關于數(shù)學思想方法研究的對象與范圍
一、數(shù)學思想方法的歷史演進
對數(shù)學思想方法作為歷史的考察,并分析其演變、發(fā)展的規(guī)律是數(shù)學思想方法研究的首要內(nèi)容。其具體可分為兩大類:第一,數(shù)學思想方法的系統(tǒng)進化,即從整體上進行研究。比如,從古至今,數(shù)學思想方法發(fā)生了多少次重大轉折,每一次轉折如從算術到代數(shù)、從綜合幾何到幾何代數(shù)化、從常量數(shù)學到變量數(shù)學、從必然數(shù)學到或然數(shù)學、從明晰數(shù)學到模糊數(shù)學以及從手工證明到機器證明等,都是怎樣孕育和產(chǎn)生的,其要點和作用是什么,均屬于這一類。第二,數(shù)學思想方法的個體發(fā)育,主要是研究每一個數(shù)學思想產(chǎn)生、演變和發(fā)展的規(guī)律,以及本身的特征,在數(shù)學發(fā)展中的作用和方法論價值等。廣義一點講,從思想方法角度來研究概念、運算、公式、定理乃至學科產(chǎn)生發(fā)展的歷史,也可看成是此類研究的范圍。
二、數(shù)學的思維方式與數(shù)學研究的基本方法
數(shù)學的主要思維方式是什么?這是數(shù)學家們歷來關注的一個重要問題。本世紀初以來,圍繞什么是數(shù)學的基礎問題的討論,逐步形成了三個不同的學派,即邏輯派,直黨派與形式公理派。如果從思維方式上看數(shù)學基礎問題的討論,可以說,在邏輯主義學派看來,數(shù)學的主要思維方式是邏輯思維;在直覺主義學派看來,數(shù)學的主要思維方式是直覺(或靈感)思維;在形式主義學派看來,數(shù)學的主要思維方式是以符號為特征的純粹的抽象思維。到底什么是數(shù)學的主要思維方式?辯證思維在數(shù)學尤其是高等數(shù)學中占有怎樣的.地位?仍是一些尚待解決的問題。
數(shù)學中的一些常用方法,諸如公理法、模型法、構造法、解析法、遞歸法、極限法、逐次逼近法、統(tǒng)計法、對偶法、關系映射反演法、數(shù)學歸納法、反證法等,這是大家所熟悉的。那么,數(shù)學中到底有哪些基本方法?每個方法又是怎樣產(chǎn)生和發(fā)展的,其特征和作用如何?這是一些具有重要方法論價值且至今沒有很好解決的研究課題。
三、數(shù)學家的思想方法
數(shù)學家是在數(shù)學研究中做出貢獻的人,而數(shù)學家之所以取得成果做出貢獻,又往往與他在思想方法上實行某種變革有關,因此,考察與剖析數(shù)學家特別是著名數(shù)學家的思想方法,是把握數(shù)學思想方法的重要方面,也是探討數(shù)學創(chuàng)造規(guī)律,加強數(shù)學人才培養(yǎng)不可缺少的研究內(nèi)容。眾所周知,古今中外有許多著名數(shù)學家,如歐幾里得、劉徽、祖沖之、笛卡兒、牛頓、萊布尼茨、歐拉、高斯、羅巴切夫斯基、伽羅華、康托爾、希爾伯特、彭加勒、維納、馮·諾伊曼、魯濱遜、札德、托姆、華羅庚等,不僅在數(shù)學研究中取得重大成果,而且在思想方法上也都有獨到之處,甚至是實行了革命性的變革。遺憾的是,以往對他們的成果記載比較詳盡,而對他們的思想方法卻考究很少,這不能不說是過去數(shù)學史研究中的一大缺陷。通過對數(shù)學家思想方法的挖掘與評論,可以使人們樹立起“作出成果是貢獻,創(chuàng)造思想方法是更大貢獻”的觀念,并將其作為評價數(shù)學家的重要方面之一。
四、數(shù)學學派的思想方法
如果說某一數(shù)學家的思想方法較為隱蔽,難以考證,不易作出準確的分析,那么數(shù)學學派卻不然,因為它本身往往就是通過某一特殊的思想方法把大家聯(lián)系在一起的,或者說,是因為思想方法不同而劃分成不同派的,因而,它的思想方法是較為明顯,容易作出判斷的。比如,前面提到的本世紀初以來形成的邏輯派、直覺派與形式公理派,其思想方法十分鮮明。本世紀30年代,在法國出現(xiàn)的布爾巴基學派,其思想方法也是非常明確的。他們認為,數(shù)學是以數(shù)學結構作為研究對象的科學,主張用數(shù)學結構(代數(shù)結構、序結構和拓撲結構)概括全部數(shù)學,所謂數(shù)學的理論發(fā)展,無非是各種結構的建成、改進與擴充而已。一句話,他們的數(shù)學思想方法就是數(shù)學結構主義。在數(shù)學結構主義指導下,經(jīng)30多年的努力,到1973年共出版《數(shù)學原本》36卷,為數(shù)學發(fā)展作出了巨大貢獻。不僅如此,他們治學的思想方法,也有許多獨到之處,像學術討論上的“無情批判”,組織成員上的“自由流動”,撰寫論著上的“分工合作”等,都是很成功的,值得認真總結。當然,要完整、準確地概括某一學派的思想方法的實質(zhì)、特點、歷史與作用,也是相當困難的。
五、數(shù)學的潛形態(tài)及其向顯形態(tài)轉化的機制
所謂“數(shù)學潛形態(tài)”有兩個含義:第一,從科學認識角度看,任何數(shù)學成果都有一個由孕育到成熟、由潛到顯的過程,存在一個孕育階段,我們就把孕育階段的數(shù)學思想稱之為“數(shù)學潛形態(tài)”,如數(shù)學問題、數(shù)學猜想、數(shù)學悖論等;第二,從數(shù)學發(fā)展的曲折性看,它指的是“處于待顯階段的數(shù)學成果”,因為一個數(shù)學成果取得后,并非都立即得到數(shù)學界的承認,而由于種種原因,往往被忽視、排斥、壓制、埋沒、拋棄、扼殺,有一個蒙難的歷程,我們就把雖然在認識上已達到顯階段,但并沒有被人們確認的,仍然處于“潛在階段”的數(shù)學成果,也叫做“數(shù)學潛形態(tài)”。這里,主要是研究數(shù)學潛形態(tài)的產(chǎn)生、演變、特征、作用及其向數(shù)學顯形態(tài)的轉化機制等。
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