摘要:人類歷史源遠流長、世界文明博大精深,數(shù)學作為一門具有豐富內涵和在現(xiàn)實生活中具有廣泛應用的基礎學科,支撐著現(xiàn)代文明,同時對生產和生活起到了重要的作用。本文將闡述數(shù)學文化的豐富內涵及在科學研究中體現(xiàn)出來的作用,進一步驗證數(shù)學在文化和科學等領域中的地位。
關鍵詞:文化內涵 科學價值 數(shù)學精神 現(xiàn)代文明 精確 嚴密
數(shù)學文化是文化領域中的重要組成部分,是現(xiàn)代文明至關重要的核心文化。數(shù)學與社會的關系變得緊密和明顯,具有豐富文化內涵和獨特地位的數(shù)學學科已經滲人到社會科學的各個領域,在不斷的引領人類創(chuàng)造文明,豐富文化,促進人類不斷向更高的層次、更美好的生活前進;同時,數(shù)學的研究也能推動科學的各個領域的進步,數(shù)學研究的發(fā)展也在影響人們的文化素養(yǎng),促進科學的發(fā)展和提高。
一、數(shù)學的文化內涵
1.數(shù)學精神與數(shù)學文化理念
愛因斯坦先生曾說過,任何一門科學不過是一些日常思考的提煉罷了。最初的數(shù)學,其發(fā)展歷程也遵循這個規(guī)律,最初的數(shù)學只是現(xiàn)實社會的一個簡單模型,幫助人們解決“日常思考”,進行一些現(xiàn)實生活和社會中的簡單運算和統(tǒng)計。但數(shù)學的發(fā)展顯示出來的作用卻不容忽視,數(shù)學為這些簡單的“日常思考”提供一個載體,能充分的顯示人類的思維和探索精神。與自然語言及普通學科相比較,數(shù)學這個基礎學科的思想和思維的方式具有無與倫比的精確性、嚴密性和邏輯性。人類憑借這種精確性、嚴密性和邏輯性都非常強的思維方式與能力,逐漸發(fā)展其他的自然科學。
2.數(shù)學文化的現(xiàn)實意義
(1)數(shù)學文化的人文價值
數(shù)學文化具有完善自我的人文價值,數(shù)學文化的博大精深能使人的心胸遠大,數(shù)學問題的研究對象浩大深遠,結論廣泛適用,能激勵人的心智,發(fā)展人的思維,同時數(shù)學文化還具有提升人類審美水平的價值,數(shù)學的發(fā)展能讓你提高和完善追求的目標。
(2)數(shù)學文化的教育意義
數(shù)學既是人類認識自然的中介,也是一種創(chuàng)造與發(fā)現(xiàn)的活動,具有鮮明的傳承人類數(shù)學思想和知識的功能。數(shù)學不僅是一門科學,還是一種藝術,對人類的教育具有統(tǒng)籌和促進作用,數(shù)學知識也為數(shù)學教育的改革與發(fā)展提供了必要的理論基礎。
二、數(shù)學的科學價值
1.數(shù)學在眾學科中的作用
(1)數(shù)學在經濟中的應用
著名的宏觀經濟學家 John Maynard Keynes曾經說過,“一個經濟學家應該在某種程度上是一個數(shù)學家,歷史學家,國際活動家,哲學家”。數(shù)學思想對于經濟學的研究有著不可或缺的推動作用,當今世界經濟的高速發(fā)展有賴于數(shù)學學科在經濟學中的應用,數(shù)學的精確性、嚴密性和可靠性為經濟學的研究提供良好的準備和載體。
(2)數(shù)學在物理學和生物學中的應用
德國一位物理學家海森伯,直接從光譜的頻率和強度的經驗資料出發(fā),在1925年提出了矩陣量子力學。矩陣量子力學中使用矩陣數(shù)學作為描述量子力學的工具,而波動量子力學中則采用更為大家所熟悉的微分方程作為數(shù)學工具。很多物理現(xiàn)象的描述都用到了數(shù)學這種工具。從整個自然界到生物圈、種群、群落,從生物體的各個系統(tǒng)到器官、組織、細胞,雖然通過觀察和實驗可以在生物學角度得到定性的經驗及結論,但各個細節(jié)精確的定位則需要建立在嚴密的邏輯關系基礎上,這就需要借助數(shù)學在嚴謹及推理方面的力量――在分析父母與子女變異、探索遺傳規(guī)律時人們提出了與回歸相關的數(shù)學概念,誕生了生物統(tǒng)計學。
2.數(shù)學影響人們的思維方式和科學研究
我們所學的很多數(shù)學知識、它幫助我們學會了理性思考,教會我們抽象與概括,教會我們怎樣巧妙地轉化需要解決的問題……例如你可以用黃金分割的知識來審視一樣事物,看它美不美,又美在哪里,是否符合黃金分割。又可以運用簡單的數(shù)學知識來分析你家一年的收入與支出,每年各增長多少,只要你想得出,生活中處處有數(shù)學。例如:
(1)在科技活動展示中,同學們看見過一輛漂亮的“自動翻斗車”。車斗是這樣一種無蓋的長方形盒子(教具),它的底面積為128,你能用一塊長20cm,寬12cm的鐵片制作它嗎?你能用數(shù)學知識來解決這樣的一個實際問題嗎?
解:在長方體鐵片的四個角上剪去相同面積的小正方形,設小正方形的邊長為xcm,那么盒子底面的長和寬分別為(20-2x)cm和(12-2x)cm。得出
整理得? (新方程)
通過解方程可以得到x=2,即將這塊鐵片的四角截去邊長為2cm的正方形,剩下的材料即可作成底面積為128的“車斗”。
學數(shù)學是一切再教育的基礎,數(shù)學是培養(yǎng)邏輯思維重要渠道,不要只看眼前,往長的想,數(shù)學是所有科的靈魂。數(shù)學能讓你思考任何問題的時候都比較縝密,而不至于思緒紊亂。還能使你的腦子反映靈活,對突發(fā)事件的處理手段也更理性。數(shù)學給予人們的不僅是知識,更重要的是能力,這種能力包括觀察實驗、收集信息、歸納類比、直覺判斷、邏輯推理、建立模型和精確計算。這些能力和培養(yǎng),將使人終身受益。綜上所述,數(shù)學能影響一個人的思維方式,會讓一個人的思維變得緊湊,邏輯性和全面性都變強,同時也有助于提高科學研究的效率。
總之,數(shù)學應用之廣泛,小至日常生活中柴米油鹽醬醋茶的買賣、利率、保險、醫(yī)療費用的計算,大至天文地理、環(huán)境生態(tài)、信息網絡、質量控制、管理與預測、大型工程、農業(yè)經濟、國防科學、航天事業(yè)均大量存在著運用數(shù)學的蹤影。具有豐富文化內涵和獨特地位的數(shù)學學科滲入到社會科學的各個領域,數(shù)學的研究與發(fā)展在促進人類文明邁向更高的階段,也在促進科學的發(fā)展和提高。
廣東省清遠市清城區(qū)源潭鎮(zhèn)第一初級中學 劉成剛