數(shù)學(xué)與我們息息相關(guān)-說明文
數(shù)學(xué)家告訴我們,數(shù)學(xué)研究與普通大眾實際生活產(chǎn)生的距離,從某種意義上講,是數(shù)學(xué)理論發(fā)展的一種內(nèi)在的必然要求。事實上,抽象數(shù)學(xué)理論的艱深,不僅非數(shù)學(xué)家難于了解,即便是數(shù)學(xué)家之間也常常難于相互理解。但是,數(shù)學(xué)歸根到底是客觀世界的一種反映,只不過數(shù)學(xué)研究有極大的超前性罷了。然而,正是這種超前性,為人們改造物質(zhì)世界提供了武器。隨著數(shù)學(xué)研究的深入,數(shù)學(xué)為人類提供的服務(wù)越來越多,數(shù)學(xué)理論所包含的巨大物質(zhì)力量正不斷顯示出來。
讓我們看一看科學(xué)家所提供的事實吧:物理學(xué)是在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的。沒有微積分,就沒有牛頓力學(xué);19世紀(jì)提出的麥克斯韋方程組,不僅用數(shù)學(xué)概括了電磁相互作用的實驗事實,而且推導(dǎo)出了電磁波(不久即為實驗所證實),同時發(fā)現(xiàn)了光的本質(zhì),開拓了本世紀(jì)最重要的科技領(lǐng)域之一的無線電電子技術(shù);同樣,數(shù)學(xué)家歐拉和高斯的理論導(dǎo)致海王星首先在數(shù)學(xué)上發(fā)現(xiàn),后來人類發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡,證實了這一數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn);沒有黎曼幾何、張量分析,便沒有愛因斯坦的相對論,也就沒有可能實現(xiàn)原子能的釋放和利用;哥德爾、圖靈對數(shù)理邏輯的研究為計算機的誕生提供了理論基礎(chǔ);數(shù)學(xué)的發(fā)展為本世紀(jì)初量子力學(xué)的創(chuàng)立提供了可能,量子力學(xué)為上世紀(jì)二三十年代材料科學(xué)的發(fā)展開辟了道路,而材料科學(xué)的發(fā)展為計算機的誕生提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
后來,計算機的誕生則使數(shù)學(xué)更加直接地應(yīng)用于人們改造物質(zhì)世界的活動中去。從波音747飛機的全數(shù)字化開發(fā)到指紋分析中的小波技術(shù),數(shù)學(xué)的應(yīng)用直接活躍于生產(chǎn)第一線,促進著技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展,也改變著人們對數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)認(rèn)識:今日的數(shù)學(xué)已不再是代數(shù)、幾何等傳統(tǒng)分支的簡單集合;今天的數(shù)學(xué)研究已不再是僅僅靠一張紙、一支筆便可完成。數(shù)學(xué)如今已滲入各行各業(yè),并物化到各種先進設(shè)備中,從飛行著的衛(wèi)星到運轉(zhuǎn)著的核電站,從天氣預(yù)報到家用電器,高技術(shù)的高精確、高速度、高自動、高安全、高效率和高質(zhì)量等特點,無一不是通過數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方法并借助計算機的計算控制來實現(xiàn)的。過去,人們常常認(rèn)為難以應(yīng)用的所謂“純數(shù)學(xué)”不但可以應(yīng)用,而且產(chǎn)生了出人預(yù)料的驚人的應(yīng)用成果。
所以,著名數(shù)學(xué)家,北京大學(xué)張繼平教授說,數(shù)學(xué)對普通人其實不是相距遙遠(yuǎn),而是已經(jīng)極其深入地走進了人們的生活。