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数学是什么?

数学是什么?

数学是人类对事物的抽象结构与模式进行严格描述的一种通用手段,可以应用于现实世界的任何问题,所有的数学对象本质上都是人为定义的。从这个意义上,数学属于形式科学,而不是自然科学。不同的数学家和哲学家对数学的确切范围和定义有一系列的看法。

在人类历史发展和社会生活中,数学发挥着不可替代的作用,同时也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。

定义

亚里士多德把数学定义为“数量数学”,这个定义直到18世纪。从19世纪开始,数学研究越来越严格,开始涉及与数量和量度无明确关系的群论和投影几何等抽象主题,数学家和哲学家开始提出各种新的定义。这些定义中的一些强调了大量数学的演绎性质,一些强调了它的抽象性,一些强调数学中的某些话题。即使在专业人士中,对数学的定义也没有达成共识。数学是否是艺术或科学,甚至没有一致意见。[8]许多专业数学家对数学的定义不感兴趣,或者认为它是不可定义的。有些只是说,“数学是数学家做的。”

数学定义的三个主要类型被称为逻辑学家,直觉主义者和形式主义者,每个都反映了不同的哲学思想学派。都有严中毕纳重的问题,没有人普遍接受,没有和解似乎是可行的。

数学逻辑的早期定义是本杰明・皮尔士(Benjamin Peirce)的“得出必要结论的科学”(1870)。在Principia Mathematica,Bertrand Russell和Alfred North Whitehead提出了被称为逻辑主义的哲学程序,并试图证明所有的数学概念,陈述和原则都可以用符号逻辑来定义和证明。数学的逻辑学定义是罗素的“所数凯有数学是符号逻辑”(1903)。

直觉主义定义,从数学家L. E. J. Brouwer,识别具有某些精神现象的数学。直觉主义定义的一个例子是“数学是一个接着一个进行构造的心理活动”。直观主义的特点是它拒绝根据其他定义认为有效的一些数学思想。特别是,虽然其他数学哲学允许可以被证明存在的对象,即使它们不能被构造,但直觉主义只允许可以实际构建的数学对象。

正式主义定义用其符号和操作规则来确定数学。 Haskell Curry将数学简单地定义为“正式系统的科学”。[33]正式系统是一组符号,或令牌,还有一些规则告诉令牌如何组合成公式。在卖没正式系统中,公理一词具有特殊意义,与“不言而喻的真理”的普通含义不同。在正式系统中,公理是包含在给定的正式系统中的令牌的组合,而不需要使用系统的规则导出。

数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。通过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学家们拓展这些概念,为了公式化新的猜想以及从合适选定的公理及定义中建立起严谨推导出的悉仔真理。 数学属性是任何事物的可量度空陆颂属性,即数学属性是事物最斗郑基本的属性。可量度属性的存在与参数无关,但其结果却取决于参数的选择。例如:时间,不管用年、月、日还是用时、分、秒来量度;空间,不管用米、微米还是用英寸、光年来量度,它们的可量度属性永远存在,但结果的准确性与这些参照系数有关。 数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学。简单地说,是研究数和形的科学。

数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。初等数学包括算术兄帆、初等代数、羡岁雹初等几何和三角等。雀腊高等数学有数理逻辑、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、泛函分析、微分方程、概率论、数理统计等分支。数学的理论具有严格性、抽象性和应用的广泛性等特点。

数学是研究数量,结构,变化,空间,以及信息等概念的一门学科!

数学(mathematics或maths,其英文来自希腊语,“máthēma”;经常被缩写为“math”),是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科,从某种角度看属于形式科学的一种。数学家和哲学家对数学的确切范答绝磨围和定义有一系列的看法。

而在宏带人类历史发展和社会生活中,数学也发挥着不可替代的作清斗用,也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。

什么是数学!

数学是科学和我们日常生活的核心

数学是处理形状、数量和排列逻辑的科学。数学就在我们身边,在我们所做的一切中。它是我们日常生活中一切事物的基石,包括移动设备、计算机、软件、建筑(古代和现代)、艺术、货币、工程甚至体育。

自从有历史记录以来,数学的发现一直处于每个文明社会的前沿,甚至最原始和最早的文化都在使用数学。数学家雷蒙德-L-怀尔德(Raymond L. Wilder)在他的《数学概念的演变》(Dover Publications,2013年)一书中概述了对数学的需求,因为世界各地的社会要求越来越复杂,需要更先进的数学解决方案。

一个社会越复杂,数学需求就越复杂。原始部落需要的不过是计数的能力,但也用数学来计算太阳的位置和狩猎的物理学。所有的记录,包括人类学和历史记录都表明,计数以及最终作为计数工具的数字系统构成了所有文化中数学元素的开端,怀尔德在1968年写道。

人们经常会想,数学在他们的日常生活中有什么作用。在现代社会,应用数学等数学分支不仅是相关的,而且是关键的。应用数学涵盖了研究物理、生物或社会学世界的分支。

应用数学的目标是在独立的学术领域之间建立联系,阿兰-戈里利在《应用数学》中写道。现代应用数学的领域包括数学物理学、数学生物学、控制理论、航空航天工程和数学金融。格瑞利(Goriely)补充说,应用数学不仅能解决问题迅告塌,还能发现新问题或开发新的工程学科。应用数学的常见方法是建立一个现象的数学模型,解决该模型并制定改善性能的建议。

虽然不一定与应用数学相反,但纯数学是由抽象问题驱动的,而不是现实世界的问题。纯粹数学家所研究的大部分课题都源于具体的物理问题,但对这些现象的深入理解带来了问题和技术性。

这些抽象的问题和技术性问题是纯数学试图解决的,这些尝试为人类带来了重大发现,包括阿兰-图灵在1937年提出的通用图灵机理论。这台机器开始是一个抽象的想法,后来为现代计算机的发展奠定了基础。纯粹数学是抽象的,基于理论的,因此不受物理世界的限制。

根据格瑞利(Goriely)的说法,应用数学对于纯数学来说,就像流行音乐对亩圆于古典音乐一样。纯粹和友迅应用并不相互排斥,但它们根植于数学和问题解决的不同领域。尽管纯数学和应用数学所涉及的复杂数学超出了大多数人的理解范围,但从这些过程中开发出来的解决方案影响并改善了许多人的生活。

数学是什么

什么是数学?有人说:“数学,不就是数的学问吗?”

这样的说法可不对。因为数学不光研究“数”,也研究“形”,大家都很熟悉的三角形、正方形,也都是数学研究的对象。

历史上,关让告于什么是数学的说法更是五花八门。有人说,数学就是关联;也有人说,数学就是逻辑,“逻辑是数学的青年时代,数学是逻辑的壮年时代。”

那么,究竟什么是数学呢?

伟大的革命导师恩格斯,站在辩证唯物主义的理论高度,通过深刻分析数学的起源和本质,精辟地作出了一系列科学的论断。恩格斯指出:“数学是数量的科学”,“纯数学的对象是现实世界的空间形式和数量关系”。根据恩格斯的观点,较确切的说法就是:数学――研究现实世界的数量关系和空间形式的科学。

数学可以分成两大类,一类叫纯粹数学,一类叫应用 数学。

纯粹数学也叫基础数学,专门研究数学本身的内部规律。中小学课本里介绍的代数、几何、微积分、概率论知识,都属于纯粹数学。纯粹数学的一个显著特点,就是暂时撇开具体内容,以纯粹形式研究事物的数量关系和空间形式。例如研究梯形的面积计算公式,至于它是梯形稻田的面积,还是梯形机械零件的面积,都无关紧要,大家关心的只是蕴含在这种几何图形中的数量关系。

应用数学则是一个庞大的系统,有人说,它是我们的全部知识中,凡是能用数学语言来表示的那一部分。应用数学着限于说明自然现象,解决实际问题,是纯粹数学与科学技术之间的桥梁。大家常说现在是信息社会,专弊衡门研究信息的“信息论”,就是应用数学中一门重要的分支学科, 数学有3个最显著的特征。

高度的抽象性是数学的显著特征之一。数学理论都算有非常抽象的形式,这种抽象是经过一系列的阶段形成的,所以大大超过了自然科学中的一般抽象,而且不仅概念是抽象的,连数学方法本身也是抽象的。例如,物理学家可以通过实验来证明自己的理论,而数学家则不能用实验的方法来证明定理,非得用逻辑推理和计算不可。现在,连数学中过去被认为是比较“直观”的几何学,也在朝着抽象的方向发展。根据公理化思想,几何图形不再是必须知道坦卜明的内容,它是圆的也好,方的也好,都无关紧要,甚至用桌子、椅子和啤酒杯去代替点、线、面也未尝不可,只要它们满足结合关系、顺序关系、合同关系,具备有相容性、独立性和完备性,就能够构成一门几何学。

体系的严谨性是数学的另一个显著特征。数学思维的正确性表现在逻辑的严谨性上。早在2000多年前,数学家就从几个最基本的结论出发,运用逻辑推理的方法,将丰富的几何学知识整理成一门严密系统的理论,它像一根精美的逻辑链条,每一个环节都衔接得丝丝入扣。所以,数学一直被誉为是“精确科学的典范”。

广泛的应用性也是数学的一个显著特征。宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学。20世纪里,随着应用数学分支的大量涌现,数学已经渗透到几乎所有的科学部门。不仅物理学、化学等学科仍在广泛地享用数学的成果,连过去很少使用数学的生物学、语言学、历史学等等,也与数学结合形成了内容丰富的生物数学、数理经济学、数学心理学、数理语言学、数学历史学等边缘学科。

各门科学的“数学化”,是现代科学发展的一大趋势。

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