賈芝英
在數(shù)學(xué)發(fā)展史上,曾經(jīng)提出過許多著名的猜想,有些猜想已經(jīng)被證明或證實,當(dāng)然有的也被否定,有的至今尚未解決。無論猜想本身是否正確,它們都對數(shù)學(xué)的發(fā)展起到了重要的推動作用。
猜想往往是人類研究問題過程中的重要源泉,也是數(shù)學(xué)解題中的一種重要的思維形式。
數(shù)學(xué)思維是從人類的一般思維中分化出來的一種科學(xué)思維,通常從思維活動規(guī)律的角度考察,可分為邏輯思維、形象思維和直覺思維三種類型。前兩種思維方式是概念為材料以語言為載體,以概念、表象、判斷、推理為基本形式。是數(shù)學(xué)解題過程中應(yīng)用最廣泛的一種思維形式,而直覺思維是以高度省略,簡化濃縮的方式洞察問題實質(zhì)的思維活動,它的特點是靠直覺和靈感,迅速解決某些疑難問題。
應(yīng)當(dāng)指出在數(shù)學(xué)教學(xué)中,主要任務(wù)是基本能力——邏輯思維能力和形象思維能力的培養(yǎng),運(yùn)算能力、空間想象能力是這兩種思維能力的主要部分。當(dāng)數(shù)學(xué)思維發(fā)展到一定程度后,由前兩種思維有機(jī)結(jié)合達(dá)到質(zhì)變的升華狀態(tài)時,直覺思維以至于對問題的猜想,才有可能正確。
所以直覺思維不是無源之水、無本之木,他只能以主題思維水平的提高為依據(jù),否則,聯(lián)想、猜想只能是空想。
聯(lián)想、猜想是數(shù)學(xué)思維形式中想象推理的不同表現(xiàn)形式,是數(shù)學(xué)思維的重要方法,它的特點可以從數(shù)學(xué)的特點,心理學(xué),思維學(xué)科的規(guī)律結(jié)合上進(jìn)行分析。
培養(yǎng)知識型人才為目的,而是培養(yǎng)智能性人才為目的,從某種意義講,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的直覺聯(lián)系,猜想是創(chuàng)新思維的基本形式,所以,它是研究數(shù)學(xué)問題不可缺少的思維品質(zhì)。
彭加勒認(rèn)為:數(shù)學(xué)的創(chuàng)造與發(fā)明,無非是一種組合,一種有用的組合。邏輯的方法只能告訴我們走這條或走那條路不會遇到障礙,但它不能為我們指明那條路可達(dá)到目的地。人們只能從遠(yuǎn)處眺望目標(biāo),眺望本身就是直覺,直覺有助于我們從無窮多組中選擇有用的組合。
聯(lián)想是發(fā)現(xiàn)性思維方法的中介,它可以越過思考的中間階段,直接接觸到結(jié)論的一種心智活動,它具備發(fā)現(xiàn)功能,時提出猜想的一種途徑。
值得注意的是,在數(shù)學(xué)解題思維中,如果具備較為豐富的數(shù)學(xué)知識和經(jīng)驗,則聯(lián)想方式以及方向、角度不同往往可以得到問題的不同解法,聯(lián)想能力的強(qiáng)弱還與思維品質(zhì)的廣闊性、深刻性、靈活性相互滲透,是培養(yǎng)能力,發(fā)展智力所不可或缺的一種思維方式。
聯(lián)想貫穿于數(shù)學(xué)思維的全過程,我們把聯(lián)想主要歸于想象的范疇,是從思維角度就其形象推理的重要功能而言的,從聯(lián)想與記憶的關(guān)聯(lián)規(guī)則出發(fā),解決好理解、記憶、應(yīng)用之間的關(guān)系,強(qiáng)化記憶的保持,提高聯(lián)想能力、聯(lián)想的次數(shù)越多,越強(qiáng)烈,回想就容易重視。
直覺思維是人腦對客觀事物及其關(guān)系的一種非常直覺的識別或猜想的心理活動,它不是先對事物做出各方面的詳盡分析,推理,論證,按部就班的依靠邏輯思維,從而達(dá)到對事物的認(rèn)識,而是從整體上從形象特征上對待對象,越過思維的中間階段,直接接觸到結(jié)論的一種心智活動。對于數(shù)學(xué)題解中的有些復(fù)雜問題,依靠對問題的表明觀察,就會做出預(yù)測,大致估計到他的結(jié)論,這就是直覺,直覺是提出猜想的途徑,因而,猜想是只覺得結(jié)果。
直覺思維的特征是它在一定的條件下,解決或思考問題的本質(zhì)和結(jié)論有速捷性,直接性,對結(jié)果的真理性具有本能的信念等,解決數(shù)學(xué)問題,聯(lián)想,直覺不失為一種可取的思維方式。
下面談一談聯(lián)想直覺和猜想的共性及他們對邏輯規(guī)律的依賴性,從而認(rèn)識這種非邏輯思維方式的不是之處的它具有的功能的一面,進(jìn)一步提高解題策略水平,事半功倍的解決數(shù)學(xué)問題。
聯(lián)想,直覺猜想不受邏輯思維方式的束縛,他們之間互相滲透,思路靈活,容易轉(zhuǎn)移,形成一種放射式的線性思維方式,因此它能直接的,突發(fā)性的活動創(chuàng)新。
下意識的本能是本行在處理信息,同時也可動員全部器官,發(fā)揮多種功能來外界情況,也就是說的無意識的思維功能,可以沿不同層次,不同方向,發(fā)散式的處理和加工信息,所以聯(lián)想,直覺和猜想在科學(xué)發(fā)明中扮演著重要的角色,但他與邏輯思維相比有很大的隨意性,有時會給人虛假的信結(jié)論。愛迪生的切身體會是“發(fā)現(xiàn)是百分之二的靈感加上百分之九十九的汗水”華羅庚也曾說“天才在于勤奮,聰明咋在與積累”任何成功的發(fā)明創(chuàng)新,從全過程來看,都要始終貫穿我們有意識努力。
近年來許多科學(xué)家,教育專家,辦培養(yǎng)學(xué)生的非邏輯思維能力,作為一種創(chuàng)造能力嫁衣肯定。布魯納在《教育過程》中 說“直覺思維,預(yù)感的訓(xùn)練是正式學(xué)術(shù)活動和日常生活中創(chuàng)造性思維的很被忽視而又重要的特征。機(jī)靈的預(yù)測,豐富的假說和大膽迅速的做出實驗性結(jié)論,這些都是從事任何一種工作的思想家及其珍貴的財富?!痹谘芯繑?shù)學(xué)的過程中,如果注意在掌握大量材料的基礎(chǔ)上,分析問題提出的背景,大膽提出猜測結(jié)果,任然是一種高效率的學(xué)習(xí)方法。
數(shù)學(xué)猜想是對某個問題進(jìn)行觀察、分析、實驗、比較、聯(lián)想、類比、歸納等,依據(jù)已有材料和知識做出符合一定經(jīng)驗和實施的推測想象和思維方式。它是一種合情合理,屬于綜合程度較高的高級認(rèn)識過程。著名的哥德巴赫猜想,費馬關(guān)于方程xn+yn=zn當(dāng)n>=3是不存在非零整數(shù)解得猜想,費南希斯——摩根關(guān)于著色的“四色猜想”,希爾伯特23個問題中提出的假說和猜想等,都是注明的例證。
從嚴(yán)格意義上將,數(shù)學(xué)猜想是指數(shù)學(xué)新知識發(fā)現(xiàn)中的猜想。但這類猜想并不是在短時間內(nèi),或者人人都可以得到的。廣義的講,我們這里所說的猜想是指在數(shù)學(xué)解題時研究某些數(shù)學(xué)問題時的一種探索,是對解題的主導(dǎo)思想方法,結(jié)論的猜測。不僅包括對問題結(jié)論的猜測,也擺闊對問題局部情況或某個環(huán)節(jié)的猜想。在這種意義下,數(shù)學(xué)猜想大致歸結(jié)為:類比性猜想、歸納性猜想、探索性猜想、仿造性猜想及審美猜想等基本方法。
對于猜想的基本方法,這里不再一一解釋。處處留心皆學(xué)問,只要我們在解題過程中多應(yīng)用這類猜想的基本方法,熟能生巧,勤能補(bǔ)拙,以聯(lián)想鋪路,猜想必然會結(jié)出令你滿意的果實來。
(作者單位:甘肅省甘南藏族自治州合作市中學(xué))