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對數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的若干認(rèn)識
什么是數(shù)學(xué)?這是任何一個數(shù)學(xué)教育工作者都應(yīng)認(rèn)真思考的問題。只有對數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征有比較清晰的認(rèn)識,才能在數(shù)學(xué)教育研究中把握正確的方向.1 數(shù)學(xué),其英文是mathematics,這是一個復(fù)數(shù)名詞,“數(shù)學(xué)曾經(jīng)是四門學(xué)科:算術(shù)、幾何、天文學(xué)和音樂,處于一種比語法、修辭和辯證法這三門學(xué)科更高的地位。”自古以來,多數(shù)人把數(shù)學(xué)看成是一種知識體系,是經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理而形成的系統(tǒng)化的理論知識總和,它既反映了人們對“現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系”的認(rèn)識,又反映了人們對“可能的量的關(guān)系和形式”的認(rèn)識。數(shù)學(xué)既可以來自現(xiàn)實(shí)世界的直接抽象,也可以來自人類思維的能動創(chuàng)造。
2從人類社會的發(fā)展史看,人們對數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的認(rèn)識在不斷變化和深化!皵(shù)學(xué)的根源在于普通的常識,最顯著的例子是非負(fù)整數(shù)。"歐幾里德的算術(shù)來源于普通常識中的非負(fù)整數(shù),而且直到19世紀(jì)中葉,對于數(shù)的科學(xué)探索還停留在普通的常識,”另一個例子是幾何中的相似性,“在個體發(fā)展中幾何學(xué)甚至先于算術(shù)”,其“最早的征兆之一是相似性的知識,”相似性知識被發(fā)現(xiàn)得如此之早,“就象是大生的。”因此,19世紀(jì)以前,人們普遍認(rèn)為數(shù)學(xué)是一門自然科學(xué)、經(jīng)驗(yàn)科學(xué),因?yàn)槟菚r的數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系非常密切,隨著數(shù)學(xué)研究的不斷深入,從19世紀(jì)中葉以后,數(shù)學(xué)是一門演繹科學(xué)的觀點(diǎn)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位,這種觀點(diǎn)在布爾巴基學(xué)派的研究中得到發(fā)展,他們認(rèn)為數(shù)學(xué)是研究結(jié)構(gòu)的科學(xué),一切數(shù)學(xué)都建立在代數(shù)結(jié)構(gòu)、序結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這三種母結(jié)構(gòu)之上。與這種觀點(diǎn)相對應(yīng),從古希臘的柏拉圖開始,許多人認(rèn)為數(shù)學(xué)是研究模式的學(xué)問,數(shù)學(xué)家懷特海(a. n. whiiehead,186----1947)在《數(shù)學(xué)與善》中說,“數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征就是:在從模式化的個體作抽象的過程中對模式進(jìn)行研究,”數(shù)學(xué)對于理解模式和分析模式之間的關(guān)系,是最強(qiáng)有力的技術(shù)!1931年,歌德爾(k,g0de1,1978)不完全性定理的證明,宣告了公理化邏輯演繹系統(tǒng)中存在的缺憾,這樣,人們又想到了數(shù)學(xué)是經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的觀點(diǎn),著名數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼就認(rèn)為,數(shù)學(xué)兼有演繹科學(xué)和經(jīng)驗(yàn)科學(xué)兩種特性。
3對于上述關(guān)于數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的看法,我們應(yīng)當(dāng)以歷史的眼光來分析,實(shí)際上,對數(shù)本質(zhì)特征的認(rèn)識是隨數(shù)學(xué)的發(fā)展而發(fā)展的。由于數(shù)學(xué)源于分配物品、計(jì)算時間、丈量土地和容積等實(shí)踐,因而這時的數(shù)學(xué)對象(作為抽象思維的產(chǎn)物)與客觀實(shí)在是非常接近的,人們能夠很容易地找到數(shù)學(xué)概念的現(xiàn)實(shí)原型,這樣,人們自然地認(rèn)為數(shù)學(xué)是一種經(jīng)驗(yàn)科學(xué);隨著數(shù)學(xué)研究的深入,非歐幾何、抽象代數(shù)和集合論等的產(chǎn)生,特別是現(xiàn)代數(shù)學(xué)向抽象、多元、高維發(fā)展,人們的注意力集中在這些抽象對象上,數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)之間的距離越來越遠(yuǎn),而且數(shù)學(xué)證明(作為一種演繹推理)在數(shù)學(xué)研究中占據(jù)了重要地位,因此,出現(xiàn)了認(rèn)為數(shù)學(xué)是人類思維的自由創(chuàng)造物,是研究量的關(guān)系的科學(xué),是研究抽象結(jié)構(gòu)的理論,是關(guān)于模式的學(xué)問,等等觀點(diǎn)。這些認(rèn)識,既反映了人們對數(shù)學(xué)理解的深化,也是人們從不同側(cè)面對數(shù)學(xué)進(jìn)行認(rèn)識的結(jié)果。正如有人所說的,“恩格斯的關(guān)于數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)量關(guān)系和空間形式的提法與布爾巴基的結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)是不矛盾的,前者反映了數(shù)學(xué)的來源,后者反映了現(xiàn)代數(shù)學(xué)的水平,現(xiàn)代數(shù)學(xué)是一座由一系列抽象結(jié)構(gòu)建成的大廈!倍P(guān)于數(shù)學(xué)是研究模式的學(xué)問的說法,則是從數(shù)學(xué)的抽象過程和抽象水平的角度對數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的闡釋,另外,從思想根源上來看,人們之所以把數(shù)學(xué)看成是演繹科學(xué)、研究結(jié)構(gòu)的科學(xué),是基于人類對數(shù)學(xué)推理的必然性、準(zhǔn)確性的那種與生俱來的信念,是對人類自身理性的能力、根源和力量的信心的集中體現(xiàn),因此人們認(rèn)為,發(fā)展數(shù)學(xué)理論的這套方法,即從不證自明的公理出發(fā)進(jìn)行演繹推理,是絕對可靠的,也即如果公理是真的,那么由它演繹出來的結(jié)論也一定是真的,通過應(yīng)用這些看起來清晰、正確、完美的邏輯,數(shù)學(xué)家們得出的結(jié)論顯然是毋庸置疑的、無可辯駁的。
4事實(shí)上,上述對數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的認(rèn)識是從數(shù)學(xué)的來源、存在方式、抽象水平等方面進(jìn)行的,并且主要是從數(shù)學(xué)研究的結(jié)果來
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【對數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的若干認(rèn)識】相關(guān)文章:
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