数学文化与数学发展史论文

数学文化与数学发展史

论文

浅析数学与自然科学、社会科学的关系

浅谈数学与自然科学和社会科学的关系

摘要：本文分别介绍数学与自然科学和数学与社会科学的关系，证明数学与两者间是共同促进的关系。

数学是一个科系，自然科学与社会科学则是两个更为繁杂的科系，这两个科系中就包含了数学或数学的分支。数学的发展的同时促进了自然科学与社会科学的发展，而自然科学和社会科学的发展则反向要求促进了数学的发展。总而概之，数学与自然科学和社会科学相辅相成，共同促进。

一、数学与自然科学

自然科学是研究自然界中各种现象或事物的结构、性质和运动规律的科学。因此自然界的物质形态、结构、性质和运动规律等都是自然科学的研究对象。①而描述，统计各种物理形态，结构，性质和运动发展规律往往离不开数学的帮助。

我们生活在一个有诸多模式组成的世界中：春有花开，夏有惊雷，秋收冬藏，一年四季往复循环；繁星爷爷周而复始地从天空中划过；世界上没有两片完全相同的雪花，但所有的雪花都是六角想的。人类的心智和文化为模式的识别、分类和利用建立了一套规范化的思想体系，它就是数学。通过数学建立模式可以使之条理化，并解释自然界的奥秘。

好多科学家都是因为有着很好的数学才能并将起利用在自然科

学的研究上从而取得了令人瞩目的成就。

高斯是著名数学家和物理学家，他被誉为数学王子，是一位极富数学天赋的数学家，是极其难得的数学天才，小的时候就展露出他惊人的计算能力，传说他曾在小的时候迅速计算出1加到100的结果，高中时期就解决了困扰数学界百年的正十七边形的尺规作图问题，后来他几乎在数学的各个领域都有着很大的贡献，也曾做了很多开创性的工作。在物理的电学方面有着很大的贡献，以其名字命名的高斯定理支撑着整个经典电磁学。

我国古代著名的天文学家张衡也同样具有高超的数学天赋，他自己观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪，还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。

从这些同时兼着数学家与自然学家的科学家的成就上，我们不难看出，数学与自然学科之间的密切联系，良好的数学基础为科学家们提供了从事自然科学研究的手段。

数学是研究现实世界中数量关系与空间形成的一门学科。由于实际需要在古代就产生了，现在已发展成一个分支众多的庞大系统。数学与其他科学一样，反映了客观世界的规律，并成为历届自然改造自然的有力工具。②

在远古社会人类的长期生产实践中，结绳记事，刻木记羊，逐渐形成了“数”的概念，渐渐地掌握了一些数的运算方式积累了一些数学知识。后来，土地丈量、天文观测，几何知识逐渐兴起。

随着自然学科的发展，对数学这门工具的要求越来越高。从而不断地在数学的领域上探索。创造了一个又一个的高峰。

二、数学与社会科学

通常，人们把数学分为纯粹数学与应用数学。纯粹数学研究数学本身提出的问题，如费马大定理、哥德巴赫猜想、几何中的问题等。这些问题与生活无关，不用于技术，不能改善人类的生活条件。应用数学却不同，他直接应用于技术。这种看法在二次世界大战前具有相当的普通性。二次世界大战后，情况发生很大变化。

英国数学家哈代说，纯粹数学是一门“无害而清白”的职业，儿数论和相对论则是这种清白学问的范例，“真正的数学对战争毫无影响，至今没有人能发现有什么火药味的东西是数论或相对论造成的，而且将来好多年也不会有人能够发现这类事情”。但1945年原子弹的蘑菇云使人们，也是哈带本人在生前看到了相对论不肯能与战争有关的语言的可怕破产。他最钟爱的数论也成为能控制成千上万颗导弹的密码系统的理论基础。20世纪90年代的“海湾战争”甚至被称为数学战争了。

二次世界大战后，数学的面貌呈现四大变化：首先，计算机的介入改变了数学研究的方法，大大扩展了数学研究的领域，加强了数学与社会多方面的联系，例如四色问题的解决，数学实验的诞生，生物进化的模拟，股票市场的模拟等；其次，数学直接介入社会，数学模型的左右越来越大；其次，离散数学活得重大发展，人么可以在不懂

微积分的情况下，对数学做出重大贡献；最后，分形几何与混沌学的诞生是数学史上的重大事件。②

由以上可看出，数学的发展并不能从社会科学中脱离，即使不是当时也会在不远的将来在社会科学中找到他的用武之地，同时也正是因为这份不纯粹性，社会科学与数学之间越来越密不可分，社会科学的不同门类影响着数学向更加繁杂、精细的方向发展，数学也因其可利用性愈加受到重视。

社会科学与数学之间不停地发展促发展，彼此之间互相带动。

现在社会人类对自然与社会的认识正在不断加深，不难看出，不远的将来自然科学与社会科学将更加地繁杂与系统化，这就要求与之密切相关的数学得到更好的发展。我想，不远的未来呈现在我面前的会是一个数学与自然科学、社会科学的完美结合促进体。 本文部分内容摘自：

① 毛学文，毛沛.自然科学基础学习指导.西北农林科技大学出版社.2009.1.1.

② 葛照强, 张学恭, 唐玉海.自然科学发展概论：自然科学思想方法与人文教育.西安交通大学出版社.2007.7.1