數學是一門嚴謹、邏輯的學科,數學為科學計算提供方法,數學成為近代科學的象征。
然而,數學代表現實嗎?
答:未必!
由“1÷0=?”引發的深度思考!
1÷0等于多少?
小學時,老師就告訴我們1÷0是沒有意義的運算(即在加減乘除運算法則中不存在1÷0的運算結果)。
如果有人強詞奪理,打破砂鍋問到底,一定要一個結果。
那麼,答案是多少?
答案一:無窮大
1÷0=+∞
推理過程:把0看成是一個非常非常小的數,但不代表它為0,我們知道1除1/2=2,1除1/3=3,1除1/10=10,1除1/100=100,1除1/10000=10000,你會發現除數越小,得到的商越大 ,當除數飛常非常小的時候,我們就可以大緻認為它等于0,但那隻是無限接近于0,等于0時,除數無限小,商則無限放大,于是便有1/0=+∞。
然而,利用簡單的乘除運算法則就可以證明它是不對的。
即+∞×0≠1。
答案二:0的倒數
1÷0=1/0。
推理過程:同理,把0看成是一個非常非常小的數,但不代表它為0,1÷0的結果就是0的倒數1/0。
然而,數學中0不能做分母。
所以,不存在0的倒數1/0。
探索:在數學中定義1為數值的基本單元,0的數學的意義是什麼?
定理1:在數學運算中,0的數學意義隻存在于加減運算中,在乘除運算中0沒有存在的意義(0的數學意義是通過減法運算中等數相減抵消而産生的)。
定理2:在數學運算中,乘除運算必須以數值最小單位(如1)為基底,才能展開乘除運算。
定理3:一切有值數量(不等于0的數值)代表了“有”對應現實存在體,0代表了“無”沒有現實對應物。
注:在數學中可以基于0“無”展開運算(比如0的乘法運算);然而,現實中,0“無”隻能表示同量“有”(有值數量)之間的抵消(即加減運算),卻沒有與之對應的現實體。故而,0不能進行乘除運算。
舉例:1-1=0,在減法運算中數學賦予了0存在的意義。同理,該運算法則适用于加法1+0=1。
再如,1×0=0,在數學乘法運算中是合理的。然而,它卻不存在現實的物理意義。
比如,你手中有1個蘋果,現在讓你乘以0個蘋果(即在你現有的基礎上增加0倍)。現實中,你手中的蘋果不會因為增加0倍而消失。
所以,嚴格意義上,1×0≠0。
故而,數學并不完全代表現實。
結論:本質上,數學是數學家們基于一種邏輯關系,通過假設某些基本元素,建立的嚴密運算規則。所以,數學與現實并不完全對應。數學描述的邏輯關系也不能完全刻畫真實世界。
數值0就是數學家基于等數相減而假設的一個基本元素(現在中沒有數量為0的物質體),同理,負數、虛數以及空間維數等等,都是數學家為了滿足邏輯思維和運算規則而提出的假定元素。隻有在數學運算中才能找到這些元素存在的意義,離開數學運算,它們沒有現實存在的物理意義。
故而,當代物理學家瘋狂利用數學推理構建物理大廈,這必然導緻物理學脫離現實世界陷入純粹理論構想之中。
數學與現實的分離
數學是由兩部分組成的:假定元素和邏輯關系。
假定元素是數學的基本定義,如自然數、小數、負數、複數、虛數以及維數等概念。假定元素與現實的不對應是導緻數學脫離現實的一種因素;
邏輯關系是數學運算的規則,如加減乘除法則、數學定理等。脫離現實規律構想的“邏輯關系”是導緻數學脫離現實的另一個因素。
所以,判斷數學是否代表真實的方法是:
1)判斷數學假定元素是否與現實對應;
2)鑒别數學邏輯關系是否符合自然規律。
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