浅谈数学与哲学
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浅谈数学与哲学
摘要:数学与哲学有着紧密的联系,相辅相成。
数学是一门具体科学,哲学是系统化的世界观和方法论。
哲学以数学等具体科学为基础,而哲学又为数学等具体科学的发展提供正确的指导。
因此,二者的联系对于我们认识世界、改造世界具有十分重大的意义。
关键词:数学;哲学;相互促进;思维方式;本质;对立统一
⒈引言
在古代生产力与科学均不发达的情况下,人们对世界的认识只能是肤浅的、笼统的,未能形成分门别类的具体科学,这时的哲学同各种具体科学之间还没有明确的分工和严格的界限。
哲学常常包括一些后世被称作的具体科学,如数学、天文学等;而对数学的研究又被看做是哲学思考的起步,因为它使人们的思想从眼见耳闻的事物中抽离出来,转为对纯粹客体如数、比率等的抽象思维。
并且,我们很容易想到,许多哲学家本身就是大数学
家,如亚里士多德、笛卡儿、莱布尼茨、罗素等。
而柏拉图学苑的门口就刻着“不懂几何者不得入内”,连伟大的科学家牛顿那本关于万有引力的名著也叫《自然哲学的数学原理》。
可见哲学和数学之间不仅联系密切,而且彼此相互促进,共同推动着科学的发展。
⒉数学与哲学的具体联系
众所周知,数学和哲学都具有极强的逻辑推理性。
数学是研究事物的量及其关系的具体规律,哲学则是研究自然、社会和思维的普遍规律,可以说哲学与数学的关系是普遍到特殊的关系。
一方面,哲学以数学等具体科学为基础,依赖于各具体科学为其提供大量丰富的具体知识与具体规律,只有在此基础上加工改造,才能抽象、概括出整个世界最一般的本质和最普遍的规律。
所以,具体科学能够解释并验证哲学思想,其不断的发展也必定促进着哲学的完善。
例如,中值定理的发现和发展就解释并验证了人们对客观世界的一般认识规律:从费尔马定理到罗尔定理,再到拉格朗日中值定理和柯西中值定理,不就验证了人们从低级到高级、从特殊到一般的认识规律吗?再如,马克思主义哲学的诞生,其最主要的自然科学依据——达尔文的自然选择定律、能量转化和守恒定律及细胞学说——都离不开数学的研究和分析方法。
另一方面,哲学必然为数学等具体科学的发展提供正确的世界观和方法论上的指导。
假如一位科学家只承认必然性而否认偶然性,或者他不懂得辩证法,那么他的科学会很难进展。
如求导的过程就蕴含着丰富的辩证法,我们以变速直线运动为例,在△t→0的条件下,平均速度转化为瞬时速度,近似值转化为精确值,绝对运动转化为相对静止,用矛盾的对立统一和量变质变规律来理解它会非常容易。
因此,用这些哲学思想去指导数学研究会事半功倍。
总之,数学和哲学是个性与共性、特殊与普遍的关系。
数学研究的是一个单方面的具体规律,是个性的、特殊的哲学,而哲学是以自然、社会和思维的发展规律为研究对象的,因而它是共性的、普遍的,它们之间的联系很密切。
⒊数学与哲学的特征和区别
⑴在思维形式上
所谓思维,就是人脑对客观事物间接的和概括的反映,是认识的高级形式。
通常意义下,思考问题的方法不同,也就是思维方式不同。
为了说明这个问题,让我们看下面一道
微积分试题:问()2
-
f3+
=在[]1,0上是否满足拉格朗日中值定理的条件?如果满足
3
x
x
x
求出符合定理的点ξ。
解:函数 ()2x 3x x f 3+-=在[]1,0上连续,在()1,0内可导
∴至少存在一点ξ()1,0∈,使得()2x 3x x f 3+-=满足拉格朗日中值定理的条件 经分析发现该解题过程存在两个错误:一是未说出其连续和可导的充分理由,二是未抓住其实质求ξ。
因为()x f 是初等函数,在[]1,0上有定义,故在[]1,0上连续;又()3x 3x f 2
-='也是初等函数,在()1,0上有定义,故在()x f 在()1,0内可导,因此满足拉格朗日中值定理的条件。
因而至少存在一点ξ()1,0∈,使得()()()a b a f b f f --=
'ξ,并由此求出
ξ。
其实,思维方式的不完善导致了类似错误的出现。
数学本身是研究数量关系和空间形式的一门科学,它是从量的角度去分析问题的,一旦考虑它与“质”的关系(“质”就是一事物区别于另一事物的的基本特征,即事物的本质),就会无形中增加不必要的麻烦,不得不使人们通过死记硬背来掌握;否则,就会产生运算结果虽然正确,却不符合数学规定的现象。
而哲学思维的特点却不同,它是从质的角度出发去分析问题的。
我们还是以前面的一道题来说吧, 从哲学角度来看,我们只需弄清楚问题和已知它们二者的共同属性或联系是什么。
我们知道,二者具有不同的特点。
在这两个不同质的东西之间具有什么共同的特点呢?通过分析,我们得出一个结论,它们二者都是数学规定和属性。
那么,答案就不言而喻了。
由此可见,哲学与数学二者虽然都是人类不可须臾或缺的科学,但是,它们观察问题的角度是截然不同的:数学是从量的角度出发分析问题的,哲学是从质的角度出发去分析问题的。
看问题的角度不同,导致了它们二者之间的关系也就不同,从而使它们二者之间具有了对立统一的关系。
当我们分析不同事物之间具有的数量关系时,只能采用数学上的各种方法;一旦我们遇到了不同质之间具有的相互关系时,就需采用哲学的方法。
⑵在本质上
上面我们谈到数学与哲学都具有高度的抽象性和严密的逻辑推理性,那么,二者的本质区别到底是什么呢?概括说来,可以分为以下四点:
①分析问题的出发点不同,数学从量的角度出发分析问题;哲学从质的角度出发分析问题。
②研究问题的侧重点不同,数学注重单纯的数量关系;哲学注重不同质之间的关系。
③所使用的工具不同,数学使用的工具是各种运算法则,包括数学定理、公式等;哲学使用的工具是大脑的抽象能力,即分析与综合的能力。
④所得出的结论不同,数学运算的结果仍然是数量的多少;哲学分析的结果是形成了一个新的概念,使认识得到深化。
⑶同一性与对立性
数学思维与哲学思维之间既有同一性又有对立性,这一特点在如何看待哥德巴赫猜想问题上表现得淋漓尽致。
数学家与哲学家都认为哥德巴赫猜想提出的“偶数为两素数之和”这一关系式是客观存在的,这体现了二者的同一性。
但是,在涉及到决定猜想成立的条件
上,数学家与哲学家之间的对立便表现了出来,数学家认为,理论证明出来与否将决定它作为数学定理使用的前提条件;哲学家认为,实践、分解和验算的结果决定着哥德巴赫猜想的成立与否问题,它同理论证明之间没有任何关系。
由此,数学与哲学的对立统一关系可见一斑。
⒋数学与哲学的发展历史和现状
哲学曾经将整个宇宙作为自己的研究对象,那时她是包罗万象的,而数学只不过是算术和几何而已。
但时至17世纪,自然科学的大发展使哲学不得不退出了一系列研究领域,哲学的中心命题从“世界是什么样的”变成“人怎样认识世界”;而此时,数学凭借其独有的逻辑性和对量的分析,扩大了自己的领域,开始研究运动与变化。
渐渐地,数学的影响力越来越大,而哲学的影响力越来越小。
今天,数学在向一切学科渗透,包括经济、政治、法学等,它的研究对象是一切抽象结构——所有可能的关系和形式;可西方现代哲学却只
能悲惨地把注意力限于意义的分析,把问题缩小到“人能说出些什么”。
⒌总结
综上所述,我觉得哲学应当是人类认识世界的先导,首先关心的应当是科学的未知领域。
“在某种意义上来说它是望远镜。
当旅行者到达一个地方时,他不再用望远镜观察这个地方了,而是把它用于观察前方”。
数学则相反,它是最容易进入成熟的科学,获得了足够丰富事实的科学,能够提出规律性的假设的科学。
它“好像是显微镜,只有把对象拿到手中,甚至切成薄片,经过处理,才能用显微镜观察它”。
哲学在很多具体学科领域无法与数学一争高下,但是它可以从事具体学科无法完成的工作,为其诞生准备条件。
数学在具体学科领域则很可能出色地工作。
因此,二者应取长补短,共同来推动科学和人类事业的进步!
参考文献:《数学与哲学》(张景中著,中国少年儿童出版社,2003年8月出版)
《西方哲学史》(罗素著,商务印书馆,1984年版)
百度文库及百度百科
经数一班学生
41026035 张朔阳
2010-12-13。