第一篇:数学与文化 心得体会
时间冲冲而逝,不知不觉间这学期又过去了。我在这学期的公共选修课上选择了《数学与文化》这门课程。其实当初我在选择这门课程上主要是为了获得学分;然后是为了让我的学分来自不同的领域;最后才是因为我从小学开始就对数学比较感兴趣(数学成绩还不错);抱着一种不以为然和好奇的思想来学习这门课程。但是到了这个时候,我可以发自内心的说一句我太爱这门课程了,我真真正正的喜欢上了数学。
虽然我对数学不感说精通,但是成绩却总是名列前茅。不过在学《数学与文化》之前我和大家的的想法都一样以为数学只是一门为算数而服务的学科,它的出现是为了简化人们在实际生产过程遇到问题时的计算过程中大量的计算步骤和提供简便有效解决问题的方法。它的存在只是作为一门基础学科。只是为了应付一次次的考试才去学它,对它一点兴趣都没有。不过在学了《数学与文化》之后我的想法发生了天翻地覆的变化,在授课老师的讲授和指导下获益良多。老师喜欢和我们同学一起互动,不象有的老师只是填鸭式教学,而不管学生吸收了没有。通过学习我才发现十多年来我心中的数学是被我狭义化了的,数学的地位被贬低,完全没有意识到他完全处在自然学科和社会学科等同的地位上。他在人类社会的进程中起到了不可替代的推动作用,他完全是一门独立的文化,指引着人类向理性方向前进。
人们常说做事要一步一步来,其实教书也是一样的道理。不能一来就讲一些大道理,让同学们还没有学就已经被那些大道理搞得头昏眼花。这一点老师就做的非常好。
在开始的时候,然我明白数学是提高人的精神世界,求善求美数学是人类悟性的自由创造物。老师在上课时列举了很多生动鲜活的面试例子,而且这些面试材料让我们联想到我们以后会不会遇到,如果记下来,以后不就更容易找到工作了吗?通过这些让我们培养了认真听课的好习惯,也让我们对这门课程有了学下去的理由。
学到中段的时候,让我懂得数学是认识自己和理性的探索精神。基本上就是一个模式,通过简单游戏来和同学们互动,再在这些题的基础上列举一些与之类似却更叫深奥的题,最后根据解法一步一步推导出神密的数学知识和规律。让我们明白从简单的事物也能得出大道理,培养了我们以后做什么事情都要从小事做起,日积月累,最后自然而然的达到你最求的目标。其实这个道理我以前也明白,但我认为那只适合于一些大的事件,却忽略了运用在学习上。到了这时我才明白为什么我的数学成绩好,却不是最好,就是有一步到位的思想,不肯花时间慢慢来梳理一道题的来源,导致我认为的难题实际上对我来说不是难题。
在收尾的阶段,让我认识到数学永恒的主题是认识宇宙,对于数学的探索是无穷无尽的。在这段时间里里,通过例子给我们展示出了数学课已渗透到各个领域,还列举出了一些神奇的数学知识,告诉我们数学知识的博大精深,我们现在了解的数学还不全面,还有许多的数学猜想和难关还没有攻破,我们后代要更加努力,积极学习和思考,尽快的让我们认识这个神秘的宇宙。
不管其它人怎么想,我认为老师的授课的方式非常适合我们。理论和实际相结合,通过例题使知识更条理化。那些例子听起来生动有趣,活跃气氛,另外多媒体课件制作精美、图文并茂、内容丰富、信息量大、文字简明,有利于学生学习观看,提高了教学效果。不过还是给老师提点建议:一:老师给我们思考时间过于长,到最后那些更精妙的解法讲得太快没有听懂,特别是到了最后;二:多讲几遍是好事,不过也不能太纠结于某一道题,感觉有点不耐其烦。其它的我就想不到了。
最后我非常感谢老师让我懂得了这么多的知识,学会了做事的方法,补充了我的大脑。最后祝老师身体健康,暑假快乐。
第二篇:数学文化心得体会
刚开始是不想学这门课程的,因为在上高中的的时候数学就不好。但心想“数学肯定难,数学文化肯定不难。”上第一节课,发现老师好幽默,授课的方式很有趣。老师给我们讲了接下来具体要讲的内容。最吸引我的一句是,我们考试很简单,只写一篇论文。大家好好学习,认真听都能听懂。老师告诉我们,我们这门课程其实很简单,我们讲文化。听到这里,我心里面很激动。老师还告诉我们,他会介绍一些数学家名人,同时他会教我们怎么去思考,以及思维方式与逻辑推理。于是,我开始对这么课程产生了兴趣。
这门课给我们介绍了很多数学的知识,包括数学的历史、数学的发展等等,我们国家是一个数学大国,也是一个数学古国,早在2000多年前,我们的祖先就有“周三经一”的思想,也就是今天人们讲的圆周率π,而西方国家到了17世纪才有这样的概念,陈景润关于“哥德巴赫猜想”的卓越工作,令世界震惊。实际上,我们每一个人,天天都在跟数字打交道。一个人不识字完全可以生活,但是若不识数,就很难生活了,现代科技进步,对数学的要求越来越高,所以我觉得“数学文化”这门课程为我们剖析“数学”这门神秘而又与我们息息相关的科学,对我们来说是获益匪浅的。
我印象最深刻的是老师给我们介绍祖冲之及康熙在数学领域的伟大事迹。老师介绍了很多关于他的事迹,老师说,祖冲之的主要成就,也恰恰在于圆周率的计算方面。据《隋书·律历志》记载,祖冲之确定了圆周率的不足近似值为3.1415926,剩余近似值为3.1415927,这是世界上首次将圆周率精确到小数点后第七位。祖冲之为避免再出误差,以后每一步都至少重复计算两遍,直到结果完全相同才罢休.直到16世纪,阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一纪录。祖冲之实际上还给出了圆周率的误差范围。
祖冲之还和他的儿子祖暅一起,用巧妙的方法解决了球体积的计算问题。《九章算术》中认为,外切圆柱体与球体积比等于正方形与其内切圆面积之比,刘徽为《九章算术》作注时指出,原书的说法是不正确的,只有“牟合方盖”(垂直相交的两个圆柱体的共同部分的体积)与球体积之比,才正好等于正方形与其内切圆的面积之比。但刘徽没有求出两圆柱体垂直相交部分的体积公式,也就得不出球体积公式。祖冲之父子应用“等高处横截面积常相等的两个立体,其体积也必然相等”这一原理,求出了牟合方盖的体积。而球体体积等于π/4乘以牟合方盖体积,从而最终算出球体积为πD3/6(D为球直径),这个公式就是著名的“祖暅公理”。西方人得到这一公理时,距祖冲之父子已1000余年。祖冲之还研究过“开差幂”和“开差立”问题,这涉及到了二次、三次方程求根的问题,祖冲之在求解中甚至“兼以正负参之”,可见其研究水平之高。
祖冲之父子的数学研究成就汇集于他的数学专著《缀术》中。这本书极其高深,以至于“学官莫能究其深奥,故废而不理”。
老师讲的这些我非常感兴趣。从祖冲之的身上我学到了很多。祖冲之在前人创造的基础上做出了他的成绩。对于我们当代大学生来说,我们应该学习他的认真学习,刻苦钻研,不迷信古人,不畏惧守旧势力,不怕斗争,不避艰难。我们真的很需要这些品质,我们学习他的刻苦专研和创新的精神,同时,我们要利用他广博的知识和突出的贡献去继续探索这个世界。
在以后的学习中,老师传授了很多有趣的关于数学方面又涉及实际生活的知识。老师出过很多培养我们思维的题,每句话都有它所要传达的信息。去寻找里面的逻辑关系,建立数学模型。题自然而然就解出来了。总而言之,我很高兴能抢到数学文化这门课程。我从中收获了很多。从以前对祖冲之的一无所知到有所了解,我还从中学习到了祖冲之的优秀品质。这门课程对我以后的生活也会产生很大的帮助。老师还是很辛苦的,每节课都要给我们备很多知识。老师的授课方式也对我以后的教学起到了相当大的帮助。
第三篇:数学文化与数学教学
数学文化与数学教学
介绍了数学文化的内涵,分析了数学文化的价值,提出在数学教学中要引入数学文化,提高数学素,并对如何在数学文化背景下进行数学教学进行了有益探索。
数学文化 数学素养 数学娱乐 数学教学
一、数学文化的内涵
“文化”一词在《辞海》中的解释是:人类在社会历史发展过程中所创造的物质财富和精神财富的总和。“数学作为一门学科,它应该是精神生活的产物,因此数学属于文化的范畴。数学作为一种文化,除了具有文化的某些普通特征外,还有其独有的特征,这是其区别于其他文化形态的主要方面。数学文化包括数学的思想精神、方法、观点、语言以及它们的形成和发展过程,同时它还包含数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分以及数学与社会的联系、数学与各种文化的关系,等等。”从而极大地丰富了人类文化,同时也推动了人类文化的发展,因此数学是人类文化有机的和最重要的组成部分。
“数学文化”一词在1980年由美国学者怀尔德(R?Wilder)在《作为文化系统的数学》一书中提出,自20世纪80年代起,我国数学教育专家、学者开始对数学文化开展了大量研究,进入21世纪之后,数学教育就是数学文化的教育的观点得到认可,一个重要的标志是数学文化走进中小学课堂,渗入到实际数学教学中。教育部 2003年颁布的《普通高中数学课程标准》(实验)中,有四个地方用大段文字从数学文化的角度来阐述观点,并且在标题中使用了“数学文化”一词。
20世纪初的数学曾经存在着脱离社会文化的孤立主义倾向,并影响着中国。在中国数学教育界,曾有“数学=逻辑”的观念,学生们把数学看作“一种符号的游戏”。过去由于强调基础教育和应试教育,很多教师在教学时不注意数学文化的渗透,只是单调死板的对知识进行讲授和大量练习,使很多学生从小就在心里埋下了数学难、恐惧、厌烦的种子,久而久之,学生的意识里深深烙下了“数学没意思的烙印”。如今把数学放在文化的背景下加以教学,数学文化作为教材的组成部分,能帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,激发学习数学的兴趣,感受数学家治学的严谨,努力使学生在学习数学过程中受到文化感染,体会数学的文化品位,体察社会文化和数学文化之间的互动。
二、数学文化的价值
数学的工具作用是有目共睹的,但数学不仅仅是工具,它以自己独特的思维方式、独特的表现形式,与文学、艺术等一样,具有重要的文化价值。一方面,数学是人类思维训练的体操,经过长期的数学学习,能让学生养成缜密严格的思维习惯,培养学生深入细致的洞察和抽象概括能力、逻辑推理能力、严谨的思维分析和判断能力,从而提高大学生的思维素质。另一方面,数学对人的观念、品质、道德情操的形成具有十分重要的影响。它能培养人坚强的毅力、百折不饶的精神,使学生在今后的工作中,遇到问题不偏听偏信,思路清晰、条理分明、严格依据客观事实做出判断,并能有条不紊地处理头绪纷繁的各项工作。
爱因斯坦曾说过,什么是教育?教育就是人走出校园许多年后,将所学的知识都忘记了,但还能够干出事业来,这就是教育的本质意义。曾有学生提出过“人为什么要学数学”这个问题。数学知识对很多人来说,也许一辈子都是用不上,但为什么数学还会成为全世界中小学的主要科目?并且是所花费的时间最多的科目?最重要的是数学体现的是人类的思维精华,能熏陶人的思维品质,培养人的情感态度,是为了提高全民族的数学文化素质。它会影响一个人的言行、思维方式等各个方面。数学教育不仅要使学生掌握数学知识,也要让学生获得极为重要的数学素养。
三、数学文化背景下的数学教学
如何在数学文化背景下提高数学教学质量,使学生能喜欢数学、学好数学,激发和调动学生学习数学的积极性是我们长期以来关注的问题。经过多年的探索,体会如下:
1.注重数学史与数学知识的结合。以往学生认为数学枯燥、难学,一个重要原因是教材的内容从形式上是抽象和严密的,各章节的内容之间除了定义、定理的推导及证明,就是例题和练习,学生并知道这些知识的来龙去脉,不能引起他们的兴趣。因此,在教学中,教师要注重把一些重要的数学史知识介绍给学生,使学生掌握数学发展的基本规律,了解数学的基本思想,有助于学生对概念有一个整体认识。例如,在讲授极限概念时,可以先介绍战国时期公孙龙的一个命题:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,及刘徽的割圆术。刘徽的“割圆术”不仅计算出π的近似值,而且还提供了一种极限的思想,也反映出我国数学的悠久历史;在讲微积分之前,先介绍微积分的创立,同时配合图片介绍牛顿、莱布尼兹是如何在不同的背景、方法和形式上提出并创立微积分的,还可以进一步介绍微积分发现的优先权争论;在讲积分时,介绍积分号“∫”是莱布尼兹发明的,是英文字母sum的开头字母的缩写,数学上很多符号都是他发明的,并介绍在数学史上是先有定积分,然后才有不定积分的,等等,这些都会引起学生的兴趣。而且数学史上无数数学家的奋斗历程,也可以使学生树立正确的数学观,培养学生顽强的毅力、坚强的品格。
2.让学数学成为娱乐。数学娱乐的理论是王青建教授提出的。数学大师陈省身、陶哲轩等也分别提出“数学好玩”和“去与数学玩”的观点,这些都反映出数学家享受数学乐趣的心情,反映了他们对数学研究和数学教育的态度。
在教学过程中,教师应尽量用娱乐的态度、愉快的心情引入数学概念:张奠宙先生曾谈到一个老师,引用南宋诗人叶绍翁的“满园春色关不住,一枝红杏出墙来”的诗句,引入无界变量的概念,使学生学得兴趣盎然。我们在教学中也不妨引用李白的“孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流”讲解极限的意境;通过思考阿基里斯悖论的故事,让学生理解“无限趋近……”的概念;在解题过程中,借用图形来说明时,可以用著名数学家华罗庚的论述:“数缺形时少直觉,形少数时难入微,形数结合百般好,割裂分家万事……”让学生感到数学也可以用文学形式来描述,使数学与文化交融到一起,把数学文化发挥得淋漓尽致。
3.注意知识性、趣味性、思想性和应用性的统一。数学课常常被认为是枯燥难懂、脱离实际的。为了改变这种印象,唤起学生对数学的兴趣,让学生真正体会到数学是有用的,就要注意课程的趣味性和应用性。例如,讲数列时,从“兔子问题”和“斐波那契数列”引课,同时进一步说明这个数列还出现在很多自然现象中,“例如:植物叶子在茎上的排列,菠萝的鳞片,树枝的生长分叉,蜜蜂进蜂房的路线等”,会使学生感到既有知识性又有趣味性。例如,在讲“函数极值和最值”问题时,可以介绍我们常喝的可口可乐瓶的设计;讲概率问题时,可通过让学生自己亲身试验抛硬币、掷筛子等,得出概率和频率的关系,还可以让学生们计算彩票中奖的可能性,掌握概率的计算等;在讲单利和复利计算时,让学生亲自到银行体验存款;通过这些简单可行的活动,都可以让学生在动中学,点燃学生学习数学的热情。子曰“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,真实地反映出了趣味和乐学的重要意义。
4.提高教师素质和修养
教师作为数学文化的传播者,教师的数学观念、数学能力、数学理解和数学教育价值认识直接影响着数学教学。一支高素质的教师队伍是实施素质教育的良好保证。因此,要进行高质量的数学教学,数学教师必须提高自身的数学修养,拓宽自己的知识面,要多读数学名著,多了解数学史、科学史、文化史、社会学等方面的知识。研读数学名著会增强教师从事数学教科研活动的文化底蕴。教师要有足够深、广的知识,还要对数学的产生、发展的历史背景有全局性的了解和把握,对数学内容本质的内在联系有一定的认识。同时挖掘数学与其他学科的联系,体现数学的应用价值,拓展数学文化的内涵,借鉴、吸收他人的成功经验,将其精华融进自己的教学方法之中,形成最能发挥自己个性特点的教学方法。这样才能创造出完美的课堂教学。
参考文献:
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第四篇:数学与文化读书报告[范文]
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读书时间: 读 书 报 告
《数学与文化》读书报告
一、书名:《数学与文化》
二、著者:齐民友 著
三、出版社:大连理工大学出版社
四、页数:302页
五、目录
绪言
一 理性的觉醒 1.1 希腊的几何学
1.2 欧几里得的《几何原本》 1.3 数学与第一次科学革命 1.4 欧几里得与理性时代
1.5 希尔伯特的《几何基础》
二 数学反思呼唤着暴风雨
2.1 绝对几何学与欧几里得几何 2.2 非欧几何的发现
2.3 罗巴契夫斯基几何内容的简单介绍 2.4 数学——人类悟性的自由创造物? 2.5 罗氏几何的相容性 2.6 关于数学基础 2.7 数学的“失乐园”
——哥德尔定理意味着什么? 三 “我从一无所有之中创造了一个新宇宙” 3.1 弯曲的宇宙
3.2 相对论——牛顿的时空的终结 3.3 无尽的探索
结束语
(一)、该书作者简介
(二)、全书的概括
(三)、我对数学的新认识
1、抛开狭义化的“数学”,它的重要程度我以前无法想象
通过读了这本书,我才发现十多年来我心中的数学是被我狭义化的,甚至潜意识里还有“数学”就只是“研究数字的一门学问”这种想法。数学的地位被贬低,我认为原因在于,数学在基础教育中一直与其他学科并列,这使得我从来没有意识到实际她是凌驾于许多学科以上的。也许我也知道数学几乎是所有其他科学的工具,离开数学其他科学就无法表述和发展,但是我从未意识到在历史的进程中数学一直对文化和人的思维方式起着如此重要的推动作用。或许与其他学科并列也没有什么错,但我终于明白,现在是意识到数学地位之真正高度的时候了。
“18世纪末算起。那时,数学化的物理学、力学、天文学已经取得了惊人的进展??但是有一点很明显,数学的重要性已经不如前一个阶段。”我对于这句话的理解是:18世纪以前,数学几乎独自指引着人类向理性方向前进,与此同时,数学就像一个“母亲”,渐渐地有了自己的“孩子”(其他学科),18世纪开始以后,她的孩子都开始长大了,各自发挥着多样性的作用,于是“母亲”的重要性仿佛不如以前了。但需要注意的是,纵使孩子们形态迥异,本领不同,他们都是“母亲”的孩子,他们的基因是从母亲那里传下来的,数学的作用从来没有减弱过。原文中其实也给出了这种现象的解释:“数学是现代科学技术的语言和工具,现代科学之所以成为现代可续,第一个决定性的步骤是使自己数学化,原因就在于数学不仅是知识,更是思维方式,深深的改变着人类的精神生活。”更直接的例证就是,非欧几何的出现催生了相对论,而相对论毋庸置疑地轰动了整个世界;数学体系的日益完善,也使得计算机的假想成为了现实,在不到一个世纪的时间里,计算机对于世界的影响也是巨大而深远的。
数学是重要的,就如齐老所说:“没有现代的数学就不会有现代的文化,没有现代数学的文化是注定要衰落的。” “不掌握数学作为一种文化的民族也注定要衰落的。”
2、数学是理性的探索精神
我本以为在人类文明史的开端,数学就一直以一种工具的形式存在,然而我不知道在古希腊,数学实际是以一种哲学的存在,主导着学者的精神世界。数学
是一种探索精神,是当时学者认识宇宙和上帝的表现。“数统治宇宙。”“宇宙的本质是自然数。”这是他们坚信的宇宙的真理。
埃及、巴比伦、印度和中国都有几何学,古希腊也有,不同的是,前三个文明发源地是为实用目的研究几何学的,古希腊却几乎是纯理论。希腊的经典著作《几何原本》几乎不涉及数学的具体应用。这是因为当时希腊处于奴隶制社会,社会生产是奴隶们的事情,所以奴隶主是不考虑具体应用问题的。希腊的奴隶主认为自己的高贵在于他们应该去思考和研究宇宙的事情,即真理,而那时的数学,或者说几何学就是这样诞生的。所以,在奴隶主兼大学问家柏拉图那里,几何学竟然是洗净心灵,磨练和拯救灵魂的良方;所以,在希腊,数学家时常也是哲学家。当毕达哥拉斯定理使无理数出现在希腊人的面前的时候,面对着生活实际中不可能遇到的数字,希腊人并不是选择躲避,而是勇于探寻事物的本质。希腊能在两千年前研究无理数,却完全不为任何实用目的,只为了探究事物的根底,令我们佩服不已。数学的永恒主题是认识宇宙,也认识自己。书中用了爱因斯坦、居里夫人等人的例子,并以“用理性的手指去触摸天上的星辰”诗意的句子,来说明:理性的探索其实是一种人生的意义,是理性生活的需要。
理性,体现在数学追求一种完全确定、完全可靠的知识。理性,还体现在数学对解放人类起到了极大的作用,数学在理性地研究宇宙本性,同时使人类的思维逐渐脱离宗教的束缚,带领人类走向理性的时代。当理性时代来临了,数学为人类的精神层面带来的影响更加明显了。这时的社会学家、哲学家开始用公理化的思维和演绎推理的方法去探寻解决社会矛盾的方法和设计新的社会制度。“社会契约”维系的国家形态就是这样诞生的。
3、数学——人类悟性的自由创造物
什么是人类悟性的自由创造物呢?简而言之,就是说数学是抽象的。数学曾经也是形象的,但随着数学的发展,她由形象逐渐变得抽象,这也是人类思维从形象到抽象的进步。书中描述得很到位:“数学不断追求最简单的、最深层次的、超出人类感官所及的宇宙的根本。”没错,是超出人类感官的,现代数学正是这样,“数学的对象越来越多的是‘人类悟性的自由创造物’。这件事引发了多少人对数学的误解和指责,实际上是人类的一大进步。” 似乎在这句中我明白了人们对数学的误解和狭义化的原因,也明白了大学里学习高等数学一定要改变的某种认识:即大多知识是抽象的,只能去抽象地理解,同时要锻炼自己抽象思考的能力。而我在中学已经习惯了把数学知识形象化的学习方式,所以在学习微积分时,我遇到了不小的困难。从形象到抽象的进步可以找到有力的例子。《几何原本》使几何学有了体系,定理多达数百个,但不足之处逐渐显露。《几何原本》中过多的依赖直观,会造成不好的结果。其中容易理解的是,如果对不合理的作图演绎证明,会得到错误的结论,书中就写出了一个“著名”的可以证明“任意三角形都是等腰”的例子;对于一般人来说,不容易理解的是,当突破了直观的束缚,就导致一个革命性的变化——两千年后非欧几何的诞生。
4、有趣的关系:数学与上帝
我从来没有想到在文明史的开始,数学与上帝是一体的。然而现在,对于牛顿晚年专注神学研究这件事,我不觉得那么奇怪了,因为那个时代、特别是再往前的时代里,所谓科学家并不是唯物的、无神论者,他们同样信仰上帝,只是与宗教的上帝有些不同,宇宙是上帝按数学设计的,他们研究数学,其实是在研究 宇宙,想推算出上帝的设计图。他们还认为,上帝设计的世界是和谐而简洁的。于是,正是为了和谐而简洁,哥白尼才拒绝认同多达77个圆的托勒密地心说,简化至43个圆从而得到日心说;正是为了和谐而简洁,牛顿用一个万有引力方程就几乎给出了当时世界的统一图景。
上帝的确活在所有人包括数学家的心里,但他的地位一直在改变,在下降:最初宗教那里的上帝是万能的,他既创造了世界,又时刻主宰着所有人的命运;而数学家们的上帝可不是随心所欲就创造了世界,上帝需要按照数学设计世界;随着数学的发展,不久上帝失去了向世界的发展插手的能力;而后到牛顿那里,身为数学家和物理学家的上帝在设计了世界之后,只能给一个第一推动力,然后便永远成为了人间的旁观者,上帝的处境已经够艰难的了;最后到了拉普拉斯的《天体力学》那里,可怜的上帝就消失了(无神论出现)。齐老引用了恩格斯说的话:“上帝在信仰他的自然科学家那里所得到的待遇,比在任何地方得到的都坏。”“上帝”真是尴尬了,看到这里我都要为上帝叹息了。
(四)、读书之后我对数学文化的感性想法
《数学与文化》这本书,我还没有读足够长时间,更别提是重复的研读了,实际上我觉得要写一本书的读书报告,这本书起码应该读上3遍,那样理性的认识会更有条理更清晰,我现在这样写,无异于草草地读了一本小说,然后写了读后感似的。所以现在写的只能叫感性的想法。
即使是读小说,也会有想法,别说是数学家齐民友前辈写的数学科普类读物了。我的想法最强烈的是:读之恨晚啊!读之前我是没有认识到数学文化的迷人的和重要。篇二:《数学与文化》读书报告
《数学与文化》读书报告
通信工程学院 ××专业 ××× ××× 一:作者简介
齐民友,安徽芜湖人。中国数学家,1949年加入中国共产党,1952年毕业于武汉大学数学系,历任武汉大学讲师、教授、数学研究所副所长、研究生院院长、副校长,1988年4月--1992年10月任武汉大学校长,全国人大委员。曾任国务院学位委员会数学组成员;中国数学会副理事长,湖北省数学会理事长;湖北省科协副主席。
齐老认为,数学只有一个水平,即国际水平,要超越前人,正如奥运会比赛,须有平日练就的实力。但数学远离经济,“乐道”必须“安贫”。他反复论证了一个民族和它的文化的兴衰与其数学兴衰的对应关系,说明了“没有现代的数学就不会有现代的文化”的道理,这是本书中一个重要的结论。二:本书概括
全书共分为三个部分,分别是是理性的觉醒、数学反思呼唤着暴风雨、“我从一无所有中创造了一个新宇宙”。第一篇“理性的觉醒”着重的介绍了从希腊时代到现代两千多年的数学的发展历程。使理性的思维充斥着宇宙的每一个角落,支撑起现代社会的自然科学这棵参天大树。第二部分“数学反思呼唤着暴风雨” 讲述了数学发展史上的一次次思想大解放。对非欧几何的探索引出了对宇宙空间的本性的疑问和对数学基础是否健全的质疑。对于逻辑主义、直觉主义和形式主义的辩论促进了哥德尔定理的发现。第三篇“我从一无所有之中创造了一个新宇宙”则讲述了数学家们对宇宙的本性的无尽探索,以及无尽地发现,爱因斯坦证明了宇宙的弯曲,相对论终结了牛顿的时空论。在无尽的探索中极大的加深了人们对宇宙和自身的认识。
三:心得与体会
(一):新的数学观
以前我总以为数学只是一门为算数而服务的学科,它的出现是为了简化人们在实际生产过程遇到问题时的计算过程中大量的计算步骤和提供简便有效解决问题的方法。它的存在只是作为一门基础学科。然而通过读了这本书,我才发现十多年来我心中的数学是被我狭义化了的,数学的地位被贬低,完全没有意识到他完全处在自然学科和社会学科等同的地位上。他在人类社会的进程中起到了不可替代的推动作用,他完全是一门独立的文化,指引着人类向理
性方向前进。
(二):数学的发展
数学的历史的发展与自然科学的发展一样充满了曲折,但他还是以坚定不移的步伐走到了今天。从两千年前的希腊,数学几何只是贵族的哲学,高贵的思想,是重理论轻应用的一种东西,并且它与神学交互在一起,认为它与上帝统一,上帝用数学创造了宇宙。然而,随着数学家们对数学的认识的不断加深,上帝的地位在不断下降,逐渐从数学中分离出来,以致在牛顿之后上帝完全在数学中消失。齐老引用了恩格斯说的话:“上帝在信仰他的自然科学家那里所得到的待遇,比在任何地方得到的都坏。”“上帝”真是尴尬了,看到这里我都要为上帝叹息了。数学的发展由简入繁,从有记载开始它起源于埃及对几何的实际需要,后繁荣于希腊。希腊数学大体上可分两个时期即古典时期(约公元前600-300,相当于中国的周)以及亚历山大里亚时期(300bc—600bc)(相当于中国的战国至隋), 古典时期的学术中心几经迁移。最早是在小亚细亚的是奥尼亚(ionia)的米利都(m i1etus)城,出现了艾奥尼亚学派,其最著名的代表是泰利斯(thales.约610—547bc)相传毕达哥拉斯(pythagoras,约585―500bc)曾受业于他。其后学术中心迁至意大利南部的伊利亚(elea,故称伊利亚学派,其著称者有芝诺(zenv,公元前5世纪人)。以后则移到雅典,其最著名的学派是柏拉图(plato,127 –347bc)学派。他在雅典建立了一个学院(academy).故亦称为学院派。亚里士多德(aristotle.384―322bc)是他的学生。欧几里德编写了《几何原本》,希尔伯特有进一步总结出《几何基础》,数学创造了柏拉图的理想国,逻辑、直觉、形式的辩论与罗素发现悖论,哥德尔归纳“哥德尔定理”,以至现在爱因斯坦建立相对理论等等。数学的曲折发展就是“从一无所有中创造了一个宇宙”。
(三)语言与思想
齐老在本书前言中谈到写这本书的目的时说道:“力图让更大范围的读者能够读懂,并且能够从中得到新的启发。换句或说,我们希望本书的论述是通俗的,但思想又是深刻的。”我从这本书中完全看到了齐老所说的要求,通而不俗,他用亲切浅显的语言娓娓道来难以理解的数学问题或数学的发展历程,而且对于一些有难度的词都加以括号进行进一步的解释说明。并且他还用一些精妙优美和一些诙谐幽默的语句向我们阐述一个个数学思想。齐老写道“用你的手指触摸天上的星辰”,他照亮了居里夫人充满火一样激情的眼睛。齐老在介绍论证是举了这样一个例子:
凡人都要死(大前提)。
苏格拉底是人(小前提〉。
所以:苏格拉底必死(结论)。正是这些优美的语句和诙谐幽默例子,让我充满兴趣的读完了这本书。我感觉在这被书中齐老就像一个和蔼可亲的的老者细心地给我们讲述一个个奇妙的故事。齐老在这本书中着重的介绍了数学中所蕴涵的真善美,数学带给我们的精神洗礼。对于数学的研究,让我们深刻的了解数学的理性与严谨性。通过对数学的认识,对于我们养成理性与严谨的思考模式。同时齐老也在本书中表达了他对世人的期望“如果人们懂得我们的生活有更崇高的目标.不仅仅是每个人都有一个胃,而追求真理、追求至善以及追求美,又应该是统一的,这样的世界该是多么美好啊!学上的巨人好比太阳,不是每个人都能成为太阳,但是每个人都可以沐浴在阳光之下。人类社会越进步,人就越需要这样的阳光。追求这样一个充满阳光的世界也就是追求人类的进步。”
(四)认同的思想
证明是数学的灵魂。
数学提高人的精神世界,求善求美
数学是人类悟性的自由创造物。
数学是理性的探索精神。
数学永恒的主题是认识宇宙,认识自己。
对于数学的探索是无穷无尽的。
参考文献:
1、《数学与文化》扫描版,齐民友,大连理工大学出版社
2、百度百科,齐民友简介篇三:数学文化读书报告
全书概括:全书共分为三个部分,分别是是理性的觉醒、数学反思呼唤着暴风雨、“我从一无所有中创造了一个新宇宙”。第一篇“理性的觉醒”着重的介绍了从希腊时代到现代两千多年的数学的发展历程。使理性的思维充斥着宇宙的每一个角落,支撑起现代社会的自然科学这棵参天大树。第二部分“数学反思呼唤着暴风雨”讲述了数学发展史上的一次次思想大解放。对非欧几何的探索引出了对宇宙空间的本性的疑问和对数学基础是否健全的质疑。对于逻辑主义、直觉主义和形式主义的辩论促进了哥德尔定理的发现。第三篇“我从一无所有之中创造了一个新宇宙”则讲述了数学家们对宇宙的本性的无尽探索,以及无尽地发现,爱因斯坦证明了宇宙的弯曲,相对论终结了牛顿的时空论。在无尽的探索中极大的加深了人们对宇宙和自身的认识。
齐民友谈数学文化:
本文论述了在各门科学数学化的趋势下,数学作为科学语言的重要地位,分析了数学能够影响人类精神生活的几个特点,即它的确定性、简单性、深刻性、抽象性和自我完善性,高度评价了数学在促进人类思想解放、使人类摆脱宗教迷信、不断创新的历史功绩,把数学提到文化兴亡、民族盛衰的高度来认识。这些观点别开生面,令人耳目一新。
数学和任何其他学科不同,它几乎是任何科学所不可缺少的。没有任何一门科学能像它那样恩泽广布,被遍及天下。它是现代科学技术的语言和工具,这一点大概没有什么人会怀疑了。它的思想是许多物理学说的核心,并为它们的出现开辟了道路,了解这一点的人就比较少了。它曾经是科学革命的旗帜,现代科学之所以成为现代科学,第一个决定性的步骤是使自己数学化。为什么会这样?因为数学在人类理性思维活动中有一些特点。这些特点的形成离不开各个时代的总的文化背景,同时又是数学影响人类文化最突出之点。
首先,它追求一种完全确定、完全可靠的知识。数学的对象必须有明确无误的概念,而且其方法必须由明确无误的命题开始,并服从明确无误的推理规则,借以达到正确的结论。通过纯粹的思维竟能在认识宇宙上达到如此确定无疑的地步,当然会给一切需要思维的人以极大的启发。人们自然会要求在一切领域中都这样去做。正是因为这样,而且也仅仅因为这样,数学方法既成为人类认识方法的一 个典范,也成为人在认识宇宙和人类自己时必须持有的客观态度的一个标准。就数学本身而言,达到数学真理的途径既有逻辑的方面也有直觉的方面,但就其与其他科学比较而言,就其影响人类文化的其他部门而言,它的逻辑方法是最突出的。迄今为止,人类知识还没有哪一个部门应用公理方法得到如数学那样大的成功。但是,如果到今天某个知识部门还是只有论断而没有论据,只是一堆相互没有逻辑联系的命题,前后又无一贯性,恐怕是不会有人接受的了。每个论点都必须有根据,都必须持之有理。数学作为人类文化组成部分的另一个特点是它不断追求最简单的、最深层次的、超出人类感官所及的宇宙的根本。所有这些研究都是在极抽象的形式下进行的。这是一种化繁为简以求统一的过程。从古希腊起,人们就有一个信念:冥冥之中最深处宇宙有一个伟大的、统一的、而且简单的设计图,这是一个数学设计图。在一切比较深入的科学研究后面,必定有一种信念驱使我们。这个信念就是:世界是合理的,简单的,因而是可以理解的。对于数学研究则还要加上一点:这个世界的合理性,首先在于它可以用数学来描述。在古代,这个信念有些神秘色彩。可是发展到现代,科学经过了多次伟大的综合。
数学的再一个特点是它不仅研究宇宙的规律,而且也研究它自己。在发挥自己力量的同时又研究自己的局限性,从不担心否定自己,而是不断反思、不断批判自己,并且以此开辟自己前进的道路。它不断致力于分析自己的概念,分析自己的逻辑结构。总之,数学是一株参天大树,它向天空伸出自己的枝叶,吸收阳光。它不断扩展自己的领地,在它的树干上有越来越多的鸟巢,它为越来越多的学科提供支持,也从越来越多的学科中吸取营养。它又把自己的根伸向越来越深的理性思维的土地中,使它越来越牢固地站立。从这个意义上来讲,数学是人类理性发展最高的成就(或者再加上“之一”二字更好一些)。数学深刻地影响人类精神生活,可以概括为一句话,就是它大大地促进了人的思想解放,提高与丰富了人类的整个精神水平。从这个意义上讲,数学使人成为更完全、更丰富、更有力量的人。爱因斯坦说的“得到解放”,其实正是这个意思。心得体会: 1.数学的重要性和高度性
数学的地位被贬低,我认为原因在于,数学在基础教育中一直与其他学科并列,这使得我从来没有意识到实际她是凌驾于许多学科以上的。也许我也知道数学几乎是所有其他科学的工具,离开数学其他科学就无法表述和发展,但是我从未意识到在历史的进程中数学一直对文化和人的思维方式起着如此重要的推动作用。或许与其他学科并列也没有什么错,但我终于明白,现在是意识到数学地位之真正高度的时候了。数学是重要的,就如齐老所说:“没有现代的数学就不会有现代的文化,没有现代数学的文化是注定要衰落的。” “不掌握数学作为一种文化的民族也注定要衰落的。” 2.数学的理性探索精神
数学是一种探索精神,是当时学者认识宇宙和上帝的表现。数学的永恒主题是认识宇宙,也认识自己。书中用了爱因斯坦、居里夫人等人的例子,并以“用理性的手指去触摸天上的星辰”诗意的句子,来说明:理性的探索其实是一种人生的意义,是理性生活的需要。理性,体现在数学追求一种完全确定、完全可靠的知识。理性,还体现在数学对解放人类起到了极大的作用,数学在理性地研究宇宙本性,同时使人类的思维逐渐脱离宗教的束缚,带领人类走向理性的时代。3.语言与思想 齐老在本书前言中谈到写这本书的目的时说道:“力图让更大范围的读者能够读懂,并且能够从中得到新的启发。换句或说,我们希望本书的论述是通俗的,但思想又是深刻的。”我从这本书中完全看到了齐老所说的要求,通而不俗,他用亲切浅显的语言娓娓道来难以理解的数学问题或数学的发展历程,而且对于一些有难度的词都加以括号进行进一步的解释说明。并且他还用一些精妙优美和一些诙谐幽默的语句向我们阐述一个个数学思想。齐老写道“用你的手指触摸天上的星辰”,他照亮了居里夫人充满火一样激情的眼睛。齐老在介绍论证是举了这样一个例子: 凡人都要死(大前提); 苏格拉底是人(小前提); 苏格拉底必死(结论)。正是这些优美的语句和诙谐幽默例子,让我充满兴趣的读完了这本书。我感觉在这被书中齐老就像一个和蔼可亲的的老者细心地给我们讲述一个个奇妙的故事。齐老在这本书中着重的介绍了数学中所蕴涵的真善美,数学带给我们的精神洗礼。对于数学的研究,让我们深刻的了解数学的理性与严谨性。
参考文献: 1.《数学与文化》,齐民友,大连理工大学出版社 2.百度百科,齐民友简介篇四:数学文化读书报告 《数学文化》读书报告
(一)数学是什么
数学是什么?正如科学是什么、系统是什么、精神是什么、文化是什么、生命是什么等问题一样,都是众说纷纭的问题。每个人都觉得自己知道一些,但就是说不清楚,不仅是我们这种学了十几年数学的新手说不上来,就连那学了几十年的老学者也不一定能说得明白,数学的高深可见一斑。
①有人说,从工作领域来看,数学是技术,数学是逻辑,数学是科学,数学是艺术,数学是文化;有人说,从数学的对象来看,数学研究计算,数学研究数和量,数学研究模型,数学研究无穷;还有人说,从社会价值看,数学是语言,数学是工具,数学是框架,数学是符号游戏?? 这些看法都有其道理,但没有一个观点可以充分说明现代数学研究的全部特点。②数学源自于古希腊,是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门科学。透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学的基本要素是:逻辑和直观、分析和推理、共性和个性。③按照大卫·希尔伯特的观点:1.数学是研究抽象形式与关系的领域;2.数学对象如果追根溯源的话,应该来自我们经验的现实世界,然而,从一开始,抽象及推广两种有效的方法就一直在起作用,因此,大部分数学概念是由一些比较基本的概念衍生出来的;3.数学同时是“在”(being)的科学也是“为”(doing)的科学;4.数学的不朽性。仁者见仁,智者见智,但数学本身的特质是唯一的,是亘古不变的,我们应该站在前人的肩膀上,不断加深对数学的理解与认识。
(二)数学之美
“数学,如果正确的看,不但拥有真理,而且也具有至高无上的美”,罗素说。数学—人类进化过程中创造的学问,它是智慧的积累、知识的升华、技巧的创新,其中也自然不乏美。因为数学正是在不断追求美的过程中发展的。诚然,人类的进步、社会的发展,正是人类不断追求“美”、创造“美”的结晶。
数学之美到底美在哪里?
④数学的和谐之美。高尔泰说,“所谓‘数学的和谐’不仅是宇宙的特点,原子的特点,也是生命的特点、人的特点。”数学的严谨自然流露出它的和谐,为了追求严谨、追求和谐,数学家们一直在努力消除其中不和谐的东西。比如悖论,它是指一个自相矛盾或与广泛认同的见解相反的命题或结论(一个反例),一种误解,或看似正确的错误命题及看似错误的正确结论。在很大程度上讲,悖论对数学的发展起着举足轻重的作用,数学史上被称作“数学危机”的现象,正是由于某些数学理论不和谐所致。对消除这些不和谐问题的研究,反过来却导致数学本身的和谐而且促进了数学的发展。这正如数学家贝尔和戴维斯指出的那样:数学过去的错误和未解决的困难为它未来的发展提供契机。
数学的形式美。艺术家追求的美中,形式是特别重要的,比如泰山的雄伟、华山的险峻、峨眉山的秀丽、黄河的蜿蜒、长江的浩瀚??常常是艺术家们渲染它们美的不同的形式与角度。数学家也十分注重数学的形式美,尽管有时它们的含义更加深邃,比如整齐简练的数学方程、匀称规则的几何图形,都可以看成一种形式美,这是与自然规律的外在表述有关的一种美。寻求最适合表现自然规律的一种方法,是对科学理论形式美的一种追求。比如杨辉三角、运用割圆术所得的图形、矩阵、级数、还有黄金分割等都具有令人震撼的形式美,尤其是我们人体的许多部位的比例、埃及著名的金字塔的设计比例等都符合黄金分割的规律的这一事实,更加印证了,数学从它诞生的那一刻起便拥有了耐人寻味的、源源不断的形式之美。
⑤数学的奇异之美。英国哲人培根说过,“没有一个极美的东西不是在匀称中有着某种奇特”,他又说,“美在于奇特而令人惊异。数学处处充满着令人惊叹的奇异之美”。例如,直角三角形的两直角边的平方和等于斜边的平方;不定方程3x*x-y*y=2有无数组有理数解,但方程x*x-3y*y=2却没有有理数解;任给一个自然数,若它为偶数则将它除以2,若它为奇数,则将它乘以3后再加1,??,如此下去经有限步骤后其结果必为1。这样的例子还有很多很多,与其说数学的奇异性是偶然产生的,不如说是数学本身的特质决定了它自身产生奇异性的必然性。
数学的简洁之美。上小学时,碰到说明性的题目,我们会老老实实长篇大论
地写“因为??所以??”;到了中学,老师教我们在证明题中“因为”可以用倒三角的三个顶点来表示,“所以”可以用正三角的三个顶点来表示;到了大学,又学会了数理逻辑中“任意”、“存在”的表示方法,记住了多个数字求和可以用求和符号e,多个数连乘可以用π等符号,还有集合的交、并、绝对补、对称差、求幂集等符号,微积分的积分、求导、极限符号,命题中的合取、析取、蕴含、等价符号,二元关系中的定义域、值域、等价关系、偏序集等符号,代数系统中的群、格等。不难发现很多用汉字表述起来很复杂的概念,数学都可以用其特定的简洁明了的数学符号组合直接表示出来。
数学之美是现实的、具体的,以致于我们看得见、摸得着;然而,数学之美又是浩瀚的、朦胧的,以致于我们耗尽毕生心血也无法完全看清它、把握它。这就是数学的独具魅力之处,它激励着一代又一代的人不畏艰辛与困苦,为了数学事业的发展不懈奋斗。
(三)数学推动科学发展、社会进步
⑥不管怎么说,数学最大的社会功能是推动科学发展,而科学发展则是现代社会进步的主要动力。在理论思维中,数学思维占有重要地位,它使物理概念精密化、定量化,它以自己特有的思想—不变性、对称性、极大或极小(变分原理)得出新物理量以及守恒律等数学规律。而在实验观测中,使用先进的方法推算结果以及数据处理和揭示经验规律也都是重要的数学手段,数学就这样推动了科学的发展。更重要的是,数学的思维以及科学对社会进步造成的巨大冲击,反过来也发展了数学。数学与物理科学。众所周知,在行程问题中,v=△s/△t,但是这个v是物体在△t时间段内的平均速度,即它只能反映物体在△t时间内物体从一个地点移动到另一个地点的平均快慢程度。若要求该物体在某一时刻的瞬时速度,我们必须考察在△t趋近于无穷小的时候,相应的△s与△t的比值,即求△t—>0时,△s/△t的极限值。为了解决这个物理问题,科学家们提出了微积分的思想,可见,物理高度发展的前提是作为其发展工具的数学必须有高度的发展,就像高中物理老师说过的话,“数学学得好的同学,物理不一定好,但是物理学得好的人,数学一定好。”
数学与生物科学。对于生物内在的或外表的,个体的或群体的,器官的或细胞的,直到分子水平的各种表现性状,人的肉眼只能观测到一个大概的状态,如果要精确反映出生物的各种特性,我们必须依据性状本身的生物学意义,用适当的数值予以描述,这也就是所谓的量化。比如反映一个培养皿中的细菌的繁殖状况,我们会应用坐标系讲培养皿的温度分布状况、营养分布状况、细菌生成状况等描绘出来,进而找到影响细菌繁殖的各种外界因素,以便快速培养、快速繁殖,这跟人体组织、器官的培养是相似的。又比如,高中生物学里遗传问题,我们需要用概率的知识计算出小孩患病与否的概率,长出的豌豆是褶皱的还是圆滑的概率等等,这些研究离开数学也是无法进行下去的。
数学与社会科学。对于社会科学中的经济学,经常会遇到求最优方案问题,于是便要用到线性规划相关的数学方法求最大、最小值;对于社会学,人口统计问题、城市规划问题、交通问题、医疗问题等,还是要大量用到数理统计的内容,并用数学的眼光对采集到的数据进行量的分析,进而对质做出判断。
⑦数学与人文学。音乐方面,自古以来数学就已经渗入到艺术家的精神之中。从毕达哥拉斯时代起,乐理已经是数学的一部分。他把音乐解释为宇宙的普遍和谐,这种和谐同样适用于数学及天文学。开普勒从音乐与行星之间找到对应关系,莱布尼茨首先从心理学来分析音乐,他认为“音乐是一种无意识的数学运算”,这更是直接把音乐与数学联系在一起。在绘画与雕塑方面,各民族都有自己的创造。文艺复兴时期,西欧的绘画与数学平行发展,许多艺术家也对数学感兴趣,他们深入探索透视法的数学原理等等。这些强有力的事实,再次印证了数学自身的强大魅力及巨大推动作用。
“科技是第一生产力”,科技水平的高低从很大程度上决定并反映了一个社会的发展程度,而数学又是推动理论革新、科技发展的有力工具,可以说数学发展决定社会进步。
(四)数学学习的必要性与紧迫性
从社会角度看,18世纪以来,先后有美国、法国、德国在英国工业革命的影响之下进行了具有重大意义的工业革命,推动了科技进步,大力发展了国内生产力,使得国内经济、政治、文化事业迅速繁荣,与工业革命之前相比取得了质 的飞跃。在推动英、美、法、德迅速成为世界强国的同时,也推进了其他国家的工业革命进程,为世界、科技、经济、政治发展作出了重大贡献。社会是不断向前发展的,随着社会的发展、人民群众对物质文化需要的日益增长,人们对数学理论的创新、发展提出了更高的要求,于是便有更多的数学工作者投入到数学研究之中,与此同时,发展了的数学理论也反过来作用于社会,进而促进社会更加发展,如此循环下去,数学愈加发展,社会愈加进步。毫不夸张的说,没有数学发展,就没有社会进步。
综上所述,数学无论是对于社会的进步还是个人的发展都是极其重要的,因此数学学习是极其必要的。西方发达国家的数学、科技水平已经领先我们好几十年,如果没有强有力的数学来推动我国的进步,我国与他们的差距将会日益增大,中华民族大伟大复兴也就遥遥无期了。
时代在召唤,我们的使命空前沉重。不要再仅仅是为了完成学业而懒懒散散地搞学习、搞数学,不要再因为数学严谨的证明、深奥的过程而对数学畏畏缩缩、蜷缩不前。少一分浮躁,多一分踏实,少一分急功近利,多一份淡薄名利,踏实做人,低调做事,从自己的数学修养做起,从自己的个人素养做起。让我们共同播种承载中华儿女复兴梦想的希望之种,辛勤耕耘,翘首以盼,我们终将共同见证,它生根、发芽,最终长成参天大树,傲然撑起中华民族的广阔天空!篇五:数学与文化 读后感
《数学与文化》读书报告
数学之光 辉映历史星空
穿越浩瀚的历史天空,一路上到处可见数学之光造就的辉煌。在埃及的尼罗河畔,数学将金字塔“打造”成了横扫欧洲的拿破仑皇帝的铁炮狂轰滥炸亦不能损之分毫的人类建筑奇迹;在肥沃的两河流域,数学将人类领进了时间的范畴里,摆脱了“今夕不知是何年”的懵懂,跃入了历法的新纪元中;在静谧的爱情海岸边,数学中的天之娇女——黄金分割比“创造”了科学与艺术达到至善至美结合境界的巴特农神庙······数学,一路播撒的文化的种子已绽放出姹紫嫣红的花朵,惊艳绝伦!
数学,这一科学中的皇后,是如何登上科学的殿堂呢?答案自然是无数前赴后继的数学家的呕心沥血的付出。因此,在我看来,数学创造出的辉煌的文化诚然有埃及金字塔、巴特农神庙之类的令人亘古慨叹的世界奇迹,但最精华的部分应属于数学家为求真理而孜孜不倦的执着精神,那才是造就数学文化源远流长、璀璨辉煌、永葆活力的原动力!下面让我们在数学家史话中领略一下那最朴实无华的数学文化。
割圆不尽十指磨出血 周率可限青史标美名 祖冲之,出身官宦人家,少年好学,学问高深,年轻时便已名噪京师,但因在宴会上预告月食的降临而得罪权臣戴法兴,毁了仕途。祖冲之闲赋在家,心里郁愤难平。但他不甘于青春年华就此蹉跎,便研究数学——为《九章算术》作注。《九章算术》成书于公元四五十年间,集我国数学之大成,历代均有人为它作注,但都碰到一个难题:那就是圆周率。祖冲之一接触到圆周率问题,便被困扰得坐卧不安。一天他终于想到了利用刘徽的隔圆术来解决这个问题。虽然道理很简单,但算起来相当费劲,于是他请来了年仅十三岁但天资聪颖的儿子——祖暅的帮助。
因为那个时代既没有阿拉伯数字可以笔算,又没有算盘可以珠算,预算只能靠一种叫算筹的原始工具。于是祖冲之搬来几个大竹子,操刀破成细条,又一一折成短截,堆起来一座竹棍的小山。一切准备妥当后,祖冲之在当地画了一个直径为一丈的大圆,将圆割成六等份,然后再依次内接12边形、24边形、48边形······他都按勾股定理用算筹摆出乘方、开方等式,一一求出多边形的边长和周长。为了计算简单,他把直径的长定位长度单位这样每个多边形周长的量数即是圆周率一个近似值。儿子祖暅在大圆圈里跳进跳出帮他拿算筹,记数字。这样直算的月落乌啼,直算得鸡鸣日升,那竹棍摆成的算式从桌上延到地下,又满地转着圈子,一屋上下全是竹棍。这批算筹都是些新破的竹子,还没来得及打磨,祖冲之用手捏着,想着,摆着,不消几日,渐渐指头都被磨破,那绿白相间的新竹竟染上了红红的血印。他们父子这样不分昼夜的割着算着。这天,他们割到第四次,圆周被分为九十六份,真是如等险峰,俞登愈难。当年刘徽就是到此为止,而将得到的3.14定为最佳数据。此时,祖暅早已疲惫不堪,祖冲之便打发他去睡觉。他推开窗户,深吸了几口甜甜的空气,看了一回星空,又转过身来看着地上那个大圆。那内接的96边形,与那圆快接近于重合了。按说能算到这一步已经实在不易,用这个数字再去为《九章算术》作注,也就完全可以了。他用拳头捶了捶酸困的后腰,又摸摸缠着布条的手指,向墙边的书架踱去,忽然背后唰啦啦一阵响声。他一猛回头,哎呀!原来刚才忘关窗户,一阵夜风吹起窗幔,把竹筹摆起的许多算式扫得七
零八落,抛洒一地。这式子刚摆完还没有来得及验算,也未抄下得数。而每算一次就要进行十一次加减乘除和开方,多么繁重的劳动啊!祖冲之一下扑在地上,用还渗着血的十指捧着一掬算筹,对着沉寂的夜空,低声喊道:“老天啊!你也和戴法兴一样,如此欺人。”他一甩衣袖,索性将桌上的残式全部拂去,又重新摆布起来。就这样不知过了多少天,直至花开花落,月缺月圆,父子俩把地上的大圆直割到24576份,这时的圆周率已经精确到了3.14159261.祖冲之知道这样割下去,内多边形的周长还会增加,更接近于满周,再增加也不会超过0.00000001丈,所以圆周率必然是3.1415926<π<3.1415927,当时祖冲之就把圆周率定在这“上下二限” 之间。这上下限的提法却是祖冲之所创,他得出的圆周率精确值在当时世界上遥遥领先,直到一千年后才有阿拉伯数学家阿尔·卡西的计算超过他。
祖冲之父子经过无数日夜奋战,图形遍地,算筹成堆,终于算出新的圆周率。这种执着、不怕苦累、知难而上、追求完美的精神确实数学中的瑰宝,是数学中的人文文化,是数学文化的载体、本质。
这种文化从未消亡,始终以蓬勃的生命里存活着。站着古希腊文明的巅峰的巨人——大数学家、物理学家阿基米德便是为了维护画在沙盘上的几何图形而与侵入他家中的罗马士兵发生争执而被后者一剑穿胸死去。临死前,他还念念不忘的是那个数学难题仍未解决。他对数学的执着是刀剑与鲜血也无法撼动的。大数学家欧拉在其失明之后继续数学的研究,并在生命消逝之前以口述的方式将400篇长达数十万字的数学论文出版。一字一字的复述,不是为留名青史,而是为了后人能够继承这笔遗产,将数学的车轮推得更远。非欧几何创始人罗巴切夫斯基在尝试解决欧氏第五公设问题的过程中发现了一个新的几何世界,但当他在一次数学会议上发表相关方面著作时却无人理解。不仅如此,他的非欧几何论文也遭到了封杀,本人也遭到了当时许多数学家的谩骂与攻击。他在国家、同行反对的情况下,孤军奋战了30年,孜孜不倦于非欧几何的理论发展,最后在孤独中死去。我不由想起《史记》中的一段话:盖西伯拘而演《周易》;仲尼厄而作《春秋》;屈原放逐,乃赋《离骚》;左丘失明,厥有《国语》,孙子膑脚,《兵法》修列;不韦迁蜀,世传《吕览》;韩非囚秦,《说难》、《孤愤》。这些数学家哪一位不是具有如此的在困厄中坚守奋斗的执着精神?正是这种精神的数学文化的存在,数学才能在历史的长河中繁衍出如此繁华的文化。
第五篇:读书报告 数学与文化
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读 书 报 告
《数学与文化》读书报告
一、书名:《数学与文化》
二、著者:齐民友 著
三、出版社:大连理工大学出版社
四、页数:302页
五、目录
绪言
一 理性的觉醒 1.1 希腊的几何学
1.2 欧几里得的《几何原本》 1.3 数学与第一次科学革命 1.4 欧几里得与理性时代 1.5 希尔伯特的《几何基础》
二 数学反思呼唤着暴风雨
2.1 绝对几何学与欧几里得几何 2.2 非欧几何的发现
2.3 罗巴契夫斯基几何内容的简单介绍 2.4 数学——人类悟性的自由创造物? 2.5 罗氏几何的相容性 2.6 关于数学基础 2.7 数学的“失乐园”
——哥德尔定理意味着什么?
三 “我从一无所有之中创造了一个新宇宙” 3.1 弯曲的宇宙
3.2 相对论——牛顿的时空的终结 3.3 无尽的探索 结束语
(一)、该书作者简介
齐民有,1930年出生,安徽人,1952年毕业于武汉大学数学系,一直在武汉大学数学系工作,历任数学系教师,博士生导师,曾获1987年自然科学奖四等奖,曾任武汉大学校长,国务院学位委员会数学组成员,中国数字会副理事长,湖北省数学会理事长,1993-1997年为全国人民代表大会代表,人大常委教科文卫委员会委员。
(二)、全书的概括
全书分三章写了数学的发展对人类文化产生的持续影响,用诸多的事例说明了数学不仅在科学技术上推动社会的发展,更大的影响在于数学作为一种理性的探索精神影响至文化的各个角落。书中说数学永恒的主题是:认识宇宙,也认识自己。作者以自己独特的理解和广博的知识面论证得到结论:一个没有现代数学的文化是注定要衰落的。数目三章分别是理性的觉醒、数学反思呼唤着暴风雨、“我从一无所有中创造了一个新宇宙”。第一章“理性的觉醒”主要写了由希腊的几何学开始,前赴后继的数学家们经过两千多年地努力探索,使理性思维逐渐渗透到人类社会的各个角落;第二章“数学反思呼唤着暴风雨”主要写了两场数学的暴风雨引起的科学革命:第一个是对平行公理的探索导致了非欧几何的诞生,第二个是哥德尔定理的出现。第三章“‘我从一无所有之中创造了一个新宇宙’”主要写了数学家们不断对宇宙本性进行探索,直到最后爱因斯坦发现了弯曲的宇宙,在过程中数学也使人类对自己有更深的认识。
(三)、我对数学的新认识
1、抛开狭义化的“数学”,它的重要程度我以前无法想象
通过读了这本书,我才发现十多年来我心中的数学是被我狭义化的,甚至潜意识里还有“数学”就只是“研究数字的一门学问”这种想法。数学的地位被贬低,我认为原因在于,数学在基础教育中一直与其他学科并列,这使得我从来没有意识到实际她是凌驾于许多学科以上的。也许我也知道数学几乎是所有其他科学的工具,离开数学其他科学就无法表述和发展,但是我从未意识到在历史的进程中数学一直对文化和人的思维方式起着如此重要的推动作用。或许与其他学科并列也没有什么错,但我终于明白,现在是意识到数学地位之真正高度的时候了。
“18世纪末算起。那时,数学化的物理学、力学、天文学已经取得了惊人的进展„„但是有一点很明显,数学的重要性已经不如前一个阶段。”我对于这句话的理解是:18世纪以前,数学几乎独自指引着人类向理性方向前进,与此同时,数学就像一个“母亲”,渐渐地有了自己的“孩子”(其他学科),18世纪开始以后,她的孩子都开始长大了,各自发挥着多样性的作用,于是“母亲”的重要性仿佛不如以前了。但需要注意的是,纵使孩子们形态迥异,本领不同,他们都是“母亲”的孩子,他们的基因是从母亲那里传下来的,数学的作用从来没有减弱过。原文中其实也给出了这种现象的解释:“数学是现代科学技术的语言和工具,现代科学之所以成为现代可续,第一个决定性的步骤是使自己数学化,原因就在于数学不仅是知识,更是思维方式,深深的改变着人类的精神生活。”更直接的例证就是,非欧几何的出现催生了相对论,而相对论毋庸置疑地轰动了整个世界;数学体系的日益完善,也使得计算机的假想成为了现实,在不到一个世纪的时间里,计算机对于世界的影响也是巨大而深远的。
数学是重要的,就如齐老所说:“没有现代的数学就不会有现代的文化,没有现代数学的文化是注定要衰落的。” “不掌握数学作为一种文化的民族也注定要衰落的。”
2、数学是理性的探索精神
我本以为在人类文明史的开端,数学就一直以一种工具的形式存在,然而我不知道在古希腊,数学实际是以一种哲学的存在,主导着学者的精神世界。数学是一种探索精神,是当时学者认识宇宙和上帝的表现。“数统治宇宙。”“宇宙的本质是自然数。”这是他们坚信的宇宙的真理。
埃及、巴比伦、印度和中国都有几何学,古希腊也有,不同的是,前三个文明发源地是为实用目的研究几何学的,古希腊却几乎是纯理论。希腊的经典著作《几何原本》几乎不涉及数学的具体应用。这是因为当时希腊处于奴隶制社会,社会生产是奴隶们的事情,所以奴隶主是不考虑具体应用问题的。希腊的奴隶主认为自己的高贵在于他们应该去思考和研究宇宙的事情,即真理,而那时的数学,或者说几何学就是这样诞生的。所以,在奴隶主兼大学问家柏拉图那里,几何学竟然是洗净心灵,磨练和拯救灵魂的良方;所以,在希腊,数学家时常也是哲学家。当毕达哥拉斯定理使无理数出现在希腊人的面前的时候,面对着生活实际中不可能遇到的数字,希腊人并不是选择躲避,而是勇于探寻事物的本质。希腊能在两千年前研究无理数,却完全不为任何实用目的,只为了探究事物的根底,令我们佩服不已。
数学的永恒主题是认识宇宙,也认识自己。书中用了爱因斯坦、居里夫人等人的例子,并以“用理性的手指去触摸天上的星辰”诗意的句子,来说明:理性的探索其实是一种人生的意义,是理性生活的需要。
理性,体现在数学追求一种完全确定、完全可靠的知识。理性,还体现在数学对解放人类起到了极大的作用,数学在理性地研究宇宙本性,同时使人类的思维逐渐脱离宗教的束缚,带领人类走向理性的时代。当理性时代来临了,数学为人类的精神层面带来的影响更加明显了。这时的社会学家、哲学家开始用公理化的思维和演绎推理的方法去探寻解决社会矛盾的方法和设计新的社会制度。“社会契约”维系的国家形态就是这样诞生的。
3、数学——人类悟性的自由创造物
什么是人类悟性的自由创造物呢?简而言之,就是说数学是抽象的。数学曾经也是形象的,但随着数学的发展,她由形象逐渐变得抽象,这也是人类思维从形象到抽象的进步。书中描述得很到位:“数学不断追求最简单的、最深层次的、超出人类感官所及的宇宙的根本。”没错,是超出人类感官的,现代数学正是这样,“数学的对象越来越多的是‘人类悟性的自由创造物’。这件事引发了多少人对数学的误解和指责,实际上是人类的一大进步。” 似乎在这句中我明白了人们对数学的误解和狭义化的原因,也明白了大学里学习高等数学一定要改变的某种认识:即大多知识是抽象的,只能去抽象地理解,同时要锻炼自己抽象思考的能力。而我在中学已经习惯了把数学知识形象化的学习方式,所以在学习微积分时,我遇到了不小的困难。
从形象到抽象的进步可以找到有力的例子。《几何原本》使几何学有了体系,定理多达数百个,但不足之处逐渐显露。《几何原本》中过多的依赖直观,会造成不好的结果。其中容易理解的是,如果对不合理的作图演绎证明,会得到错误的结论,书中就写出了一个“著名”的可以证明“任意三角形都是等腰”的例子;对于一般人来说,不容易理解的是,当突破了直观的束缚,就导致一个革命性的变化——两千年后非欧几何的诞生。
4、有趣的关系:数学与上帝
我从来没有想到在文明史的开始,数学与上帝是一体的。然而现在,对于牛顿晚年专注神学研究这件事,我不觉得那么奇怪了,因为那个时代、特别是再往前的时代里,所谓科学家并不是唯物的、无神论者,他们同样信仰上帝,只是与宗教的上帝有些不同,宇宙是上帝按数学设计的,他们研究数学,其实是在研究宇宙,想推算出上帝的设计图。他们还认为,上帝设计的世界是和谐而简洁的。于是,正是为了和谐而简洁,哥白尼才拒绝认同多达77个圆的托勒密地心说,简化至43个圆从而得到日心说;正是为了和谐而简洁,牛顿用一个万有引力方程就几乎给出了当时世界的统一图景。
上帝的确活在所有人包括数学家的心里,但他的地位一直在改变,在下降:最初宗教那里的上帝是万能的,他既创造了世界,又时刻主宰着所有人的命运;而数学家们的上帝可不是随心所欲就创造了世界,上帝需要按照数学设计世界;随着数学的发展,不久上帝失去了向世界的发展插手的能力;而后到牛顿那里,身为数学家和物理学家的上帝在设计了世界之后,只能给一个第一推动力,然后便永远成为了人间的旁观者,上帝的处境已经够艰难的了;最后到了拉普拉斯的《天体力学》那里,可怜的上帝就消失了(无神论出现)。齐老引用了恩格斯说的话:“上帝在信仰他的自然科学家那里所得到的待遇,比在任何地方得到的都坏。”“上帝”真是尴尬了,看到这里我都要为上帝叹息了。
(四)、读书之后我对数学文化的感性想法
《数学与文化》这本书,我还没有读足够长时间,更别提是重复的研读了,实际上我觉得要写一本书的读书报告,这本书起码应该读上3遍,那样理性的认识会更有条理更清晰,我现在这样写,无异于草草地读了一本小说,然后写了读后感似的。
所以现在写的只能叫感性的想法。
即使是读小说,也会有想法,别说是数学家齐民友前辈写的数学科普类读物了。我的想法最强烈的是:读之恨晚啊!读之前我是没有认识到数学文化的迷人的和重要。