数学文化之数学定理( 二 )


许多人承认在科学上的发现和发明:如物理上的落体定律 , 化学上的合成胰岛素 , 链霉素 , 在生物上的发现遗传规律 , 在医学上用针灸医治聋哑病症者 , 都是需要依靠实验和观察 。我说数学上的发现也是靠观察得来的 , 读者不是会觉得奇怪吗?
数学是研究一些数、形、集合、关系和运算的性质和变化的规律 , 人们是怎样知道这些性质和规律呢?
是不是像一些宣传宗教的小册子讲 , 连那大名鼎鼎的17世纪的英国科学家牛顿 , 也是因为他很虔诚 , 为上帝所宠爱 , 让一个苹果在他头上掉下 , 启发他发现物理上的《万有引力定律》?人的活动是上帝在操纵吗?
让我们看一看 18世纪的一个大数学家欧拉(Leonard Euler17071783)的一些意见吧!
欧拉在他的一篇:《纯数学的观察问题》的文章里写道:许多我们知道的整数的性质是靠观察得来 , 这发现早已被它的严格证明所证实 。还有很多整数的性质我们是很熟悉的 , 可是我们还不能证明;只有观察引导我们对它们的认识 。因此我们看到在数论它还不是一个完整的理论中 , 我们可以寄厚望于观察:它能连续引导我们新的性质 , 我们较后尝试证明 。那类靠观察而取得的知识还没有被证明 , 必需小心的和真理区别 , 像我们通常所说它是靠归纳所得的 。我们看过单纯的归纳会引起错误 。因此我们要非常小心 , 不要把那一类我们靠观察而由归纳得来的整数的性质当为正确无误 。事实上 , 我们要利用这发现为机会 , 去研究它的性质 , 去证明它或反证它 , 这两方面我们都会学到有用的东西 。(见《欧拉全集》第二册)
欧拉是瑞士人 , 一生大部份时间是在俄国和德国的科学院度过 , 对这两个国家特别是俄国的数学发展有很大的贡献 。他是最多产的数学家 , 他在生之日已出版和发表五百多本书和文章 , 死后还留下二百多篇文章未发表 , 以及一大堆不太完整的手稿 。
他的工作涉及的范围很广 , 单是数学就包含了当时的数学的差不多所有的分枝 , 在物理、天文、水利等等一些较有实用的科学他也作出过贡献 。
从1909年开始瑞士的自然科学会 , 准备出版他的全集 , 他的全集到现在还没有出完 , 他留在列宁格勒(现改名为圣彼得堡)的一大堆手稿 , 因为内容太多 , 到现在还要花许多时间和气力去整理 。
为什么欧拉能作出这样多的发现呢?在那篇《纯数学的观察问题》的文章里 , 他已告诉了你一个秘诀 , 就是:依靠观察得来的 。事实上欧拉也是一个善于观察的数学家 。
发现的工具是归纳和类比
18世纪的法国有一个农民家庭出身的数学家和天文学家拉普拉斯(PierreSimon de laplace 17491827) 。拉普拉斯是现代概率论的奠基者之一 。学物理的人对他很熟 。
他有一个很好的品德 , 就是对于年青一代的数学家当作自己的孩子 , 帮助他们和鼓励他们 。有一些人的发现事实上是他早在几十年前就得到了 , 但他也是把这发现的荣誉让给年青人而不是自己占有、或者像一些所谓专家对这些新生的力量 , 在妒忌之余 , 加以阻挠打击 。
拉普拉斯在关于概率论的哲学问题的一篇文章里曾经指出:在数学这门科学里 , 我们发现真理的主要工具是归纳和类比(induction and analogy) 。这里他指出了发现数学定理的一个方法 。
科学的学习方法和合理的复习资料能帮助大家更好的学好数学这门课程 。希望为大家准备的数学定理 , 对大家有所帮助!