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数学发展和人类文明

出处:论文网
时间:2018-03-28

数学发展和人类文明

  中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)06-0178-01

  数学作为一门基础学科,是我们学生自入学起就开始接触且从没有中断的一门学科,在科学文化中占有独特的位置,给人类文明的发展做出了无以伦比的贡献。但我们大部分人却并不能真正认识到其重要作用,因为在大众意识里,经济的繁荣和社会的发展多是由自然科学和工程技术的发展带来的,很多人忽视了自然科学和工程技术的发展多是以数学为基础的。本文将就数学的发展与人类日常生活文明、数学的发展与艺术美学文明、数学的发展与科学技术文明三个方面展开论述,以揭开数学神秘的面纱。

  一、数学发展与人类生活文明

  从原始社会最初的“石头计数”、“结绳计数”和“刻痕计数”,到经历了数万年之后,直到至今约5000多年前,出现了书写计数和与之相应的计数系统,数学开始真正的影响人类的生活。早期记数系统有:公元前3400年左右的古埃及象形数字;公元前2400年左右的巴比伦楔形数字;公元前1600年左右的中国甲骨文数字;公元前500年左右的希腊阿提卡数字;公元前500年左右的中国筹算数码;公元前300年左右的印度婆罗门数字以及年代不详的玛雅数字。这些计数系统使人类文明向前迈进了一大步,并且随着生产力的发展和数字的完善,数学也真正发展了起来。

  数学最早的发展是作为一种实用的技术或者工具,应用于人类生活中的各项实际问题的解决中。人类把数字普遍运用于日常生活中的食物、牲畜、工具以及其他生活用品的分配和交换,房屋、?}库等的建造,丈量土地,兴修水利,编制历法等,大大提高了人类的生活水平[1]。现今,数学的应用更加广泛,“定量化”这个概念使数学手段应用在小到生活常识、日常购物,大到一个国家的就业率、失业率和国民生产总值等各方面,一定的数学能力已经成为了个体必须掌握的生活技能,数学已经成为了我们生活无法避免的一部分。

  二、数学的发展与美学艺术

  数学家M.克莱因认为:“数学是人类最高超的智力成就,也是人类心灵最独特的创作。音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科学可改善物质生活,但数学能给予以上的一切。” 简练、精确是数学的美。数学语言是如此慎重的、有意的而且经常是精心设计的,凭借数学语言的严密性和简洁性,我们就可以表达和研究数学思想,这种简洁性有助于提高我们思维的效率。并且数学很讲究它的逻辑美,数学的应用是被人们广泛认同的,学习数学对训练我们学生的逻辑思维能力助益良多,尤其是几何的证明讲究前因后果,每一步都要前后呼应,数学在此显示出了极大的逻辑美。

  数学上有很多知识是和对称和比例有关的。对称和比例的分割给人协调,平稳的感觉,像圆,正方体,“黄金分割”比例等,它们使物体的形态更加的匀称优美。正是由于几何图形中有这些点对称、线对称、面对称,以及各种比例的协调才构成了美丽的图案,这其中最引人注目的就是精美的建筑了。在传统建筑美学,建筑师从根本上是根据数学规律法则,运用数学知识来实现对建筑空间的创造,根据数学数字与比例所体现出来的和谐之美,建筑师在描绘着属于那个时代的建筑蓝图[2]。再看现代建筑美学,更加注重人的感受和尺度空间感的创造,这一切都需要通过数字化来体现,并且关于新材料、新技术和新手法的运用等问题上也都要落实到数量关系之上。

  除以上之外,在绘画、音乐、时尚等领域,空间的深邃、乐符的和谐、线条的流畅等因素也都带着数学的影子,数学与人类的审美之间有着剪不断的线。

  三、数学的发展与科学技术创造

  一位数学家曾说过:“数学是科学的女王,数学也是科学的仆人。”数学自始至终都在科学技术的发展过程中发挥着至关重要的作用,特别是进入20世纪以来,随着新学科的不断建立和旧学科的不断完善,数学变得门类繁多,内容更加广泛,在其他学科中的应用也越来越系统,主要体现在[3]:1.数学为科学提供了定量分析和计算方法,加速了科学向技术的转化。数学精确性、可量化的特点大大增加了科学研究数据的可信度,提高了科学研究的速度和质量;2.数学是科学的的逻辑工具,为科学研究提供了可靠性。数学具有严密的逻辑性,通过建立模型等手段获取系统完整的数据信息对于解决众多领域存在的数据残缺不完整现象意义不可忽视;3.数学是其他科技进步的重要基础,数学自身的发展是整个科技事业兴旺发达的重要支柱。从20世纪获得的科技成果来看,无一不借助数学的力量;4.科学是数学的解释和模型,科学技术的发展也加速了数学和其他学科的相互渗透、相互影响,丰富了数学的内涵和促进了数学的进步。长期以来,数学与其他学科一直保持着你中有我,我中有你的关系。

  数学作为研究其他学科的基础和手段,是构建当代物质文明的基石,数学的发展影响着整个科技发展的进度。现今,数学与自然科学的紧密程度从没有这样深过,数学的许多高深理论与方法正在深人广泛地渗透到自然科学研究的各个领域。回顾科学技术的发展 历程,牛顿力学(特别是万有引力定律)依赖于微积分发现,分子生物学中DNA结构的研究与数学中的纽结理论有关……,无论是物理学、生物学、天文学、化学等老牌学科,还是信息与计算机、机械设计与自动化、生物工程、飞行器设计等新学科,都无不需要数学的支撑,可以说,数学自始至终都是人类科技文明进步的根基。

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