思想海洋的远航分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xying 系统科学与数学水手札记

博文

理解数学——抽象(1) 精选

已有 15119 次阅读 2013-7-4 07:11 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 数学, 抽象

数学是做研究的人既爱又恨的内容,也是民间科学家最喜欢又常被拒之门外的挑战。若能从一般的原理出发经过数学演绎推导,发现了符合实践的规律,用公式简洁概括地描述,量化的计算如同魔术般地揭秘预测,这研究就有了高度,放在论文里点石成金。恨的是,上过的课一半还给了老师,翻书时头晕目眩,推理常有人挑刺,看别人论文里数学常觉得是故弄玄虚。

民科最喜欢是数学不靠设备不用烧钱,从问题到结论只凭推理不需旁证博引,只要心中自信头脑清晰逻辑过硬,面对院士也敢辩。数学命题对就是对,错就是错,争论可以逐条厘清直到不再含糊,结果贴在那里不需要权威认可,明白的人自有公断,戴什么帽子都没用,强词夺理的人最后羞辱的是自己。恨的是,秀出多年心血,往往鸡同鸭讲,不懂行话无法交流。

这里的矛盾多是在对数学抽象的理解上。

先看一个生活中的例子。画家赛加索急于用钱,把一幅得意之作贱卖了1000块钱给王二,不舍地对他说:你挣着了!十年之后,这画至少涨十倍。王二在客厅里挂了两天,除了他自己之外,大家都觉得像块抹布。王二把画交回退了800块,赛画家一周以后又把这画900块卖给王三。赛大师还是很高兴,认为这画按我的身份就值1000块,卖给王二是友情价不讲钱,现在低价转给王三,这800900出,实实在在赚了100块。王二认为,老赛从我这儿赚了200,至于他和王三的,以物换钱谈不上谁挣谁亏。王三知道这过程后,直说加索黑,第一次交易赚了200,第二次把800的卖900,又赚100。这三人算的数分别是100200300,到底画家从这赚了多少?

应该说这三个人算的都对,也都不对。对的是,各自按照他们对“赚”这概念的理解,都没算错。错的是,如果“赚”是相对于材料的成本而言,这材料只值200块钱,他总共赚的是900块。

有人说这不怎么“数学”,我们懂。那看纯数学的。实数和复数,大家都觉得是概念很清楚的东西。最初是作为对代数方程解的扩张,把这扩张在有理数之外的实数称为无理数。笛卡尔认为一切数学的问题都是代数的问题,代数的问题是解方程的问题。按这逻辑,实数尽在于此了。实际上能够作为代数方程解实数(称为代数数)的数量,与不是代数数的超越数相比几乎可以忽略不计,当康托尔证明这个事实时,数学家们还没把握这些超越数是不是存在。这说明尽管我们通常都觉得很简单的概念,事实上并不了解。这通常并不造成问题,因为对人们熟知东西概念的认知偏差面前,无数的经验或事实能帮助你避开误区,直到你要进入不常遇见的情况,要挑战前人的观点时,你就有可能遇上了麻烦。

通常人们认为无理数是个含有无限不循环小数的数,这和含有有限的小数及无限循环的小数的有理数共同组成实数。这确实是无理数和实数的一个性质,但对于无限的想象是难以捉摸的。在难以想象的定义面前,一些属性没有经验和事实可以参考,必须严格依赖逻辑以求自洽,检验所有相关的定理不发生矛盾才行。有人要创造一种新的实数理论,说它是可数的,其现实背景是计算机的实数表达方式,理由是不能被数值计算的数没有现实的意义,加上一些原子论潜无穷等哲学思想,塑造成如同政治的观点一样,可以理直气壮地要求尊重的不同见解。但这其实是不了解真正实数概念的一种想法。表面上人们可以简单地否定实数不可数的性质,而代之以不同的规定,但是这样做,首先,与康托尔的证明,对角线法中反证法逻辑相冲突。其次,从可数的可加性就会推出任何区间的测度都是零,这就无法在上面建立积分和概率了。现代数学的实分析和利用反证法证明的定理全部都要作废。这样的新东西就不是人们所说的实数了。这样的思想也不是谈数学了。所以要挑战或深入引用概念时,最好还是要消化了解一下它在数学上的准确定义和本质,才不会做无谓的努力。

人们把心中的概念表达出来时,不仅要符合规范,蕴含着你所想说的意思,这抽象后的定义还要约束不同经验和思想的人不会产生另外的含义。

有人把“让世界充满爱”这个观念表达成“Let’s make love everywhere”,谷歌翻译也把它翻回中文“让我们的爱无处不在”,你是怎么看?

(待续)

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-826653-705074.html

上一篇:随笔闲侃回忆杂感集
下一篇:理解数学——抽象(2)
收藏 IP: 50.131.158.*| 热度|

26 武夷山 蒋迅 王浩 徐晓 唐常杰 田云川 李伟钢 吉宗祥 庄世宇 韦玉程 郑晨 朱豫才 鲍得海 李宇斌 徐传胜 张云 张能立 wliming guoyanghuawu Jasion rosejump hkcpvli ttee1 yueliang002 ddsers kongshl

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (56 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-12-23 08:14

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部