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什么是數(shù)學(xué)
（作者未知） 2006/11/12
什么是數(shù)學(xué)？這是任何一個(gè)數(shù)學(xué)教育工作者都應(yīng)認(rèn)真思考的問(wèn)題。只有對(duì)數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征有比較清晰的認(rèn)識(shí)，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(gè)復(fù)數(shù)名詞，“數(shù)學(xué)曾經(jīng)是四門(mén)學(xué)科：算術(shù)、幾何、天文學(xué)和音樂(lè)，處于一種比語(yǔ)法、修辭和辯證法這三門(mén)學(xué)科更高的地位。”自古以來(lái)，多數(shù)人把數(shù)學(xué)看成是一種知識(shí)體系，是經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理而形成的系統(tǒng)化的理論知識(shí)總和，它既反映了人們對(duì)“現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系”的認(rèn)識(shí)，又反映了人們對(duì)“可能的量的關(guān)系和形式”的認(rèn)識(shí)。數(shù)學(xué)既可以來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界的直接抽象，也可以來(lái)自人類(lèi)思維的能動(dòng)創(chuàng)造。
2.從人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展史看，人們對(duì)數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)在不斷變化和深化。“數(shù)學(xué)的根源在于普通的常識(shí)，最顯著的例子是非負(fù)整數(shù)。"歐幾里德的算術(shù)來(lái)源于普通常識(shí)中的非負(fù)整數(shù)，而且直到19世紀(jì)中葉，對(duì)于數(shù)的科學(xué)探索還停留在普通的常識(shí)，”另一個(gè)例子是幾何中的相似性，“在個(gè)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(shí)，”相似性知識(shí)被發(fā)現(xiàn)得如此之早，“就象是大生的�！币虼�，19世紀(jì)以前，人們普遍認(rèn)為數(shù)學(xué)是一門(mén)自然科學(xué)、經(jīng)驗(yàn)科學(xué)，因?yàn)槟菚r(shí)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(mén)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(duì)應(yīng)，從古希臘的柏拉圖開(kāi)始，許多人認(rèn)為數(shù)學(xué)是研究模式的學(xué)問(wèn)，數(shù)學(xué)家懷特海（A. N. Whiiehead，186----1947）在《數(shù)學(xué)與善》中說(shuō)，“數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征就是：在從模式化的個(gè)體作抽象的過(guò)程中對(duì)模式進(jìn)行研究，”數(shù)學(xué)對(duì)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?tīng)枺↘，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(duì)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(lái)分析，實(shí)際上，對(duì)數(shù)本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)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(shí)間、丈量土地和容積等實(shí)踐，因而這時(shí)的數(shù)學(xué)對(duì)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(duì)象上，數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)之間的距離越來(lái)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(lèi)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(wèn)，等等觀點(diǎn)。這些認(rèn)識(shí)，既反映了人們對(duì)數(shù)學(xué)理解的深化，也是人們從不同側(cè)面對(duì)數(shù)學(xué)進(jìn)行認(rèn)識(shí)的結(jié)果。正如有人所說(shuō)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(lái)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(wèn)的說(shuō)法，則是從數(shù)學(xué)的抽象過(guò)程和抽象水平的角度對(duì)數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的闡釋?zhuān)硗�，從思想根源上�?lái)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(lèi)對(duì)數(shù)學(xué)推理的必然性、準(zhǔn)確性的那種與生俱來(lái)的信念，是對(duì)人類(lèi)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(duì)可靠的，也即如果公理是真的，那么由它演繹出來(lái)的結(jié)論也一定是真的，通過(guò)應(yīng)用這些看起來(lái)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(wú)可辯駁的。
4.事實(shí)上，上述對(duì)數(shù)學(xué)本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)是從數(shù)學(xué)的來(lái)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(lái)看數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征的。顯然，結(jié)果（作為一種理論的演繹體系）并不能反映數(shù)學(xué)的全貌，組成數(shù)學(xué)整體的另一個(gè)非常重要的方面是數(shù)學(xué)研究的過(guò)程，而且從總體上來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，是一個(gè)“思維的實(shí)驗(yàn)過(guò)程”，是數(shù)學(xué)真理的抽象概括過(guò)程。邏輯演繹體系則是這個(gè)過(guò)程的一種自然結(jié)果。在數(shù)學(xué)研究的過(guò)程中，數(shù)學(xué)對(duì)象的豐富、生動(dòng)且富于變化的一面才得以充分展示。波利亞（G. Poliva，1888一1985）認(rèn)為，“數(shù)學(xué)有兩個(gè)側(cè)面，它是歐幾里德式的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，但也是別的什么東西。由歐幾里德方法提出來(lái)的數(shù)學(xué)看來(lái)象是一門(mén)系統(tǒng)的演繹科學(xué)，但在創(chuàng)造過(guò)程中的數(shù)學(xué)看來(lái)卻像是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性的歸納科學(xué)�！备ベ�(lài)登塔爾說(shuō)，“數(shù)學(xué)是一種相當(dāng)特殊的活動(dòng)，這種觀點(diǎn)“是區(qū)別于數(shù)學(xué)作為印在書(shū)上和銘，記在腦（未完，下一頁(yè)）
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