數(shù)學(xué)文化:發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)定理的秘訣
來源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2018-12-24 20:16:02
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數(shù)學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)定理呢?他們是否有一個秘訣?如果能知道那是多好。
是的,這里有一個秘訣,下面的一個真實故事就會告訴你秘訣是在哪里?
在中國湖南省的一個農(nóng)村生產(chǎn)隊,在1964年以前禾苗年年受到蟲害,糧食老是不夠,畝產(chǎn)最多是五百多斤。
那里的蟲害最厲害的是一種叫蟻螟的蟲,它們能使稻枯心,農(nóng)民最初看到禾苗出現(xiàn)白線子才噴藥。可是農(nóng)藥噴了,蟲卻沒治好。有一個農(nóng)民看到這種情形,他決定要想法子根治這種蟲害,可是有人卻認(rèn)為他文化低,不可能做出這樣的事來?但是他不理會這些意見。當(dāng)?shù)谝淮拿晟龊,他就守在田邊觀看,看蛾子如何產(chǎn)卵,發(fā)現(xiàn)卵塊的地方就插標(biāo)記,記下產(chǎn)卵日期,看它什么時候孵化。不管刮風(fēng)下雨,日夜不離田邊,終于揭開了秘密。掌握到了這種蟲的生長規(guī)律,于是就有法子消滅它。以后也控制了其它蟲害,糧食畝產(chǎn)到目前增至一千二百多斤。
許多人承認(rèn)在科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明:如物理上的落體定律,化學(xué)上的合成胰島素,鏈霉素,在生物上的發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律,在醫(yī)學(xué)上用針灸醫(yī)治聾啞病癥者,都是需要依靠實驗和觀察。我說數(shù)學(xué)上的發(fā)現(xiàn)也是靠觀察得來的,讀者不是會覺得奇怪嗎?
數(shù)學(xué)是研究一些數(shù)、形、集合、關(guān)系和運(yùn)算的性質(zhì)和變化的規(guī)律,人們是怎樣知道這些性質(zhì)和規(guī)律呢?
是不是像一些宣傳宗教的小冊子講,連那大名鼎鼎的17世紀(jì)的英國科學(xué)家牛頓,也是因為他很虔誠,為上帝所寵愛,讓一個蘋果在他頭上掉下,啟發(fā)他發(fā)現(xiàn)物理上的《萬有引力定律》?人的活動是上帝在操縱嗎?
讓我們看一看18世紀(jì)的一個大數(shù)學(xué)家歐拉(LeonardEuler1707—1783)的一些意見吧!
歐拉在他的一篇:《純數(shù)學(xué)的觀察問題》的文章里寫道:“許多我們知道的整數(shù)的性質(zhì)是靠觀察得來,這發(fā)現(xiàn)早已被它的嚴(yán)格證明所證實。還有很多整數(shù)的性質(zhì)我們是很熟悉的,可是我們還不能證明;只有觀察引導(dǎo)我們對它們的認(rèn)識。因此我們看到在數(shù)論——它還不是一個完整的理論中,我們可以寄厚望于觀察:它能連續(xù)引導(dǎo)我們新的性質(zhì),我們較后嘗試證明。那類靠觀察而取得的知識還沒有被證明,必需小心的和真理區(qū)別,像我們通常所說它是靠歸納所得的。我們看過單純的歸納會引起錯誤。因此我們要非常小心,不要把那一類我們靠觀察而由歸納得來的整數(shù)的性質(zhì)當(dāng)為正確無誤。事實上,我們要利用這發(fā)現(xiàn)為機(jī)會,去研究它的性質(zhì),去證明它或反證它,這兩方面我們都會學(xué)到有用的東西。”(見《歐拉全集》第二冊)
歐拉是瑞士人,一生大部份時間是在俄國和德國的科學(xué)院度過,對這兩個國家特別是俄國的數(shù)學(xué)發(fā)展有很大的貢獻(xiàn)。他是最多產(chǎn)的數(shù)學(xué)家,他在生之日已出版和發(fā)表五百多本書和文章,死后還留下二百多篇文章未發(fā)表,以及一大堆不太完整的手稿。
他的工作涉及的范圍很廣,單是數(shù)學(xué)就包含了當(dāng)時的數(shù)學(xué)的差不多所有的分枝,在物理、天文、水利等等一些較有實用的科學(xué)他也作出過貢獻(xiàn)。
從1909年開始瑞士的自然科學(xué)會,準(zhǔn)備出版他的全集,他的全集到現(xiàn)在還沒有出完,他留在列寧格勒(現(xiàn)改名為圣彼得堡)的一大堆手稿,因為內(nèi)容太多,到現(xiàn)在還要花許多時間和氣力去整理。
為什么歐拉能作出這樣多的發(fā)現(xiàn)呢?在那篇《純數(shù)學(xué)的觀察問題》的文章里,他已告訴了你一個秘訣,就是:“依靠觀察得來的。”事實上歐拉也是一個善于觀察的數(shù)學(xué)家。
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