

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别说什么数学的本质了,这只是茶余饭后的谈资,数学工作者真的做东西的时候不会考虑这些问题。

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