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自然的权威

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:如前所述,数学能反映自然秩序,在描述和预言自然界是非常出色的,表明数学与自然有某种固有的和谐,以及同自然科学非常密切的联系,数学公式不但能独立存在,而且可以描绘自然图象. 一种解释是,数学理论往往是经验与理论、个别与一般,演绎与构造、逻辑与想象之间相互作用的结果; 从复杂的现象中提炼出某些简单的系统,它们可用数学来描述,这种抽象化的力量是形成对自然令人惊异的数学描述的原因.尽管有许多人仍然相信自然

如前所述,数学能反映自然秩序,在描述和预言自然界是非常出色的,表明数学与自然有某种固有的和谐,以及同自然科学非常密切的联系,数学公式不但能独立存在,而且可以描绘自然图象. 一种解释是,数学理论往往是经验与理论、个别与一般,演绎与构造、逻辑与想象之间相互作用的结果; 从复杂的现象中提炼出某些简单的系统,它们可用数学来描述,这种抽象化的力量是形成对自然令人惊异的数学描述的原因.

尽管有许多人仍然相信自然是按数学设计的,并通过不断完善可达到精确的一致性. 但是,根据统计学的观点,自然的数学定律顶多描述自然是如何以最有可能的方式运作的,但它不排除地球突然迷失于空间的可能性. 自然也可能决定不按最有可能的方式运转. 当今一些科学哲学家认为,数学无法解释的问题仍旧无法解释. 何况人们的认识仍未达到了解物理世界与数学世界间关系的程度.

究竟数学如何解释自然,不论其是否令人满意,科学界仍存疑虑,关键是自然和自然的数学并不相同,毕竟数学是理想化的产物. 因此,美国哲学家皮尔斯(C.S. Peirce,1839—1914)提出:“有些秘密极有可能仍不为人知.”而爱因斯坦认为: “关于这个世界,最不可理解的是,这个世界是可以理解的.”我们从积极方面去理解上述评论,不管怎么样,数学仍不失为一种探索,是表示和掌握自然的一般方法. 在那些数学行之有效的领域,显现出它的威力; 如果不足现实本身,就是所能达到的最接近的东西.

数学的成功是花了代价的. 为了能够从纯粹的状态来研究现实世界的形式和关系,必须使它完全脱离自己的内容,这是一种不得已而为之的办法,于是所得的结果是不足以表示丰富多彩的景象. 所以对自然而言,数学最多只描述自然的某些过程. 这是一种突出主要矛盾的方法.

撇开数学的某些缺点和局限性,数学对人类的贡献是很大的: 首先,它是人类思想的成就,是人类最杰出的智慧的结晶.也是人类精神最富创造性的产物,是人类文化的范本; 其次,知识体系缜密、演绎推理有根有据,计算精确,是最好的知识的典范; 第三,数学是一种理想,它心灵纯洁,追求真、善、美,追求和谐统一,是非分明,寻找秩序,它的精神代代相传.

而最基本的就是提供自然的合理结构. 数学的概念、方法和结论,不仅是物理学的基础,也把其他自然科学推向现代的门槛. 这些科学成就大小取决于它们与数学结合的程度. 数学的理想也许难以达到,然而它却是其他自然科学的北斗星.

现代数学已经离经验、现实很远了,数学家成功的标准与价值,是数学创造的相容. 符合美学、雅致,和论述自如,一些分支在脱离经验与实际的道路上走得很远了. 基于这些,数学家冯·诺伊曼告诫说: “我相信还有问题需要进一步强调,因为一门数学学科远离它的经验来源,或者说,如果仅是简接地来自‘现实性’,是由现实激励生成的第二和第三代学科的话,这是一个最大的危险. 换言之,远离经验来源,一直处于‘抽象的’近亲交配之中,一门数学学科将有退化的危险. ”

从广泛的意义上说,M·克莱因认为“数学是一种精神,一种理性的精神. 正是这种精神,使得人类的思维得以运用到最完善的程度,亦正是这种精神,试图决定性地影响人类的物质,道德和社会生活; 试图回答有关人类自身提出的问题; 努力地去理解和控制自然; 尽力去探求和确立已经获得知识的最深刻的和完美的内涵.”“数学的生命力正是根植于养育她的文明的社会之中. ”

数学是人类自身理性的产物,是人类思想中最贵重的宝石.这颗宝石来自于自然,得益于实践,是思维的光辉. 冯·诺伊曼呼吁数学要“回复到源泉去”“是保持学科的生气勃勃和有效性的必要条件,今后,它同样将仍然是正确的”.

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