数学对于科学的意义


数学是一种强大的工具,帮助我们应付这个纷繁复杂的世界
早期的数学远不像今天这样抽象神秘,它是非常真实的 。上个世纪70年代,考古学家在斯威士兰和南非之间的乐邦博山上发现了几根35000年前的狒狒腓骨,上面有用于计数的划痕,科学家们认为从那时候起,人类就开始有了计数系统 。
在几千年的演化过程中,数学将我们遇到的具体问题及其规律不断抽象化,以至于到了现在,大家对数学的存在已经习以为常,头脑里对于数学的概念只剩下各种数字、符号、公式和定理了 。很多人都有这样的疑问:我在大学花这么长时间学了各种数学课,毕业了还用不上,几年之后就忘得差不多了,为什么还要学数学呢?
至少:

当想买的12寸匹萨售罄时,你不会冒出:“没关系,买2个6寸匹萨也是一样的”这样的傻话 。当按揭还房贷时,你会知道“等额本金”和“等额本息”还款,哪个更适合自己,而不是两者傻傻分不清 。
数学的意义就在于,它已经渗透到了我们生活的方方面面 。它是人类创造出来的强大工具,帮助我们应付这个纷繁复杂的世界,在处理问题时,一定会用到数学知识和数学思想 。
远古时代,群居的人类为了分配猎物,就已经开始使用数学思想了 。为了将猎物合理地分配给每一位成员,就必须计数 。一开始,人类用“数手指”的方法计数(这也是我们今天使用十进制的原因),后来又学会了用石子或打绳结的方式计数 。这个时候人类就建立了最基本的数学概念 。
在几千年的发展过程中,数学可以探索宇宙(太阳系的比例模型——等比),可以预测未来(天气预报——数值预报法),可以破解密码(公开秘钥体制——单向函数),可以判断足球飞行的轨迹(最优飞行轨迹估计——数据挖掘、决策树……),可以解释种群数量的走势(种群趋势指数——排除分析法、添加分析法和干扰分析法……),等等 。
【数学对于科学的意义】在如今的人工智能时代,很多非常智能的技术,其实都应用了数学知识 。例如语音助手(语音识别)、人脸解锁(人脸识别)、扫描仪(OCR,光学字符识别)、输入法中的智能联想等等,这些黑科技产品涉及的数学知识有隐马尔可夫模型、深度神经网络、贝叶斯条件概率……
即便你不是这些科技产品的开发者,学好数学后,你也可以利用数学知识生活的更好 。比如,你可以利用统计和概率知识,估计股票的价值,找准时机买卖,争取最大的收益 。在日常生活中,学习数学时训练出的逻辑思维、反向思维、发散思维能力也提高了你分析问题和解决问题的能力,而这种影响是无形之间产生的 。
爱因斯坦曾说:
“纯数学使我们能够发现概念和联系这些概念的规律,这些概念和规律给了我们理解自然现象的钥匙 。”
作为一门基础科学,不管是对于终极命题的探索,或对于生活常识的把握,还是对于国家实力的贡献,数学都居功至伟 。
数学是人类创造出来的通用语言
题主说“数学是人类编造出来的”,这种说法没错,数学不是一种在自然界中可触摸的实物,而是人类的抽象思维 。但它不是人类为了打发无聊的时间而编造出来的故事,而是无数人在探寻真理过程中对自然界规律的总结,是一种全世界通用的语言 。
受到地理、经济、政治等多种因素的影响,人类在发展过程中形成了不同的语言:汉语、英语、法语……不同语言有着各自的语法特点 。英语是让很多中国学生头疼的课程,这说明不同的语言之间存在着坚实的壁垒 。即便是学会了语法,我们也还是难以理解语言背后的文化和思想 。但数学不一样,它打破了不同语言、不同文化之间的壁垒,构建出了一套被人类共同理解的知识体系,正是由于这样的特点,数学才能在一代又一代人智慧的基础上不断发展,不断沉淀,最终形成了如今这样一个强大的学科 。

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