大道至简—读《牛津通识读本:数学(中文版)》
本书开篇就️以20世纪初,伟大数学家大卫·希尔伯特的发现:【有很多数学中的重要论点在结构上十分类似】道出了,大道至简,结构当然相似,而且是从底层开始构建。
书中的概念,比如内积空间(大部分读者会云里雾里),它由欧几里得空间抽象而来,这是泛函分析讨论的课题。至少我们都学过欧几里得的平面几何,即使忘记了也无妨,阅读此书它会让我们重温欧几里得四大公设,并理解了抽象思考的方法,假如读者愿意跟随本书的节奏,不仅可以掌握些许抽象思维的方法,并把通过对欧几里得第五公设平行线的思考,衍生出对球面的思考,得出双曲几何、球面几何的概念。从而由抽象思考形成抽象思维习惯后,能帮助自己从纷繁复杂的现象中迅速归纳出一个或者多个规律,并会由此心生欢喜。因为我们可以得到,在地球表面上,有一个各角均等于直角的等边三角形。作者指出【“原则上”这个短语在这里被过度使用了,因为这样的计算将会是极端复杂的,并且需要知道骰子的形状、材料、初始速度、旋转速度等更为精确的信息,而这般精确的信息在实际中是根本无法测出来的。】,是不是感觉到,如果我们在与人讨论”看到都不一定是真实”这样民间智慧的时候,可以帮助我们更智慧方式就是使用抽象思考得出规律,然后将具体情况再代入呢?是不是也可以理解了,凡事从公理出发,充分应用、遵循特定的“规则”,最后以有趣的数学陈述结束,那么这样的陈述就可以当作定理接受,否则就不能被视为定理。是否觉的佛教理论的因果论也如是说呢?
科幻《三体》里一个概念“降维打击”被众人津津乐道。什么叫降维?又怎么升维?在数学中可以将其特征表述出来吗?高维与低维的距离怎么算?假设已知二维面积,向三维扩大一倍,三维的为什么是二维的四倍?还有,为什么这个时候不用体积来做单位?其中的含义又如何?此书会一一给你到来,读者只需拿着笔和数张草稿纸跟着计算即可。
通过阅读此书,或者类似的书籍,我们也许可以开个脑洞,在数学中将求导高阶函数,也是一种降维;也可以在与人的交流过程中,对方如果习惯使用陈述句,那么至少交流对象是一个对自己很负责任的人,因为作者引用了一个宣言【逻辑实证主义者的宣言:“陈述的意义就是其证实的方法。”如果你出于哲学方面的考虑,认为我的观点令人生厌,那你不妨不要将它看作一个教条式的断言,而是视为一种可供采纳的态度。实际上,我希望表明的是,要想正确地理解更高等的数学,采纳这种态度是至关重要的。】,理由是数学即使无法做到精确的时候,至少它不放弃,而采纳一种误差允许范围内的近似;阅读此书,它还可以帮助我们如何理解俗语说的“那只是一种理论,与实际脱节”的真正内涵是什么?原来,理论本来就是解决现实问题的,说这样话的人并没有对理论熟悉到能解决实际问题的能力,所以他要么想绕过去,要么想掩盖自己的理论不扎实,或者羞于承认自己浪费了一些本可以不浪费的时间。
由于人类的心理作用,认为公理都是因为它的真实性,阅读此书,我发现了【公理系统的主要问题并不是公理的真实性,而是公理的自洽性和有用性。】于是,我们对根号2具体是什么数字,为什么是无理数也就释怀了。
阅读此书,我觉的数学一直在践行着科学精神中的质疑、探索、理性、实证四要素。启发较大的是,数学思想在生活、工作中应用,就是提醒自己,不要考虑一步到位的完美解决方案,因为那样有可能让人一筹莫展,却又很装逼似得暗示自己,“我在追求完美”。
作者还提出“思维体操”这个概念,这个词义表示需要数学需要基础训练,而且存在已知的高难度的动作,还有不可预知的难度。从这个概念出发,我们也理解了为什么有那么多人旗帜鲜明地厌恶数学?因为数学总是持续在自身的基础上构建,所以学习时的步步跟进就显得很重要。也理解了,如果对数学研究的艰难程度没有一点概念,不了解要想做出重大的原创性工作,必须要花上数年的时间来充分发展知识和专长,也不知道数学是一项多么需要集体合作的活动。那么数学的确是令人望而却步的。