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1 # 百分百培優數學
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2 # 江海河100083
數學在現代科學體系中的地位和作用
數學對科學技術的發展起著重大作用是被廣泛接受的觀點。正如馬克思所說:“一種科學只有在成功地運用數學時,才算達到了真正完善的地步。” 現代科學技術發展的一個重要趨勢是日益數學化。它不 僅要進行定性的研究,還要進行定量分析,提出一定的數學關係式和數學模型來描述研究課題的運動規律。這是現代科學革命的一個必然趨勢。現代科學革命促使了傳統的數學日益完善和新的數學分支不斷湧現,反過來,數學對科學革命的作用也日益加強。一些高度抽象的或者新的數學分支,如泛函分析、抽象代數、拓撲學、離散數學、分形、小波分析等,都已得到了非常廣泛的應用。數學的發展又是超前的,如研究相對論的基本工具黎曼幾何,在愛因斯坦應用它之前的年就已經出現。李群在多年後才在粒子物理中得到應用。難怪格列菲斯感嘆說:“數學的用處是難以預料的。” 這種難以預料性體現在兩個方面: 數學可能在各個領域都會起到重要的甚至是決定性的作用;每一個數學分支都可能在一定的時期和領域 發揮獨特的作用。 至於數學在具體的自然科學的各學科(如物理學、宇宙學、生命科學、系統科學等)當中的應用, 其廣泛性和深入的程度已眾所周知。
值得注意的是數學在社會科學、思維科學等領域應用的廣度和深度也在日益加強。
社會科學領域出現了計量經濟學、計量管理學、計量人口學、軍事運籌學等綜合性學科。科學數學化的形式也已由過去的數量化、圖形化、函式化等發展到了現在的形式化、模型化等。對於一個成功的經濟學家而言,嚴格的數學訓練幾乎是必須的環節。許多諾貝爾經濟獎的獲得者都是有相當深厚數學基礎的,這已是眾所周知的事實。數學對經濟學最有價值的貢獻之一是一般平衡模型,它試圖預言自由市場行為,該模型的威力鼓舞著對整個經濟學領域進行整體數學化。就是因為在這方面卓有成效的工作而獲得諾貝爾經濟獎的。原來經濟學與數學的結合主要限於經濟學的理論,現在由於變數數學、數學模型、數學規劃等新的數學工具的使用,已經擴大到了社會生產的組織管理和具體計劃上,涉及到非線性規劃、控制論、決策分析、預測等。人口學的研究把數學帶入了歷史科學,統計學和民意測驗把數學帶入了政治領域。保險、金融、精算等領域對數學的依賴程度也越來越高。傅立葉的熱傳導方程竟然在金融領域起了很重要的作用。在藝術方面,早在明朝的時候,中國的數學家就已經知道利用等比數列來劃分音節了。關於形狀和音調的數學提供了藝術的基礎。數學同樣在文學、藝術等方面有起特殊作用。對於思維科學的研究,同樣透過邏輯和電子計算機用到了數學。數學與語言學的結合產生了數理語言學、計算語言學,使語言學的研究正在經歷一場深刻的變革。國內外還有不少人用數學來研究和表述哲學原理。數學當中充滿了辨證思想、極限概念很好地體現了有限與無限、近似與精確的辯證關係。數理統計、非標準分析、機率論、模糊數學、突變理論等為研究必然與偶然、有限與無限、有序與無序、量變與質變等規律與範疇提供了有效的工具。
數學進入社會科學、思維科學等領域,或者說社會科學、思維科學的數學化,不是從來就有的,但這是一種發展的必然趨勢。社會科學的研究物件是社會現象,一個多變數、多因素、多層次複雜的動態系統,具有非數值的特徵。社會現象易變性、複雜性、不可往復性和人的認識的滯後性、侷限性、主觀性等使得許多社會現象產生不確定性和模糊性。任何事物都是量和質的統一體,要掌握事物質的規定性必須掌握事物量的規定性,社會科學要真正完善起來,就要採用新的研究方法和研究手段,這客觀上為數學的介入提供了條件。現代化的社會管理需要精確化的定量依據,這是社會科學數學化的根本原因。交通排程、城市規劃、人口控制、教育發展等都需要定量分析,必然要求相關的學科能夠作出定量的精確化的估計。從數學本身來看,經典的數學不具備應用於社會科學和思維科學等的條件。經典的數學是常量數學,研究的物件是不變的數量關係和固定的空間形式,這大大限制了數學的應用範圍。從世紀前後到世紀 年代,數學的發展進入了變數數學的階段,直接把事物以及變數之間的依賴關係,即函式關係作為 自己的研究物件,產生了具有劃時代意義的微積分理論。但這時的數學仍然侷限於對物理學、化學等自然科學的應用,還不能進入更加複雜多變的社會科學和思維科學。世紀以後出現的隨機數學、模糊數學、離散數學、博弈論、泛函分析、分類分析等,使得數學在研究手段和研究方法上都有了重大的突破。也為數學進入社會學領域奠定了良好基礎。如突變理論是由法國拓撲學家 創立的一門關於突變現象 的新興數學,由於注重質變的研究,已經成為目前興起的研究系統演化、系統質量自組織理論的主要數學工具。可以研究企業生產與倒閉、就業與失業、經濟危機、經濟增長的波動、經濟結構的變化等經濟領域的一系列非連續現象。可以利用突變級數法把突變模型具體應用到社會問題的多目標決策中。隨機數學直接以不確定現象為研究物件,為偶然和必然之間的轉化提供了數學刻畫的手段。隨機數學廣泛進入社會科學的諸多領域,並形成了一系列相對獨立、完整的分支學科,如教育統計學、社會統計學、心理統計學等。 數學在自然科學、社會科學、思維科學等方面越來越廣泛的應用表明:把數學歸入自然科學領域是不合適的。正如哲學不是社會科學,而是關於自然、社會、思維的所有知識的總結和概括一樣,數學也不是自然科學而是研究包含自然、社會、思維在內的整個世界的空間形式和數量關係的科學。從這種意義上講,數學已成為一門普遍性的學科。中國著名學者于光遠先生明確地把數學和哲學從科學體系中單獨列出,將科學知識劃分為哲學、數學科學、社會科學和自然科學四大門類。科學研究的方法一般可分為三大層次 即哲學方法、 一般方法和具體方法。 哲學居於最高地位,是方法論的原則。 一般方法是最有普遍意義的研究方法,數學方法就是一般方法中的精髓。在方法論體系當中,數學方法和哲學方法是低層次和高層次的關係。數學在自然科學、社會科學、思維科學等方面的應用不僅是方法的應用,而且是方法論的應用。
因此,數學的重要性不言而喻的,在數學上的才華,決定了科研的深度、廣度、高度。
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3 # 鋒言毅語
雖然數學是現代科學的語言,數學成績好反映了一個人的邏輯思維和計算能力強,但我不認為數學好是從事科研的必要條件。
當然,一些學科,比如理論物理、計算機科學等,對數學的要求很高,一個數學能力不強的人很難去從事這種工作。但科學有很多領域不要求很高的數學能力,當然如果是數學白痴也不行,證明你不具備從事科研所必備的基本的邏輯思維。
歷史上有些著名科學家的數學也不好,比如英國物理學家法拉第,他幾乎不懂數學,但他的物理直覺極其好,透過總結實驗現象,他提出了“場”的觀念,是近代物理裡非常重要的概念。
但不懂數學畢竟成為法拉第科研成就的障礙,他的理論還得靠數學能力極強的麥克斯韋總結成四個方程式,構成了今天所有電子產品,也就是整個現代文明的基礎。這才是歷史上開天闢地的偉大成就,麥克斯韋跟愛因斯坦、牛頓並列成為歷史上最偉大的科學家。
另一方面,數學雖不是科研的必要條件,但也不是充分條件,數學好不一定就能取得好的科研成果。比如物理學家泡利,他19歲就發表了關於廣義相對論的文章,成為廣義相對論的專家,但他後來的成就卻比不過同時代的很多物理學家,比如中國的楊振寧。因為他太過注重數學上的嚴謹,對沒有嚴格數學解釋的想法都拒絕接受,錯失了很多發現問題的機會。而楊振寧不但有很強的數學能力,也注重理論的結構和美感,不因為暫時沒有嚴格的數學解釋就放棄美妙的理論,楊-米爾斯理論就是這樣發現的,現在已經成了物理學最重要的基石之一。
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4 # 哏兒都大雜燴
並不能反應。
兩者的關係是這樣的:科研資質優秀的往往數學成績較好,但是數學成績較好並不能代表科研資質優秀。
科研資質除了理論研究能力強之外,還有很多能力也是很重要的,比如團隊協作能力,跨領域知識的應用能力等等。
回覆列表
數學即哲學,是我們認識和改造這個世界的方式方法!
數學是強國之本,是很多學科的基礎,沒有數學,也就沒有這些學科存在的基礎!
學好數學還能使我們更好的瞭解別人,並能讓別人很好的瞭解我!
因此,數學成績好壞能反映一個人的科研資質,在很多領域,沒有數學基礎,甚至都寸步難行!很多科學研究到一定程度,數學就成為制約發現發展的瓶頸。
當然,有些人講,有些領域的科研與數學並無聯絡,如文學類的,是嗎?但這些跟哲學是有關啊!搞文科研究的到某種程度會發現,哲學是制約發展的瓶頸。而數學正是脫胎於哲學,因此數學很重要。
因此,數學能反映一個人科研的資質!