本刊編輯部
科學脫胎于哲學,脫胎于人們探索實踐的需要,脫胎于人們對于物質(zhì)世界、心理世界各種現(xiàn)象、事實的觀察、測量、感受、體驗以及由此自然產(chǎn)生的各種思考,思考的核心是什么?尋找、發(fā)現(xiàn)、獲得規(guī)律,尤其是因果規(guī)律.
為什么需要尋找規(guī)律?這可能主要是由人的頭腦特性所決定的,人腦有好奇心,有接受各種信息刺激的需要,還有改造世界、滿足實用的動力;但是人腦處理不了過久、過多、過亂的信息,它需要普遍、簡化、確定的規(guī)律,以掌握更多內(nèi)容,能夠預測未來.
有一個例子,說的是餐館的服務員會在客人點菜之后上菜之前,記住哪些客人點了哪些東西,而在以上菜之后,迅速忘記這桌客人所點的東西,這說明我們的頭腦具有暫時儲存有用信息,迅速打發(fā)無用信息的能力.這也說明我們的頭腦能力是有限度的,因此我們需要集中精力,避免信息干擾,減輕頭腦負擔,需要以理解為基礎,把新學的東西納入原有的知識體系,才有最佳的學習效果.也就是說,學習是一個建構(gòu)的過程,理解比死記對知識的掌握要牢固而久遠得多.
這就使得我們需要的知識是更普遍、更簡化、更確定的規(guī)律,而不是一堆海量、零散、無條理的現(xiàn)象或事實.比如,最簡單的規(guī)律恐怕就是:將一個蘋果加一個蘋果等于兩個蘋果,一個人加一個人等于兩個人……概括成1+l=2.
科學的本質(zhì)是什么?是玩兒,就像小孩子那樣,很多現(xiàn)象、事實都是我們的感官能夠觀察、測量、感受、體驗到的,但是它們背后有什么規(guī)律嗎?不知道,就像猜謎、破案那樣,先猜測,再用實踐去驗證,不行就再猜測,沒有哪一種猜測(科學)可以被認為是絕對真理,因為實證永無止境,目前沒有被推翻,不代表永遠不會被推翻,沒有最科學,只有更科學,所以科學的本質(zhì)也在于敢于質(zhì)疑,不怕犯錯,就像小孩子那樣,“玩兒它”,
數(shù)學是什么?數(shù)學是一種語言,一種普遍、簡化、確定的語言;數(shù)學是一種理性精神,一種追求更普遍、更簡化、更確定的精神,與科學的追求有頗多交集,所以科學的規(guī)律是用數(shù)學的語言書寫的,不能很好地利用數(shù)學語言的科學是不夠成熟的.
目前,所有科學中物理學最成熟,也最數(shù)學化,經(jīng)受了實證的檢驗,最基本的物理規(guī)律可以非常數(shù)學化地表述,這不得不讓人感嘆:難道上帝是數(shù)學家?!
但是,還有很多其他領域,如化學、生物、心理乃至地球、環(huán)境、社會(人群)等,其規(guī)律更加復雜,不確定性大大增加,其數(shù)學化程度還不夠,我們所知還甚少,復雜、不確定的原因主要是相關因素太多,關聯(lián)方式太繁(比如“蝴蝶效應”),就拿排列組合來說,100個物體的所有排列就有約9X10157種可能,而據(jù)估計,整個宇宙的原子總數(shù)“僅有”約1085個,我們所處的世界就是這樣一個復雜系統(tǒng),我們所知道的知識僅僅是“冰山一角”.但是面對復雜系統(tǒng),我們也不是束手無策,我們除了直接思考現(xiàn)象、事實以外,更多地需要借助于數(shù)學.我們利用轉(zhuǎn)化的思想、分類的思想,變換角度考慮問題,把復雜問題分解成簡單部分;我們還建立了很多數(shù)學模型,發(fā)明了計算機,能夠把海量現(xiàn)象、事實變成計算機數(shù)據(jù)進行實驗、統(tǒng)計、分析,從中尋找可能的規(guī)律,
看吧,這就是我們的工作,這就是人類的渺小與偉大!
同學們,為了高考,讓我們接受、理解課本上的規(guī)律;為了明天,讓我們?nèi)ヌ剿?、發(fā)現(xiàn)未知的規(guī)律吧!