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觀察提問是數學之始
2014/11/29 00:06:17瀏覽1861|回應1|推薦14

人自降生之際,就開始觀察世界,一開始,認知是從「是什麼?」開始。也就是看到什麼,就是什麼,學習的是萬物的名詞,學習的是基本定義。

認識的物品多了以後,就會問「為什麼?」。這時是從識物轉變成尋找根由原因,尋找事物的規則或規律,當人們找到之後,對原先「是什麼」的東西產生的新的看法,重新認識它。

這些過程像是佛家所言的見山是山,見山不是山,見山還是山的不同境界一樣。這種「修練」的過程中,是各有各人的道,這種體會感悟,很多是不可言,不可說的。不過其中的數學就是一道,是可以言說的。用數學做為來找尋世間某些問題的答案工具,是極有說服力的。數學的修練中,有很直觀的現象觀察,也有抽象的想像,有細密的推理,最後找到了答案。最後相同的問題,對他來說不是一個問題了。

少時飯後散步時,和兄弟姐妹玩的遊戲之一就是數數,玩捉迷藏時也要數數,那時候可能是1,2,3,4,5,6,7⋯的數下去,或是單數,雙數,或是3的倍數或5的倍數等等不一⋯上加或下減,或是九九乘法等等,這裡面就含有了很多數學的基本原理在裡面。有很多遊戲的設計,都是有邏輯規則,很多都可以是數學研究的對象。只不過當時在玩的時候,很少會去探討這些數有什麼規律。

人類在西元記年以前,對數字,幾合的發展就很進步了,很多都是今日數學課必學的。例如整數,有理數,無理數,畢氏定理⋯己經能夠應用這些做到山川,歷法,天文等等的測算。例如畢逹哥拉斯(約500BC)時代,就己經觀察到:

等差級數的性質,如

1+2+3,...+n=n(n+1)/2;畢氏三角數。

1+3+5,...+2n-1=n^2;這個數列,後來學的化學週期表也有用到⋯

等比級數的性質:如a:b=b:c,三者為等比級數,如果滿足(a-b):(b-c)=a:c,則三者為調和級數而且它們的倒數為等差級數,即1/a-1/b=1/b-1/c。

三角內角和180度。

畢氏定理:直角三角形的長邊平方等於二短邊的平方和。這又稱商高定理,文獻中記載周公和商高就討論過這個定理,時間約是1500BC, 2600BC的古埃及文物或更早的古巴比倫文物中其實都有個定理的証據,算是人類最早發現的幾何定理之一。

畢氏數,a, b, c為整數且a^2+b^2=c^2。

全完數,某數之因數之和相同者為完全數,如6=1+2+3; 28=1+2+4+7+14。

母和數,二整數a, b, a因數之和等於b, b因數之和等於a,則a,b互為母和數。如220與284。

無理數,據說是畢氏的學生發現的,因為他在算2的平方根時,發現無法用有理數(分數n/m,n,m為整數)來表示,而且也證明它不是有理數。但卻為此賠上小命,被老師處死。當時有畢氏學派,畢氏是掌門人,那時畢氏有解釋天地萬物的權力,認為世上的數值就只有整數與有理數二種,有很多學徒(信徒),他的思想不容質疑,然而學生研究的成果否定了他的想法,動搖的學派根基⋯畢氏學派除了信仰數字以外,也有許多宗教儀式⋯後來這個強硬守舊的學派在古希臘執政後,規定全民必須共同尊守學派規定行為引發了大反彈,於是整個學派被逐出古希臘城邦⋯看到這裡,有沒有熟悉的感覺?

還有一些黃金距形,正多面體,平面等等的幾何學的探討。

總之,觀察萬物現象是學習數學的起點,有了觀察力,就會有疑問,就會問「為什麼?」當小朋友開始問題從「這是什麼?」變成「為什麼?」的時候,就可以開始學習數學了。

主要參考資料:

1.數學傳播第二卷第三期:畢逹哥拉期與泰利斯。中研院數學所的網頁可以找到這個文章。

2.維基百科,畢逹哥拉斯,無理數。

想一下,偶數數列之和應是什麼:

2+4+6...+2n=?

( 知識學習科學百科 )
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引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=paraquat&aid=19392712

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狐禪
等級:4
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2014/11/29 08:31
「為什麼無理數可以稱作無理」和「為什麼有無理數」是兩個層次不同的問題。回答「為什麼」之前,該先搞清楚是在哪個層次。
paraquat(paraquat) 於 2014-11-29 10:13 回覆:

謝謝來訪。

有就是有,認識「存在」的東西,屬「是什麼?」的問題。有理數,無理數都是存在的,但人們認識他們的時期不同。有理數,在史前時代,人類就知道了,而無理數,則在西元前500年畢氏弟子才發現。有理數如寫成10進位數字,如1/3 =0.33333333....有無限個小數3的循環,是有規律的,而且可以換算成為1/3。無理數是小數没有規律性,且也是有無限多個小數。當時「有理數」是有規律可循的,而這個新數則無規律,相對「有理」,則定名成「無理」。

在2500年前,無理數是個「為什麼?」的問題。但到了今日,無理數是「是什麼?」的問題。