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數學界最強的幾大猜想
數學界最強的幾大猜想
更新时间:2024-09-28 23:18:34

數學界最強的幾大猜想(為什麼要學數學)1

數學是很多中學生從初中開始就感到比較困難的一門學科,也是我們很多試圖輔導孩子數學的家長們從孩子小學高年級就感到力不從心的一門學科;所謂"學困生"往往也從數學開始。

數學也是絕大多數文化人走出校門以後就抛之腦後,十幾年甚至幾十年幾乎就不再接觸或很少接觸的一門學科。

廣大公衆,一提起數學就望而生畏或者莫名其妙或者幹脆反感的,不在少數。這是數學教師的失敗,也是數學教育的悲哀。

既然如此,我們為什麼還要費那麼大勁,從小學到初中、再到高中、甚至到大學,學習那麼多的數學?學習數學對于我們每一個現代社會的公民,難道真的就那麼重要?

數學界最強的幾大猜想(為什麼要學數學)2

經常聽到一些老師和家長教育孩子說"生活處處都有數學、處處都用數學,如果不好好學習數學,将來就沒辦法在社會上立足,就會在激烈的競争中被數學淘汰,……。"真是這樣嗎?

因為數學有用而學習數學其實是個很大的誤區!

"生活處處有數學"本身沒錯,華羅庚先生就說"大哉數學之為用!宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,無處不用數學。"但是,生活中絕大部分的數學對于普通大衆而言,"看似很近,其實很遠"。就拿現在幾乎每個人都離不開的手機來說,最底層的原理雖然是數學上"0"與"1"兩個數字的"邏輯運算",然而這種邏輯運算卻是大衆難以理解而且也是不需要去理解的,——不懂手機原理并重要,隻需要會用手機、會玩手機,就夠了!

日常生活與工作中,普通大衆對數學最多隻用到簡單的四則運算、以及一些簡單的百分比與統計知識;非技術部門的社會精英,頂多再加點簡單的邏輯推理與概率知識,這都是有相關的調查數據佐證的。

數學界最強的幾大猜想(為什麼要學數學)3

我國古代大教育家孔子有關為什麼教《詩》與學《詩》的論述,可以給我們現代的"數學教育觀"提供一個極好的參照:

孔子說"興于詩、立于禮、成于樂"(人的修養,開始於學詩,自立於學禮,完成于學樂);"詩可興、可觀、可群、可怨。"(學詩可以激抒發情志,可以觀察社會與自然,可以結交朋友,可以諷谏怨刺不平之事);"不學詩,無以言。"(不學詩就不能更好地表達自己的意思;學詩可以提高文化修養,滿腹珠玑才能夠談吐如流,腹有詩書氣自華);學詩的主要目的是"迩之事父,遠之事君"(近可以孝敬父母,遠可以報效國家)。

可見,孔子認為學《詩》的主要目的并不是為了寫詩、更不是為了成為詩人,而是為了提高文化底蘊與個人修養。

同樣的道理,學習數學的主要目的也不是為了去當數學家、或者運用數學知識去解決實際問題(那始終隻是少數人的事),學習數學的主要目的是學會用數學的眼光來看世界,提高我們的思維能力。

英國的律師在校學習期間要學習很多數學知識,并不是因為英國律師的學習課程與數學有何直接聯系,也不是将來的律師工作需要用到多少數學知識,而是基于這樣一種認識,即:通過嚴格的數學訓練,可以養成一種堅定不移而又客觀公正的品格,可以形成一種嚴密、精确、條理清晰的思維習慣,從而有助于他們事業的成功。

數學是世界聞名的美國西點軍校的必修基礎課。西點軍校的教育報告在解釋為何要開設許多高深的數學課時指出:"因為數學學習能夠嚴格培訓學員們把握軍事行動的能力與适應性,能使學員們在軍事行動中的那種特殊的活力與靈活的快速性互相結合起來,并為學員們進入和馳聘于高等軍事科學領域鋪平道路。"可見其着眼點并非是數學在軍事科學中的應用,而是數學在培養人的能力方面的功能。

"曹沖稱象"是我國婦孺皆知的故事,已經流傳了上千年。凡是聽過這個故事的人,沒有誰不佩服曹沖小小年紀就那麼聰明的。曹沖為什麼能夠巧妙解決文武百官都沒能解決的"稱量大象"的問題呢?

曹沖首先聰明在他具有數學眼光,善于從"量化"觀點看問題:從"量化"觀點來看,任何物體都有兩個最基本的量化特征,——重量(多重)與體積(多大),而且在一定條件下可以相互轉化;這就使得我們可以通過船的浮力(其實是水的體積),将難以稱量的大象的重量替換成容易稱量的石頭的重量("等量代換",——最重要的數學方法之一)。

數學界最強的幾大猜想(為什麼要學數學)4

其次,曹沖聰明在他的"思維策略":文武百官運用的是直接解決的策略,要麼在分割大象上打主意、要麼在改進稱量工具上打主意,可惜都行不通。"乳臭未幹"的曹沖之所以能夠解決文武百官都沒能解決的問題,在于他采用了間接解決的策略,巧妙地利用船的浮力把 "稱量大象"這樣一個陌生而複雜的問題轉化成了"稱量石頭"這樣一個熟悉而簡單的問題。

當然,曹沖的聰明是天賦的,他的"數學眼光"與"思維策略"更多是先天的"直覺"而不是後天的"自覺",大多數人并沒有曹沖那樣天資聰明。幸運的是,我們有數學,數學學習可以幫助我們一步步循序漸進地培養我們的數學眼光、訓練我們的思維能力、有條不紊地解決問題,特别是量化思想方法、抽象思維與邏輯思維能力,是其它學科無以替代的,數學教育本質上就是一種素質教育。

我國著名數學家與數學教育家徐利治先生指出:數學具有實用功能,能夠用于解決生産和生活中大量的實際問題,這是人們很熟悉的;數學還具有文化功能,這卻是人們容易忽視的。學習數學不僅能夠掌握數學知識和方法,而且能夠培養嚴謹的邏輯思維能力和機智的創造思維能力,能夠養成冷靜、客觀、公正的思維習慣,實事求是、有條不紊地處理問題。

學過數學的人們大多數一生可能很少使用學過的數學知識,但這并不等于說他們學的數學沒有用;他們最大的收益在于掌握數學的精神、思想和方法,提高自己的思維能力和解決問題的能力,從而終身受益。

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