摘要:人类历史源远流长、世界文明博大精深,数学作为一门具有丰富内涵和在现实生活中具有广泛应用的基础学科,支撑着现代文明,同时对生产和生活起到了重要的作用。本文将阐述数学文化的丰富内涵及在科学研究中体现出来的作用,进一步验证数学在文化和科学等领域中的地位。
关键词:文化内涵 科学价值 数学精神 现代文明 精确 严密
数学文化是文化领域中的重要组成部分,是现代文明至关重要的核心文化。数学与社会的关系变得紧密和明显,具有丰富文化内涵和独特地位的数学学科已经渗人到社会科学的各个领域,在不断的引领人类创造文明,丰富文化,促进人类不断向更高的层次、更美好的生活前进;同时,数学的研究也能推动科学的各个领域的进步,数学研究的发展也在影响人们的文化素养,促进科学的发展和提高。
一、数学的文化内涵
1.数学精神与数学文化理念
爱因斯坦先生曾说过,任何一门科学不过是一些日常思考的提炼罢了。最初的数学,其发展历程也遵循这个规律,最初的数学只是现实社会的一个简单模型,帮助人们解决“日常思考”,进行一些现实生活和社会中的简单运算和统计。但数学的发展显示出来的作用却不容忽视,数学为这些简单的“日常思考”提供一个载体,能充分的显示人类的思维和探索精神。与自然语言及普通学科相比较,数学这个基础学科的思想和思维的方式具有无与伦比的精确性、严密性和逻辑性。人类凭借这种精确性、严密性和逻辑性都非常强的思维方式与能力,逐渐发展其他的自然科学。
2.数学文化的现实意义
(1)数学文化的人文价值
数学文化具有完善自我的人文价值,数学文化的博大精深能使人的心胸远大,数学问题的研究对象浩大深远,结论广泛适用,能激励人的心智,发展人的思维,同时数学文化还具有提升人类审美水平的价值,数学的发展能让你提高和完善追求的目标。
(2)数学文化的教育意义
数学既是人类认识自然的中介,也是一种创造与发现的活动,具有鲜明的传承人类数学思想和知识的功能。数学不仅是一门科学,还是一种艺术,对人类的教育具有统筹和促进作用,数学知识也为数学教育的改革与发展提供了必要的理论基础。
二、数学的科学价值
1.数学在众学科中的作用
(1)数学在经济中的应用
著名的宏观经济学家 John Maynard Keynes曾经说过,“一个经济学家应该在某种程度上是一个数学家,历史学家,国际活动家,哲学家”。数学思想对于经济学的研究有着不可或缺的推动作用,当今世界经济的高速发展有赖于数学学科在经济学中的应用,数学的精确性、严密性和可靠性为经济学的研究提供良好的准备和载体。
(2)数学在物理学和生物学中的应用
德国一位物理学家海森伯,直接从光谱的频率和强度的经验资料出发,在1925年提出了矩阵量子力学。矩阵量子力学中使用矩阵数学作为描述量子力学的工具,而波动量子力学中则采用更为大家所熟悉的微分方程作为数学工具。很多物理现象的描述都用到了数学这种工具。从整个自然界到生物圈、种群、群落,从生物体的各个系统到器官、组织、细胞,虽然通过观察和实验可以在生物学角度得到定性的经验及结论,但各个细节精确的定位则需要建立在严密的逻辑关系基础上,这就需要借助数学在严谨及推理方面的力量――在分析父母与子女变异、探索遗传规律时人们提出了与回归相关的数学概念,诞生了生物统计学。
2.数学影响人们的思维方式和科学研究
我们所学的很多数学知识、它帮助我们学会了理性思考,教会我们抽象与概括,教会我们怎样巧妙地轉化需要解决的问题……例如你可以用黄金分割的知识来审视一样事物,看它美不美,又美在哪里,是否符合黄金分割。又可以运用简单的数学知识来分析你家一年的收入与支出,每年各增长多少,只要你想得出,生活中处处有数学。例如:
(1)在科技活动展示中,同学们看见过一辆漂亮的“自动翻斗车”。车斗是这样一种无盖的长方形盒子(教具),它的底面积为128,你能用一块长20cm,宽12cm的铁片制作它吗?你能用数学知识来解决这样的一个实际问题吗?
解:在长方体铁片的四个角上剪去相同面积的小正方形,设小正方形的边长为xcm,那么盒子底面的长和宽分别为(20-2x)cm和(12-2x)cm。得出
整理得 (新方程)
通过解方程可以得到x=2,即将这块铁片的四角截去边长为2cm的正方形,剩下的材料即可作成底面积为128的“车斗”。
学数学是一切再教育的基础,数学是培养逻辑思维重要渠道,不要只看眼前,往长的想,数学是所有科的灵魂。数学能让你思考任何问题的时候都比较缜密,而不至于思绪紊乱。还能使你的脑子反映灵活,对突发事件的处理手段也更理性。数学给予人们的不仅是知识,更重要的是能力,这种能力包括观察实验、收集信息、归纳类比、直觉判断、逻辑推理、建立模型和精确计算。这些能力和培养,将使人终身受益。综上所述,数学能影响一个人的思维方式,会让一个人的思维变得紧凑,逻辑性和全面性都变强,同时也有助于提高科学研究的效率。
总之,数学应用之广泛,小至日常生活中柴米油盐酱醋茶的买卖、利率、保险、医疗费用的计算,大至天文地理、环境生态、信息网络、质量控制、管理与预测、大型工程、农业经济、国防科学、航天事业均大量存在着运用数学的踪影。具有丰富文化内涵和独特地位的数学学科渗入到社会科学的各个领域,数学的研究与发展在促进人类文明迈向更高的阶段,也在促进科学的发展和提高。
广东省清远市清城区源潭镇第一初级中学 刘成刚