Re: [问卦] 数学只有一种吗?

楼主: khara (高阳酒徒)   2022-01-02 18:16:43
刚好看到某个无知的货色在那狂扯:
https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1641050540.A.A63.html
: 大家可以理智思考,
: 假设有个人不懂数学然后数学考试答案全错考零分,
: 这个人却说:
: “
: 传统数学比较低级的数学,
: 我会的数学是更高级、更伟大的数学,
: 所以我写的答案才对,
: 传统数学错误。
: ”
: 大家认为这种说法合理吗?
其实答案还真是合理!
当然,也并不叫作合理,毕竟对于单细胞脑袋来说,要理解
“甲既合理,乙也合理,可是深度不同,出发点不同”
似乎是太难了。
这里就举个例子:什么是数。
什么是数?啊不就1,2,3……?
但问题是这又是什么?
怎样才能给出一个更“原子式”的定义?
定义数,通常还是从自然数出发,自然数的出发点可以说是1。而怀德海与罗素在《数
学原理》(Principia Mathematica)中,把数字 1 定义为“所有单位类所构成的类”
(the class of all unit classes)。针对这一类逻辑主义式的定义,Henri Poincaré
酸说:“这眞是个了不起的定义,适合拿去教那些从未听说过数目字 1 的人, 好让
他们对这数字有个概念。”( (c'est une) définition éminemment propre à
donner une idée du nombre 1 aux personnes qui n'en auraient jamais entendu
parler. H. Poincaré, 'Les Mathématiques et la Logiques')
https://i.imgur.com/49MpOs9.jpg
显然地,这种“数”的定义,很有意思,但很不适合初学者。
在ZFC的集合论体系下,可以对自然数提出这样的定义:
0 = {} (空集合)
1 = {0}
2 = {0, 1}
3 = {0, 1, 2}
......
(这里面默认了一些东西,就不多说了。)
这种“数”的定义,一般人也未必好理解吧?
你跟你的小学老师说 2 + 3 = 0 的后继的后继再后推三次后继?
再举个例。如何定义“正弦(sinus)函数”?
一个初等的定义法是,sin θ = y/r,其中θ为一直角坐标系上xOy的一个象限角,r为
该点至原点的距离。
这是符合几何直觉的初等定义法没错。但,是否可以有其他定义?
如果直接定义 sin z = z - z^3/3! + z^5/5! - + - + ......
这样用一个无穷级数来定义呢?
其实也是可以。而且只要逻辑上自洽,大可反过来用这个定义来说他等价于那源自几何
直观的定义。虽说这个定义很不亲初学者(但也要看是哪类的初学者,有的初学者反正
初等几何就是没学好,直接从级数出发还简单些),但总之说得通。
可是等等,这个级数定义,默认了对收敛发散的理解,默认了好多基础知识不是吗?但
这没关系。反正这也只是“假名为sinus”,因为在某些高等的立场,用级数定义更方便
处理解析等关系,那就不用纠结在他的几何直观上。当然,确实还是可以绕一圈回来证
明此二定义在某种意义上是等价的(虽说几何直观无法定义一般复数 z 之下的 sin z),
那又得费工夫了。
像这一类扩充的定义可多得是。小时候老师会教你任何数不能除以0,但长大了你会知道
其实在极限意义下某些情况可视作黎曼球面的一个点。小时候跟你讲函数是一对一或多
对一,但其实函数也可以一对多(多值),或者只看局部对应关系。
大概只有无知却狂妄的家伙,才会单纯到觉得“数学”只有一种吧?
(当然,各式数学框架下,仍然有其相通的核心理念。也就是从毕达哥拉斯到柏拉图到
笛卡儿所累积建构起来的模式。但即便是核心理念相通,构造出来的东西也可以南辕北
辙。)

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