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各門(mén)科學(xué)的數(shù)學(xué)化論文

時(shí)間:2020-10-24 09:06:14 數(shù)學(xué)畢業(yè)論文 我要投稿

各門(mén)科學(xué)的數(shù)學(xué)化論文

  數(shù)學(xué)究竟是什么呢?我們說(shuō),數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界空間形式和數(shù)量關(guān)系的一門(mén)科學(xué)。它在現(xiàn)代生活和現(xiàn)代生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛,是學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)必不可少的基本工具。

各門(mén)科學(xué)的數(shù)學(xué)化論文

  同其他科學(xué)一樣,數(shù)學(xué)有著它的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。我們認(rèn)識(shí)它的過(guò)去,就是為了了解它的現(xiàn)在和未來(lái)。近代數(shù)學(xué)的發(fā)展異常迅速,近30多年來(lái),數(shù)學(xué)新的理論已經(jīng)超過(guò)了18、19世紀(jì)的理論的總和。預(yù)計(jì)未來(lái)的數(shù)學(xué)成就每“翻一番”要不了10年。所以在認(rèn)識(shí)了數(shù)學(xué)的過(guò)去以后,大致領(lǐng)略一下數(shù)學(xué)的現(xiàn)在和未來(lái),是很有好處的。

  現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展的'一個(gè)明顯趨勢(shì),就是各門(mén)科學(xué)都在經(jīng)歷著數(shù)學(xué)化的過(guò)程。

  例如物理學(xué),同學(xué)們?cè)缇椭浪c數(shù)學(xué)密不可分。在高等學(xué)校里,數(shù)學(xué)系的學(xué)生要學(xué)普通物理,物理系的學(xué)生要學(xué)高等數(shù)學(xué),這也是盡人皆知的事實(shí)了。

  又如化學(xué),要用數(shù)學(xué)來(lái)定量研究化學(xué)反應(yīng)。把參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度、溫度等作為變量,用方程表示它們的變化規(guī)律,通過(guò)方程的“穩(wěn)定解”來(lái)研究化學(xué)反應(yīng)。這里不僅要應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)學(xué),而且要應(yīng)用“前沿上的”、“發(fā)展中的”數(shù)學(xué)。

  再如生物學(xué)方面,要研究心臟跳動(dòng)、血液循環(huán)、脈搏等周期性的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可以用方程組表示出來(lái),通過(guò)尋求方程組的“周期解”,研究這種解的出現(xiàn)和保持,來(lái)掌握上述生物界的現(xiàn)象。這說(shuō)明近年來(lái)生物學(xué)已經(jīng)從定性研究發(fā)展到定量研究,也是要應(yīng)用“發(fā)展中的”數(shù)學(xué)。這使得生物學(xué)獲得了重大的成就。

  談到人口學(xué),只用加減乘除是不夠的。我們談到人口增長(zhǎng),常說(shuō)每年出生率多少,死亡率多少,那么是否從出生率減去死亡率,就是每年的人口增長(zhǎng)率呢?不是的。事實(shí)上,人是不斷地出生的,出生的多少又跟原來(lái)的基數(shù)有關(guān)系;死亡也是這樣。這種情況在現(xiàn)代數(shù)學(xué)中叫做“動(dòng)態(tài)”的,它不能只用簡(jiǎn)單的加減乘除來(lái)處理,而要用復(fù)雜的“微分方程”來(lái)描述。研究這樣的問(wèn)題,離不開(kāi)方程、數(shù)據(jù)、函數(shù)曲線、計(jì)算機(jī)等,最后才能說(shuō)清楚每家只生一個(gè)孩子如何,只生兩個(gè)孩子又如何等等。

  還有水利方面,要考慮海上風(fēng)暴水源污染、港口設(shè)計(jì)等,也是用方程描述這些問(wèn)題,再把數(shù)據(jù)放進(jìn)計(jì)算機(jī),求出它們的解來(lái),然后與實(shí)際觀察的結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證,進(jìn)而為實(shí)際服務(wù)。這里要用到很高深的數(shù)學(xué)。

  談到考試,同學(xué)們往往認(rèn)為這是用來(lái)檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量的。其實(shí)考試手段(口試、筆試等等)以及試卷本身也是有質(zhì)量高低之分的,F(xiàn)代的教育統(tǒng)計(jì)學(xué)、教育測(cè)量學(xué),就是通過(guò)效度、難度、區(qū)分度、信度等數(shù)量指標(biāo)來(lái)檢測(cè)考試的質(zhì)量。只有質(zhì)量合格的考試才能有效地檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

  至于文藝、體育,也無(wú)一不用到數(shù)學(xué)。我們從中央電視臺(tái)的文藝大獎(jiǎng)賽節(jié)目中看到,給一位演員計(jì)分時(shí),往往先“去掉一個(gè)最高分”,再“去掉一個(gè)最低分”。然后就剩下的分?jǐn)?shù)計(jì)算平均分,作為這位演員的得分。從統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)說(shuō),“最高分”、“最低分”的可信度最低,因此把它們?nèi)サ簟_@一切都包含著數(shù)學(xué)道理。

  我國(guó)著名的數(shù)學(xué)家關(guān)肇直先生說(shuō):“數(shù)學(xué)的發(fā)明創(chuàng)造有種種,我認(rèn)為至少有三種:一種是解決了經(jīng)典的難題,這是一種很了不起的工作;一種是提出新概念、新方法、新理論,其實(shí)在歷史上起更大作用的、歷史上著名的正是這種人;還有一種就是把原來(lái)的理論用在嶄新的領(lǐng)域,這是從應(yīng)用的角度有一個(gè)很大的發(fā)明創(chuàng)造!蔽覀?cè)谶@里所說(shuō)的,正是第三種發(fā)明創(chuàng)造!斑@里繁花似錦,美不勝收,把數(shù)學(xué)和其他各門(mén)科學(xué)發(fā)展成綜合科學(xué)的前程無(wú)限燦爛!

  正如華羅庚先生在19xx年5月所說(shuō)的,近100年來(lái),數(shù)學(xué)發(fā)展突飛猛進(jìn),我們可以毫不夸張地用“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變、生物之謎、日用之繁等各個(gè)方面,無(wú)處不有數(shù)學(xué)”來(lái)概括數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用?梢灶A(yù)見(jiàn),科學(xué)越進(jìn)步,應(yīng)用數(shù)學(xué)的范圍也就越大。一切科學(xué)研究在原則上都可以用數(shù)學(xué)來(lái)解決有關(guān)的問(wèn)題?梢詳嘌裕褐挥鞋F(xiàn)在還不會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)的部門(mén),卻絕對(duì)找不到原則上不能應(yīng)用數(shù)學(xué)的領(lǐng)域。

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