这是我从唯物辩证法角度对数学的一点认识,希望能抛砖引玉,听听各位的看法。
从唯物辩证法的角度认识数学
1、唯物论与数学
世界是物质的,运动是物质的存在方式,时间和空间是物质的存在形式。物质不是抽象的,而是具体的,要把握物质,就必须通过它的存在方式和存在形式来把握。所以,实践中,我们必须研究物质的运动变化和时空特性。而物质运动变化中的量、质、时空特性等就是数学的研究对象。比如,数学中的变量可反映物质的运动变化,几何学可用来研究物质的空间特性。
数学研究物质及运动变化中的各种特性,就是为了揭示其中的规律,这就涉及到辨证法。
2、辩证法与数学
世界是辨证的,数学从属于这个世界,也必然是辨证的。具体说来,将辨证法运用于数学,可有如下结论:
(1)世界是普遍联系的。因此,数学必然和实践有着紧密联系,同时,数学学科内部也存在千丝万缕的联系,没有孑然独立的部分。所以,看似与实践毫无关系的“纯数学”,也必然脱离不开实践,只是目前人类尚未找到其用武之地。比如,曾被一度认为是纯数学的数论,如今在公钥加密中起到显著的作用。
因此,在数学学习过程中,一刻都不能忘记所学部分与其它部分和实践的联系。只有在平时注意到这点,才能做到活学活用。
(2)世界是发展的,事物的发展是一个过程,事物以过程而存在。发展的观点和过程论,要求在数学的学习和研究中,要特别注意变量这个概念。变量就是用来描述事物的变化发展的数学范畴。离开了变量,人们就无法认识事物的发展,无法了解事物发展的过程,更不能在实践中影响事物的变化发展。
(3)世界是有规律的。数学中的函数,就是用来概括事物规律的范畴。我们研究数学,最大的目的就是为了发现事物的规律,所以函数这个范畴,在数学中居于极其重要的地位。在学习中我们往往事先被告知事物的函数,然而在实践中,我们的首要任务是探究事物的函数,在其建立之后,才能对事物进一步研究。换句话说,我们常花上绝大部分时间学习下游的技术性处理,而极为重要的上游部分,事物函数的建立,却很少被教材涉及。没有上游的基础性工作,下游便是无米之炊。而事物函数的建立,是一个十分棘手的问题(因为要反映出必然性和偶然性的统一),实践中,人们常运用概率统计的理论和方法来建立函数。可见学好概率统计的重要性。
(4)事物的发展是量变到质变的过程。数学不仅研究量变,也研究质变。极限就是研究质变的典型例子,也是质量互变规律在数学上的反映。
普通人接触到的数学一般只研究量变,但数学要能获得广阔的发展,不能不研究质变,至少,应和质变的研究紧密结合,因为量变和质变是相互渗透的。另一方面,人类想要更准确的把握质变,就不能仅停留于定性的阶段,而应深入研究其时空特性,这就必然借助数学。所以,运用数学来研究质变,必然给数学的发展带来更广阔的天空,也能促进人们更好的预测和把握质变。
(5)对立统一规律。这个规律运用在数学上,可以说明的问题太多,这里简要说明下数学悖论。数学悖论的大意是:根据数学的真命题,以正确的逻辑推断,推导出假命题。历史上的三次数学危机都源于数学悖论。
矛盾就是对立统一,它是事物发展的动力。它在数学上最突出的表现就是数学悖论。数学内部也存在矛盾,其内部矛盾的发展是量变到质变的过程,当其发展到最激烈的程度时,就表现为数学悖论,也就是数学不能自圆其说,产生数学危机。数学危机推动着数学的发展,每次数学危机之后,数学都获得了突破性的进展,实现了量变到质变的飞跃。
矛盾无时不有,因此,数学悖论不可能根本解决。解决掉一个悖论,新的悖论又同时产生,并推动数学向前发展。
3、认识论与数学的关系
任何真理都是相对的。真理只能一定程度上、一定范围内反映事物的规律。同样,函数只能近似的反映事物的规律。事实上,连函数的变量都不能完全准确的反映现实世界,因为变量的赋值不能做到绝对精确。如果给变量赋予完全确定的数值,就难以解决现实问题;而为了解决现实问题,这些变量的赋值就不能完全确定,而带有模糊性,这就导致了模糊数学的产生(实际上它研究的数学问题对精确度要求很高)。
从价值范畴来认识数学。简言之,数学能满足人的需要,尤其是实践的需要。按照价值原则,数学最重要的作用是它能服务于人类实践活动,满足实践的要求。然而,由于特定历史阶段人的认识能力存在局限性,人类并不清楚哪些数学知识有助于实践。相反,人类往往在不知道这些知识有何功用的时候就进行研究,而这些成果常在未来发挥重要作用。因此,既要明确数学的首要任务是服务于实践,又不能在数学研究中急功近利、过分追求实用性。
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