数学文化与人类文明进步

数学文化结课论文

数学文化与人类文明进步

数学文化与人类文明息息相关，在人类社会发展中起着重要的作用。数学文化是人类文化的重要组成部分。数学教育在科学文化教研组占有独特的地位，在培养一个民族的理论修养，科学态度、理性思维和综合素质等方面起着独特的作用。数学既是人类认识自然的中介，也是一种创造和发现活动。它可以促进人类文明不断进步，不断迈向更高阶段。从这个意义说，数学精神是人类文化精神的最高代表之一。

在人类文明发展中，数学最基本的作用是它的计数功能。数学起源于数，数起源于数数。数学在其发展的早期主要是作为一种实用的技术或工具，广泛应用于处理人类生活及社会生活中的各种实际问题。早期数学应用的重要方面有：食物、牲畜、工具以及其他生活用品的分配与交换，房屋、仓库等的建造，丈量土地，兴修水利，编制历法等。随着数学的发展和人类文化的进步，数学的应用逐渐扩展和深入到更一般的技术和科学领域，时至今日，可以说数学的足迹已经遍及人类知识体系的全部领域。数学在现代社会中有许多出人意料的应用，在许多场合，它已经不是单纯的辅助性工具，它已成为解决许多重大问题的关键性的思想和方法，它已渗透到生活的方方面面，极大的改变了我们的身后方式。并在当代使人文科学的数学化成为一种强大的趋势。人们可以把数学对我们社会的贡献比成为空气和食物对生命的作用。事实上可以说，我们大家都生活在数学的时代—我们的文化已经“数学化”。

数学的发展与同时期社会的发展有着极其密切的关系，许多数学内容都是因社会要而产生的，同时，数学也构筑了时代文明的基础，不论在社会生活的那个方面都尽显出数字的巨大作用。特别在当今的信息时代，高科技的竞争本身就是数学的竞争。谁掌握了数字技术，谁就会赢得社会的前进与发展。

纵观古今中外人类文明的发展史，任何时期、任何朝代，无论是政治、军事还是经济、文化的进步，数学都无一例外地起着巨大的推动作用。

人类文明的进步主要体现在生产力和生产关系的发展。“科学技术是第一生产力”，“科学技术的基础是应用科学，而应用科学的基础是数学”，这一论述揭示了数学在生产力中的巨大作用。

1．数学作为工具，在科学研究中的应用非常广泛。从文艺复兴时期到20世纪中期出版的被称为“改变世界”的16本自然科学和社会科学专著中，有10本（《天体运行》、《血液循环》、《自然哲学和数学原理》、《物种的起源》、《相对论原理》、《常识》、《国富论》、《人口论》、《资本论》、《论制海权》）都直接运用了数学原理。爱因斯坦正是深受数学家黎曼的著作之影响而建立了广义相对论；量子力学的创始人海森堡采用了数学中的矩阵来描物理量，从而建立了量子力学。1917年数学家拉顿在积分几何研究中引入了一种数学变换（拉顿变换），几十年后柯尔马克和洪斯菲尔德巧妙地运用拉顿变换，设计出X射线断层扫描仪——CT，为医学诊断技术作出了巨大贡献。1900—1965年世界范围内社会科学方面的62项重大成就，其中数学化的定量研究就占2/3。从1969年至1981年间颁发的13个诺贝尔经济学奖中，就有7项成果借用了现代数学理论。

2．数学作为一门技术，直接推动了科技的飞速发展。数学是一种普遍适用的技术，它可以帮助人们在搜集、整理、描述、探索和创造中建立问题的模型，通过研究模型来解决相关的问题，作出正确的判断。

在当代高新技术中很多问题都要通过建立数学模型，应用数学方法并借助计算机的计算、模拟、仿真和控制来实现计算机行业的软件比重早已超过硬件，而软件技术本质上是数学技术。

军事科学中，运用蒙特卡罗方法建立的概率模型，可在实战前对作战双方的军事实力、

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政治、经济、地理、气象等因素进行模拟，以选择出对自己一方既有利又最稳妥的作战方案。

在经济和管理过程中，数学技术在其中每一个环节都扮演了重要角色。任何一个产品，从原材料检验、下料、分类、运输、供应，到产品毛坯的准备、加工、物流、贮存、检测、装配、包装，到销售、服务、市场开发，直到市场信息反馈、成本核算、产品改进设计等等，数学中的最优化决策论原理促进了产品设计、生产与开发的科学化。

以上一切都用到了计算机---现代生产生活等各方面都必不可少的一种计算工具。而我作为计信院的一名大四的学生，我尤其对计算机与数学的结合感触颇深。比如计算机行业中的程序员，对他们要求最高的不是对某种机器语言的掌握情况，而是取决于个人的数学修养和逻辑计算能力。计算机理论其实是很多数学知识的融合，软件工程需要图论，密码学需要数论，软件测试需要组合数学，计算机程序的编制更需要很多的数学知识，如集合论、排队论、离散数学、统计学，当然还有微积分。计算机科学一个最大的特征是信息与知识更新速度很快，随着数学知识与计算机理论的进一步结合，数据挖掘、模式识别、神经网络等分支科学得到了迅速发展，控制论、模糊数学、耗散理论、分形科学都促进了计算机软件理论、信息管理技术的发展。严格的说，一个数学基础不扎实的程序不能算一个合格的程序员，很多介绍计算机算法的书籍本身也就是数学知识的应用与计算机实现手册。

下面则是一道世界第一大软件公司微软的招聘测试题:中间只隔一个数字的两个素数被称为素数对，比如5和7，17和19，证明素数对之间的数字总能被6整除(假设这两个素数都大于6)，现在证明没有由三个素数组成的素数对。这样的试题还有很多很多，这些题目乍初看上去都是一些数学问题。但是世界上一些著名的公司都把它们用于招聘测试，可见它们对新员工数学基础的重视。数学试题与应用程序试题是许多大型软件公司面试中指向性最明显的一类试题，这些试题就是考察应聘者的数学能力与计算机能力。

足以表明：信息时代即为数学时代，随着计算机的出现，兼有科学和技术两种品质的数学渗入到各行各业，并且物化到各种先进设备之中，促进了各行业科技含量迅速提高。科技的突飞猛进依赖于数学技术。

人类文明的进步、人类社会的进步，还体现在民族素质的提高。生产力的决定因素是人，人类素质的提高促进生产力的进一步发展，一个民族的强弱在很大程度上取决于全体公民数学素质的高低。

“数学作为一种文化，具有比数学知识更为丰富和深邃的文化内涵，数学文化是对数学知识、技能、能力和素质等概念的高度概括，”通过数学的学习，可以接受数学精神和数学思想方法的熏陶，提高思维能力、锻炼意志和品质，并把它们迁移到学习、工作和生活中去。日本数学教育家米山国藏认为，学生在进入社会后，如果没有什么机会应用，那么作为知识的数学，通常在出校门后不到一两年就会忘掉，然而不管他们从事什么工作，那种铭刻在脑中的数学精神和数学思想方法，会长期在他们的生活和工作中发挥着重要作用。

1．数学可以培养人正直与诚实的品质。

数学是最讲究真实的一门科学，容不得半点虚假，一切结果都必须有根有据，经得起反复推敲和检验。数学最讲究以理服人，它只信奉逻辑推理的结果而不屈从任何权威。实实在在，实事求是，无论是谁，要想在数学上得到承认，都必须尊重事实并在逻辑上站得住脚。 2．数学可以培养人的顽强与勇气。

数学的特点之一是高度的抽象性，数学知识的系统性又特别强，这些特点决定了学习数学必须坚持不懈、刻苦努力。从欧几里得时代到19世纪，两千年漫长的时间里，许多数学家对几何学中的第五公设曾作出种种证明，尽管他们的证明是无效的，但人们逐步认识了第五公设在《几何原本》中的特殊地位，明确了与第五公设等价的一些命题，获得了一些非殴几何的内容，使公理化方法向前推进了一大步，为非欧几何的出现创造了必要条件。几百年来，人们在寻求哥德巴赫猜想的证明过程中，不也获得了许多意想不到的成就。

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3．数学可以培养人的整体意识。

数学题的求解必须从已知到结论全面地考虑问题，并把握各方面的相互联系，数学教学可以培养学生从全局上全面地考虑问题的习惯，从而把握住全局与局部、局部与局部之间的联系，弄清事物的各个部分的地位和作用，弄清该事物与他事物的位置，从而弄清事物全貌，学会全面地分析数学问题，从而学会全面地分析周围的人和事，进而全面地分析社会，能使公民顾全大局，在关键时刻以国家、集体利益为重。

4．数学可以培养人的优化意识。

数学作为从量的方面处理各种关系的科学，常用来处理最优化问题，小到一个小组的日常工作和计划的安排，大至整个部门，以至国民经济的计划，都要求最优化的组合，要求最优化的方案和对策。由于数学中经常讨论最大值、最小值、最佳解题对策、最优解等问题，因此，数学教学可以培养学生从事物发展的众多的可能性中寻找最优的可能性的习惯，并懂得研究事物向最优化方向发展的条件，努力去创造这种条件。最优化思想应成为每个公民的素质。

在科学数学化、社会数学化的今天，要求所有的人都必须掌握更多更有用的数学知识，要求人们掌握一定的数学方法，更多的数学地思考问题。数学在为社会培养所需要的具有好品质、强能力、高素质的人中具有巨大的作用。数学是人类文明进步的力量。

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