数学究竟是发明还是发现?( 二 )


有些数学思想非常基础 , 即使你没有发现 , 别人也会发现 。 数学是科学的语言 , 它的结构是自然、固有的 。 即使宇宙明天就消失 , 永恒的数学真理也仍然存在 。 我们有责任去发现它 , 理解它的功能 , 并在我们的知识基础上找到可以控制物理事件的解决方案 。
许多数学家都支持这一观点 。 他们发现了许多永恒的真理 , 而这些真理——比如没有最大的质数 , 小数形式的圆周率可以无限延伸等——与发现它们的头脑无关 。
数学本身可以在自然界中表现出来 , 并蕴藏着许多普遍问题的答案 。 在自然界中 , 我们经常可以找到一个与数学有关的例子——黄金比例 。

数学究竟是发明还是发现?

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图6/7
赛菊芋属植物的花瓣呈斐波那契数列的模式
黄金比例与斐波那契数列
黄金比例描述了宇宙中最可预测的模式 。 它描述了从原子、飓风、人脸、人体到银河系的一切 。 黄金比例是两个部分a和b的比例等于(a+b)除以较大的部分a的值 , 约为1.618 , 用希腊字母φ 表示 。 它也被称为神圣比例 。
黄金比例源于斐波那契数列 , 以意大利数学家列奥纳多·斐波那契的名字命名 。 数百年来 , 斐波那契数列一直令许多数学家、科学家和艺术家着迷 。 在这个数列中 , 每一个数字都是它前面两个数字的和 , 即0 , 1 , 1 , 2 , 3 , 5 , 8 , 13 , 21 , 34 , 55 , ……
我们可以在身边的各种事物中看到斐波那契数列 , 例如贝壳、动物、金字塔和其他意想不到的地方 。 花瓣也遵循斐波那契数列 。 如果仔细观察 , 你会发现一朵花的花瓣数可能是以下几种之一:3、5、8、13、21、34或55 。 例如 , 百合有3片花瓣 , 波斯菊有8片花瓣 , 玉米万寿菊有13片花瓣 , 菊苣和雏菊有21片花瓣 , 米迦勒雏菊有55片花瓣 。 这些现象支持了一个论点 , 即数学函数一直在自然界中存在着 , 我们所做的只是发现它们 。

数学究竟是发明还是发现?

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图7/7
用于显示零下温度的负整数
数学是我们创造的吗?
有些人反对数学被发现的观点 , 比如反柏拉图学派 , 他们认为数学是被发明的 。 换言之 , 数学是人类的一项发明 , 其设计方式可以恰当地描述物理世界 。 为了满足我们的需要 , 人类的头脑不断创造出各种数学概念 。
如果宇宙明天就消失了 , 那么每一个虚构的想法 , 比如足球、国际象棋或我们发明的任何活动都会消失 , 数学也是如此 。
人类可以通过观察自然界中出现的模式来了解宇宙的运作 。 通过从周围世界中抽象出形状、线条、群组等元素 , 我们创造出了数学概念 , 并将这些概念联系起来 , 以达到某种目的 , 或者只是为了好玩 。
几何学和算术的发展来源于我们观察和区分形状的能力 , 如圆形、三角形等 。 我们也用几何来区分直线和曲线 。
一开始 , 我们用的是自然数1 , 2 , 3……等来计算我们周围物体的数量 。 后来 , 我们发明了更多的概念 , 如负整数、有理数、无理数、复数等等 。 这些数学概念的扩展都是为了服务于我们的各种目的 。
打个比方 , 如果水银计的温度降到0度以下 。 那么 , 为了说明一个小于零的数 , 我们就会引入负整数的概念 , 并写成-10℃或-25℃ 。 正是由于这种基于周围所见而创造出新概念的过程 , 我们的确也可以说 , 数学诞生于我们的感知和心理设想 。
有些人认为数学是一项发现 , 有些人则认为它是一项发明 , 这两种观点之间的争论可能会永远持续下去 。 考虑到这个问题已经存在了两千多年 , 在短时间内 , 我们应该不太可能找到完美的答案 。 不过 , 显而易见的一点是 , 数学并不在乎我们是否认为它是被发明的还是被发现的 , 或者两者在其存在中发挥了何种作用 。 不管我们对此的观点如何 , 数学都会客观地发挥它的作用 , 继续为人类造福 。 (任天)

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