數(shù)學發(fā)展和人類文明

楊珂佳

摘 要：數(shù)學是一門古老但又時常煥發(fā)青春的學科。在歷史的長河中，數(shù)學幾乎時刻影響著我們的生產和生活，從數(shù)學產生初的簡單計數(shù)功能，到經(jīng)過幾萬年應用而生的應用數(shù)學在社會各學科中發(fā)揮作用，數(shù)學已經(jīng)給我們的生產、生活、審美以及科學技術的發(fā)展留下了不可磨滅的印記，并且還在不斷推動著社會的發(fā)展，刷新著人類文明的腳步。

關鍵詞：數(shù)學 人類文明 生活 美學 藝術 科技

中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）06-0178-01

數(shù)學作為一門基礎學科，是我們學生自入學起就開始接觸且從沒有中斷的一門學科，在科學文化中占有獨特的位置，給人類文明的發(fā)展做出了無以倫比的貢獻。但我們大部分人卻并不能真正認識到其重要作用，因為在大眾意識里，經(jīng)濟的繁榮和社會的發(fā)展多是由自然科學和工程技術的發(fā)展帶來的，很多人忽視了自然科學和工程技術的發(fā)展多是以數(shù)學為基礎的。本文將就數(shù)學的發(fā)展與人類日常生活文明、數(shù)學的發(fā)展與藝術美學文明、數(shù)學的發(fā)展與科學技術文明三個方面展開論述，以揭開數(shù)學神秘的面紗。

一、數(shù)學發(fā)展與人類生活文明

從原始社會最初的“石頭計數(shù)”、“結繩計數(shù)”和“刻痕計數(shù)”，到經(jīng)歷了數(shù)萬年之后，直到至今約5000多年前，出現(xiàn)了書寫計數(shù)和與之相應的計數(shù)系統(tǒng)，數(shù)學開始真正的影響人類的生活。早期記數(shù)系統(tǒng)有：公元前3400年左右的古埃及象形數(shù)字；公元前2400年左右的巴比倫楔形數(shù)字；公元前1600年左右的中國甲骨文數(shù)字；公元前500年左右的希臘阿提卡數(shù)字；公元前500年左右的中國籌算數(shù)碼；公元前300年左右的印度婆羅門數(shù)字以及年代不詳?shù)默斞艛?shù)字。這些計數(shù)系統(tǒng)使人類文明向前邁進了一大步，并且隨著生產力的發(fā)展和數(shù)字的完善，數(shù)學也真正發(fā)展了起來。

數(shù)學最早的發(fā)展是作為一種實用的技術或者工具，應用于人類生活中的各項實際問題的解決中。人類把數(shù)字普遍運用于日常生活中的食物、牲畜、工具以及其他生活用品的分配和交換，房屋、倉庫等的建造，丈量土地，興修水利，編制歷法等，大大提高了人類的生活水平[1]。現(xiàn)今，數(shù)學的應用更加廣泛，“定量化”這個概念使數(shù)學手段應用在小到生活常識、日常購物，大到一個國家的就業(yè)率、失業(yè)率和國民生產總值等各方面，一定的數(shù)學能力已經(jīng)成為了個體必須掌握的生活技能，數(shù)學已經(jīng)成為了我們生活無法避免的一部分。

二、數(shù)學的發(fā)展與美學和藝術

數(shù)學家M.克萊因認為：“數(shù)學是人類最高超的智力成就，也是人類心靈最獨特的創(chuàng)作。音樂能激發(fā)或撫慰情懷，繪畫使人賞心悅目，詩歌能動人心弦，哲學使人獲得智慧，科學可改善物質生活，但數(shù)學能給予以上的一切。” 簡練、精確是數(shù)學的美。數(shù)學語言是如此慎重的、有意的而且經(jīng)常是精心設計的，憑借數(shù)學語言的嚴密性和簡潔性，我們就可以表達和研究數(shù)學思想，這種簡潔性有助于提高我們思維的效率。并且數(shù)學很講究它的邏輯美，數(shù)學的應用是被人們廣泛認同的，學習數(shù)學對訓練我們學生的邏輯思維能力助益良多，尤其是幾何的證明講究前因后果，每一步都要前后呼應，數(shù)學在此顯示出了極大的邏輯美。

數(shù)學上有很多知識是和對稱和比例有關的。對稱和比例的分割給人協(xié)調，平穩(wěn)的感覺，像圓，正方體，“黃金分割”比例等，它們使物體的形態(tài)更加的勻稱優(yōu)美。正是由于幾何圖形中有這些點對稱、線對稱、面對稱，以及各種比例的協(xié)調才構成了美麗的圖案，這其中最引人注目的就是精美的建筑了。在傳統(tǒng)建筑美學，建筑師從根本上是根據(jù)數(shù)學規(guī)律法則，運用數(shù)學知識來實現(xiàn)對建筑空間的創(chuàng)造，根據(jù)數(shù)學數(shù)字與比例所體現(xiàn)出來的和諧之美，建筑師在描繪著屬于那個時代的建筑藍圖[2]。再看現(xiàn)代建筑美學，更加注重人的感受和尺度空間感的創(chuàng)造，這一切都需要通過數(shù)字化來體現(xiàn)，并且關于新材料、新技術和新手法的運用等問題上也都要落實到數(shù)量關系之上。

除以上之外，在繪畫、音樂、時尚等領域，空間的深邃、樂符的和諧、線條的流暢等因素也都帶著數(shù)學的影子，數(shù)學與人類的審美之間有著剪不斷的線。

三、數(shù)學的發(fā)展與科學技術創(chuàng)造

一位數(shù)學家曾說過：“數(shù)學是科學的女王，數(shù)學也是科學的仆人。”數(shù)學自始至終都在科學技術的發(fā)展過程中發(fā)揮著至關重要的作用，特別是進入20世紀以來，隨著新學科的不斷建立和舊學科的不斷完善，數(shù)學變得門類繁多，內容更加廣泛，在其他學科中的應用也越來越系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在[3]：1.數(shù)學為科學提供了定量分析和計算方法，加速了科學向技術的轉化。數(shù)學精確性、可量化的特點大大增加了科學研究數(shù)據(jù)的可信度，提高了科學研究的速度和質量；2.數(shù)學是科學的的邏輯工具，為科學研究提供了可靠性。數(shù)學具有嚴密的邏輯性，通過建立模型等手段獲取系統(tǒng)完整的數(shù)據(jù)信息對于解決眾多領域存在的數(shù)據(jù)殘缺不完整現(xiàn)象意義不可忽視；3.數(shù)學是其他科技進步的重要基礎，數(shù)學自身的發(fā)展是整個科技事業(yè)興旺發(fā)達的重要支柱。從20世紀獲得的科技成果來看，無一不借助數(shù)學的力量；4.科學是數(shù)學的解釋和模型，科學技術的發(fā)展也加速了數(shù)學和其他學科的相互滲透、相互影響，豐富了數(shù)學的內涵和促進了數(shù)學的進步。長期以來，數(shù)學與其他學科一直保持著你中有我，我中有你的關系。

數(shù)學作為研究其他學科的基礎和手段，是構建當代物質文明的基石，數(shù)學的發(fā)展影響著整個科技發(fā)展的進度。現(xiàn)今，數(shù)學與自然科學的緊密程度從沒有這樣深過，數(shù)學的許多高深理論與方法正在深人廣泛地滲透到自然科學研究的各個領域。回顧科學技術的發(fā)展 歷程，牛頓力學（特別是萬有引力定律）依賴于微積分發(fā)現(xiàn)，分子生物學中DNA結構的研究與數(shù)學中的紐結理論有關……，無論是物理學、生物學、天文學、化學等老牌學科，還是信息與計算機、機械設計與自動化、生物工程、飛行器設計等新學科，都無不需要數(shù)學的支撐，可以說，數(shù)學自始至終都是人類科技文明進步的根基。

參考文獻

[1]王微. 數(shù)學對人類文明進步的影響[J]. 才智，2014，（01）：227.

[2]李德英. 淺談建筑學中的數(shù)學美[J]. 黑龍江科技信息，2010，（01）：256.

[3]王汝發(fā). 從數(shù)學的百年走勢看數(shù)學與科學技術之關系[J]. 石油大學學報（社會科學版），2003，（01）：96-99.