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数学原来可以这样学,《趣味数学》就是有趣

来源:本站原创   日期:2021-04-12

  《趣味数学》真有趣,像讲故事一样,娓娓道来。


  第一个问题,数学是什么?


  ,罗素在他所做的《数理哲学》提出的定义,真是叫人莫名其妙,好,这样的定义,像在开玩笑一样,他说。他说的话粗略的翻译出来就是,它说“数学”是这样一回事,研究他这种玩意儿的人也不知道自己究竟在在干些什么。这样的定义他的惝恍迷离,他的神奇莫测,真是不说还明白,一说反糊涂,然而要将已经发展到现在的数学的领域统括的完全,要将它繁复、灿烂的内容表达的活跃,好像除了这样也没有别的更好的话可说了。对于一般的数学读者,这定义恐怕反而是大家坠入五里雾中,因此拨云雾见青天的工作是似乎少不了,罗素所所下的定义,它的价值在什么地方呢?它所指示的是什么呢?要回答这些问题,还是要用数学的其他定义来相比较更容易明白。


  罗素的定义果真是开玩笑吗?我是很愿意接受罗素的定义的,为了要将他说的明白些,也就是要将数学的定义性质说得明白些,我想这样说,数学只是一种符号的游戏,假如有人觉得这样太轻佻了一点儿,严严正正的科学,怎么能说他是游戏呢?那么这般也可以,数学是使用符号来研究关系的科学,对于数学这种东西读者大都有过这样的疑问,这有什么意思呢?这有什么用呢?本来他不过让你知道一些关系,以及从某种关系中推演出别的关系来,而关系的表出大部分又只靠着符号,这自然不能具体的给出什么用场和意义了,为了解释明白上面题的定义,我想从数学中举些例子来讲,更方便些


  一开头我们就看。2+3=5这个式子中。什么叫2?什么叫3?什么叫5?这实在不容易回答,他们都是数,数是抽象的,不是吗?我们能够拿出两个铜板,两个支铅笔,两张纸,给人家看,但是我们却拿不出“2”来,也拿不出“3”和“5”来,就像什么是1,我们说一个铜板,一支铅笔,一个苹果,一个橘子,一个这样,一个那样,这些的共相,从这些东西我们认识出这共相,要自己保存,又要传给别人,不得不给他起一个称呼,于是就叫他做1,两支铅笔,两个苹果,两个橘子,这些东西我们认识出这共相,给他们起个名字叫2,例如自己的名字,倘若你要问我,你为什么叫这个名字?我也回答不上来,我只能说这只是一个符号,有了它方便你们称呼,我让你们在茶余饭后要和朋友谈论我,批评我时,说起来方便些,所以我的名字就是我的符号,同样的“一”就是一个铜板,一支铅笔,一个苹果等等这些东西的共相的符号。


  这么一说,自然2,3和5也一样,只是符号,至于加和等于在根源上要说他们只是符号一样也可以,不过从表面上说,他们只是只表示一种关系,所谓2+3表示2和3这两个符号在这里的关系是相合,所谓等于是表示在他前后的两件东西。在量上相同,所以归根结底2+3=5只是三个符号和两个关系的连缀,单只是这单只这么一个例子,似乎还不能说明白。


  再举别的例子吧,假定你是将代数学完了的,我们就可以从数的范围逐渐扩大来说明,在算数里我们用的是只是1234等等这些数,最初跨进单数的门槛,遇到a,b,c,x,y,z,总有些不习惯.你对2+5=7并不惊奇,并不怀疑,对于两个加上五个等于七个也不惊奇,也不怀疑,但对于2a+5a=7a,你却怔住了。常常觉得不安心,不知道你在干什么,


  其实呢,2a加5a=7a和2+5=7,对于你的习惯来说,后者不过更像符号而已,有了这样一个使用符号的进步,许多关系来得更简单,更普遍不是吗?若是将2a+5a=7a具体化,认为a只是一个狗的符号,那么这关系所表示的便是两只。两只狗碰到了5只狗,成为7只狗,若a是一个苹果的符号,那么这关系所表示的便是2个苹果加上5个苹果总共成7个苹果。于是这样轻而一举就扩展到了代数了。有趣吧


  在调转一个方向来看算术中除法常有出不进的时候,比如2÷3,遇见这样的场合我们便有几种方法表示,(1)2÷3=0.667弱,(2)2÷3=0.6……2,(3)2÷3=0.6循环点,(4)2÷3=2/3.


  第1种只是一个近似的表示法,第2种表示的是正确,但用起来很不方便,第3种是循环小数,关于循环小数的计算,那苦头你总尝到过,第3种是分数,2/3.是什么?你已知道就是3除2的意思,对了,只是“意思”毕竟没有除,这和3除6得2的意味中是不同的,所谓意思便是符号,因为除法有除不尽的时候,所以我们使用“分数”这种符号,有了这种符号,于是我们就可以推敲出分数中的各种关系。在算术里你知道5-3=2,但要碰到3减5你就没有办法,只好说一句。“不能够减”“不能够”这是什么意思啊?我替你解释便是没有办法表示这个关系,但是到了代数里面为了探究一些更普遍的关系,不能不想一个方法来突破这个困难,于是有些人便这样想3-5为什么不能够呢?他们异口同声地回答因为还差2的缘故,这一回答,关系就成立了,从3-5差2,在这个当儿又用一个符号-2来表示差2,于是这关系就成为3-5=-2这样一来真是好,有了负数,我们一则可探讨它自身所包含的一些关系,二则可以将我们已得到的一些关系普遍化。


  这些符号的使用是代数所给的便利,学过代数的人都已经知道了,我也不用再说了,有整数到分数,有正整数到负数,有乘方到使用指数,我们就可以看出许多符号的创立和许多关系的产生,繁殖,要将乘方还原,用的是开方,开方常常会碰钉子,会开不出来,因此就有了无理数,总结这些例子来看,除了使用符号和发现关系以外,数学实在没有什么别的花头,倘若你学过平面三角,那么我相信你更容易承认这句话。所谓平面三角不就是只靠几个什么正弦、余弦这类的符号来表示几个比,然后去研究这些比的关系和三角形中的其他关系吗?


  我说数学是使用符号来研究关系的,科学你应该不至于再怀疑了吧,在数学中你会碰到一些实际的问题要你计算,比如三个十两5钱总共多少斤?但这只是我们所得的关系的具体化,换句话说不过是一种应用,也许你还有一个疑问,数学中的公式和定理固然只是一些关系的表现形式,


  但像定义那类的东西又是什么呢?我的回答是这样,那只是符号的规定,”到一个定点距离相等的一个完整的曲线叫圆”,这是一个定义,但也只是“圆”这个符号的规定,正正经经的说数学知识这么一回事,但我仍然高兴的说它是符号的游戏,


  所谓游戏自然不是开玩笑的意思,两个要好的朋友拿着球拍在球场上打网球并没有什么争胜的要求,然而。兴致淋漓,不忍释手。在这时他们得到一种满足,这就是他们忘却一切的原因,这叫游戏,小孩子独自拿着两块石子儿在地上造房子,尽管满头大汗、气喘不止,但仍然拼尽全身力气去做,这是游戏,至于为银盾而赛球,为锦标而练习赛跑,这便不是游戏了,还有为了排遣寂寞,约几个人打麻将、喝老酒,这也算不来游戏。


  就在这意味上,我说“数学是符号的游戏”,自然从这游戏中可有些收获,发现一些可以供人使用的关系,但符号使用的越多,所得的关系越不容易具体化,踏到数学的领域的后部,真的,你只见到符号和关系,这些符号、哪些关系要你说个明白,就是马马虎虎的说,你也无从下手。


  到了这一步好了,罗素便说:数学是这样一回事,研究他这个玩意儿的人,也不知道自己究竟在干些什么。


  这样不知不觉中,数的范围从整数,分数,正数,负数的范围就扩展到了有理数范围,顺便进入了代数,讲的很好玩呦!