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TUhjnbcbe - 2020/10/7 17:16:00

可以说,数学之美,也是化繁为简之美。

《数学之美》读后感

曉SHAO

我们每个人都从小就开始学数学,多数人说起数学,恐怕都会觉得太难、太深奥。而且很多时候,似乎我们的工作也不需要那么多复杂的数学知识。

不过有些事实我们无法回避,这个世界属于科学范畴的各种知识,它的底层逻辑,几乎都离不开数学。我们现代生活的方方面面,无论是现实的物质世界,还是虚拟的网络社会,都建立在一个用数学知识为基础的复杂结构里。

《数学之美》这本书最大的价值,是告诉我们,数学是以什么方式定义了我们的世界,数学思维的魅力究竟在哪里。你可以不懂那么多复杂的公式,但如果你理解了数学背后的思维方式,有了感知和理解这个世界的能力,就会进入一个新境界。

首先我们要了解数学到底有什么用。

比如让计算机处理自然语言时,人们一开始想让计算机学会人类的语法,但后来发现,要写出来的语法不仅数量特别多,而且实际的识别率特别低。后来科学家们在数学统计学工具的帮助下,让计算机计算出句子的出现概率,通过概率的大小来判断正确与否,从而解决了这个难题。在让计算机进行新闻分类时,科学家们也是另辟蹊径,利用新闻中的特征词来构建向量,再使用余弦定理完成了对新闻的分类。数学让我们抓住做事的规律也就是“道”。

那数学为什么这么有用,归根到底是因为数学能帮助我们发现仅凭经验无法发现的规律,找到仅凭经验无法总结出来的办法。比如我们是在数学的帮助下,才发现了行星围绕恒星运转的真正规律。而我们每天使用的全拼输入法,也都是靠着数学的帮助,才让输入效率不断提高。

最后,为什么说数学之美就是简单美。当使用数学的方法,“术”可能比较复杂,但是“道”却总是简单的。不管是计算机背后隐含的简单的布尔代数原理,还是使用数学来解决各种问题时体现出的简单思想,都向我们展示出数学之美就是简单美。

数学之美掩盖了些什么?twhlw意大利哲学家克罗齐在其名著《美学原理》一书的开头就曾写道:“知识有两种形式:不是直觉的,就是逻辑的;不是从想象得来的,就是从理智得来的;不是关于个体的,就是关于共相的;不是关于诸多个别事物的,就是关于它们中间关系的;总之,知识所产生的不是意象,就是概念。”《数学之美》这本书最大的价值,是告诉我们,数学是以什么方式定义了我们的世界,数学思维的魅力究竟在哪里。你可以不懂那么多复杂的公式,但如果你理解了数学背后的思维方式,有了感知和理解这个世界的能力,就会进入一个新境界。《人与机》(正在撰写中)一书想告诉我们的是,世界并不像毕达哥拉斯和伽利略所说的那样:“万物皆数”和“数学是描述宇宙的语言”。其实,在数和数学之外还有更广阔的世界!比如,可以用万有引力的数学公式计算引力的大小,但是为什么会产生引力却依然没有解释清楚!最早把数的概念提到突出地位的是毕达哥拉斯学派。他们很重视数学,企图用数来解释一切。宣称数是宇宙万物的本原,研究数学的目的并不在于使用而是为了探索自然的奥秘。他们从五个苹果、五个手指等事物中抽象出了五这个数。这在今天看来很平常的事,但在当时的哲学和实用数学界,这算是一个巨大的进步。在实用数学方面,它使得算术成为可能。在哲学方面,这个发现促使人们相信数是构成实物世界的基础。他同时任意地把非物质的、抽象的数夸大为宇宙的本原,认为“万物皆数”,“数是万物的本质”,是“存在由之构成的原则”,而整个宇宙是数及其关系的和谐的体系。毕达哥拉斯将数神秘化,说数是众神之母,是普遍的始原,是自然界中对立性和否定性的原则。毕达哥拉斯定理提出后,其学派中的一个成员希帕索斯考虑了一个问题:边长为1的正方形其对角线长度是多少呢?他发现这一长度既不能用整数,也不能用分数表示,而只能用一个新数来表示。希帕索斯的发现导致了数学史上第一个无理数√2的诞生。

这个小小√2的出现,却在当时的数学界掀起了一场巨大风暴。它直接动摇了毕达哥拉斯学派的数学信仰,使毕达哥拉斯学派为之大为恐慌。实际上,这一伟大发现不但是对毕达哥拉斯学派的致命打击。对于当时所有古希腊人的观念这都是一个极大的冲击。希帕索斯后被毕达哥拉斯投海溺毙。

这一结论的悖论性表现在它与常识的冲突上:任何量,在任何精确度的范围内都可以表示成有理数。这在希腊当时是人们普遍接受的信仰!可是为当时的经验所确信的,完全符合常识的论断居然被小小的√2的存在而推翻了!这应该是多么违反常识,多么荒谬的事!它简直把以前所知道的事情根本推翻了。更糟糕的是,面对这一荒谬人们竟然毫无办法。这就在当时直接导致了人们认识上的危机,从而导致了西方数学史上一场大的风波,史称“第一次数学危机”。

事实求是地说,当前人工智能领域的根源就是数学,无论是符号主义、联行结主义还是行为主义、机制主义,离开了基于规则和统计的数学体系,人工智能的大厦顷刻间就会老老实实地恢复成成自动化,甚至是机械化、木牛流马化,为什么?原因很简单,有机无人,或者说,有智无慧。

帕斯卡尔在《人是一根能思想的苇草》里说:“思想形成人的伟大。”。能思想的苇草,即人不是求之于空间,而是求之于自己的思想的规定。人占有多少土地都不会有用;由于空间,宇宙便囊括了人并吞没了人,有如一个质点;由于思想,人却囊括了宇宙。

依照目前的数学体系,在可见的未来,机器应该不会产生出“思想”,更不会伟大到可以“描述宇宙”,原因中姑且不再谈“哥德尔不完全性定理第一、二定理”,就是特定情境中状态参数的设置和表征、非公理的逻辑矛盾、直觉反思的不确定性就让当代的数学现形不少了,而那些真以为和假以为数学能够包打天下的学者可以抽空静下来,停止吆喝,问问自己在家能不能不靠父母,在外能不能不靠数学,仓廪实而知礼节呢?!

数学很美!但数学就像其它学科一样也有不美的地方,这个应该承认,就是科学本身也有许许多多不美之处,AI更是如此:不要象当年的神学一样从鼎盛走向衰亡,......

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