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        證明——助翔數(shù)學嚴謹性的雙翅

        2014-04-29 00:00:00費峣
        初中生世界·七年級 2014年8期

        同學們進入初中學習,很快就會遇到數(shù)學證明. 那么什么是證明呢?翻開《辭?!?,我們不難找到解釋:

        根據(jù)已知真實的判斷來確定某一判斷的真實性的思維.

        這一段晦澀難懂的文字,如果沒有讀懂,不要緊,請看一則生活中的例子:一天,好友向你詢問去電影院該如何走,你向他描述了路線,但好友似乎仍有疑問,為了打消好友的顧慮,你領著他按照所說的路線順利找到了電影院,這就是生活中的證明!數(shù)學上的證明其實也是這么的簡單,即以一些基本的概念和公設(原本存在的道路)為基礎,使用合乎邏輯的推理(適當?shù)穆肪€)去裁決某個判斷是否正確(是否能抵達目的地).

        最早的數(shù)學證明是誰最先想到的呢?古代中國、古埃及、古巴比倫以及古印度在數(shù)學上均有很高的成就,但可惜的是,他們都未曾涉及證明,上天將填補這一空白的機遇留給了古希臘人.

        公元前6世紀,被后世稱作“希臘科學之父”的泰勒斯認為,對幾何學的陳述不能憑直觀合理就認可,必須經過嚴謹?shù)倪壿嬚撟C. 這一位對知識抱有知其然更要知其所以然態(tài)度的學者對數(shù)學做出的最大貢獻便是證明了包括“兩直線相交,對頂角相等”在內的6個幾何定理. 在泰勒斯之后的200年,另一位古希臘數(shù)學家歐幾里得寫出了不朽著作《幾何原本》,這本書影響后世幾千年,被認為是時至今日最為經典的數(shù)學教材. 《幾何原本》的獨特魅力不僅在于推導了一些美妙的定理,而且更在于它開創(chuàng)了一種新穎的認知和研究方式——公理化方法. 為了建立某種理論或得出某個結論,天文學家需要借助觀測,化學家必須借助于實驗,唯獨數(shù)學家是個例外. 想要得到新的數(shù)學結論,時常需要從一些已知為真的命題出發(fā),根據(jù)演繹推理的規(guī)律把它推證出來,這是一種由結論得出新的結論的純推理過程. 這一過程堪稱是人類想象力與創(chuàng)造力的極致體現(xiàn),是思維之美的最佳展現(xiàn)!

        可能你會疑惑不解,一些反復經受實踐檢驗的真理,諸如“兩直線相交,對頂角相等”這樣的結論似乎無需瑣碎的論證足可以為人們所接受,何必自尋煩惱多此證明一舉呢?其實不然,法國數(shù)學家韋伊曾經這樣說道:“嚴謹之于數(shù)學家猶如道德之于一般人. ”如此可見,嚴謹是數(shù)學的道德,數(shù)學存乎于斯而起始于斯. 任何直觀上毫無漏洞,實踐中屢試不爽的經驗結論,唯有經受質疑與證明才能被視作真理,才能在奔涌的歲月長河中恒久不衰. 勾股定理歷經兩千多年,其正確性無懈可擊,至今仍被奉為經典;300多年來,人們對費馬大定理的真實性堅信不疑,可直到英國數(shù)學家懷爾斯成功將其證明的那一天,費馬大定理才真正成為真理,質的飛躍正是由證明所開啟!

        學習數(shù)學好比是從事一項錯綜復雜的思維活動,不僅要與數(shù)打交道,更要學會與推理攜手并進. 翱翔于數(shù)學的廣闊天空,證明即是助翔的雙翅,力量與美麗并存. 讓我們親近證明,不要拒它于千里之外. 細細品味你會發(fā)現(xiàn)證明的美,那是明辨是非之美,是明晰正誤之美,是明斷真?zhèn)沃?,是明了真善之?

        (作者單位:江蘇省揚州大學數(shù)學科學學院)

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