一、为什么要有数学?
数学被发明之前,人类的大脑中是有“数”这个概念的,但并不清晰。
从自然数,到整数,到有理数,再到实数和虚数,人类的思维一次次实现飞跃。
就单从无理数来说,试想:一个小数,它无限不循环,也就是说不管你往后找多少位,都不可能找到一个最小的重复单元。这对于第一个提出无理数的人来说,是多么难以置信!
但是,我们现在早已经接受无理数的存在,像最常见的π,根号系列的无理数等等。
可以说,数学为人类打开了一扇通往终极理性与严谨的大门。
小编在自己曾经的作品《莱布尼茨一句话道破数学的真谛》一文中也提到过,数学是为了弥补人类思维的局限性,是人类思维的延伸。
毋庸置疑,没有数学,就没有现代化的社会。因为近代以来的几乎所有自然科学方面的理论,都是建立在严谨的数学论证的基础上的。
人类对自然的感受与直觉,完全不能作为衡量与界定宇宙运行法则的标准,因为人类的思维太过局限。而数学,是人类探索宇宙奥秘的最重要的理论基础,它严谨、全面、理性、逻辑。
二、数学到底是什么?
世界在某种程度上来说,也许是数学的。甚至可以这样说:数学高于宇宙。因为数学是严格连续的,而宇宙,是量子化的。
也就是说,不论是宏大到超新星爆发、黑洞吞噬星系这样的宇观视角,还是渺小到分子重组、原子碎裂的亚微观世界,都是数学描述的对象。
一条完整的数轴,它上面有无数个点,是个完美的一维世界,而任何两个有理数点之间都有无穷多个无理数点,反之亦然。这几乎超出了人类的理解范畴,但这就是数学。
宇宙似乎是连续的,但这可能是人类的错觉。人类的思维,或许永远也逃不脱自身感官的限制。就像井底之蛙,你不知道外面的世界是什么,就像你不知道“无穷大”究竟有多大,不知道“连续”究竟有多么平滑。你看到的一切似乎都是连续的,但如果你有一台超级高速摄影机,你会发现,当帧数大到某个值时,再增大帧数,影像不会改变。这个帧数就是宇宙的真实帧数,它叫做一个普朗克时间单位。
而这个时间的最基本单位,很显然,也在数学的描述范围之内。
人能想到的几乎一切事物,都在数学的描述范围之内。
三、关于数学和宇宙
这是个很大的话题,如果真要放开来讨论,小编估计几百万字都说不完。
数学爱好者们,都是出于纯粹的热爱。不管是蜚声中外的世界级大师,还是伏案演草的普通中学生,心中都怀着一个梦,那就是探明数学的本质,揭示数学的所有奥秘。
当然,如果真到数学的本质被充分发掘的那一天,人类文明应该也早已登上了宇宙文明的顶峰。
宇宙是数学的,数学也是宇宙的。
你在演草纸上随意写下的几个数,可能就包含了有关宇宙运行的无数个奥秘。
如果可以的话,我想把宇宙比作一个巨大的全息投影箱,支持它运行的是一台超级计算机,它的计算速度是如此之快,以至于人类目前任何仪器都无法分辨出两帧画面间的间隔时间。
人类有幸发明了数学,创造了人类思维与宇宙运行法则的最根本联系。因此,只要数学无错,那么我们就没有错。
而计算机也会出错,虽然概率极低,但是当它表现在整个宇宙中时,便被放大,尤其是进入人类的认知范围中。于是便有了一些超自然现象。
当然,这一切都是假想,那个全息投影箱和超级计算机,不过是为了阐述宇宙运行规律的不恰当比喻罢了。而我们可以确定的是,数学,永远也不会错。
即使当太阳走向灭亡,
即使地球陷入永夜,
或者是宇宙归于奇点(一种理论),
连时间都没有了意义之时。
我们还拥有一个最大的、
最值得欣慰的永恒,
那就是,
数学。
(小编学识尚浅,文中多有不严谨之处,还请批评指正!)