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这时才能体会表示形式的变化是不可避免的。 形式化要求以语言为工具,按逻辑的规律,有意识地精确地表达严密的 也不容许矛盾。换句话说 ,数些需要有白口特完的再 严密 精确 完整而且相容。 随着数学抽象程度的 语言表 达的严 性日益增强,甚至像计算机语言似的向着符号逻辑的趋势发展。但这种数学语 言的发展显然也不是绝对的,需要有个过程,这也就反映了数学有各种不同程 度的形式化,在特定环境下,可以为特定的目的,构造不同的形式化语言 根据弗赖登塔尔的分析,我们认为现代社会的数学教育, 当处不可可能要 求一下子飞跃到20世纪数学发展的最前沿, 以形式化的现代数学内容 充塞于 各种课程、教材之中。因为教育必然有一定的滞后性,儿童、少年的生理、心 理发展规律,也必须要求以直观的具体的内容作为抽象的形式的背景与基础, 可是最终应该达到的目的是,使学生理解现代数学这一以特定的数学语言表达 的形式体系。当然这里有各种不同的要求,因而也要掌握不同层次的形式化, 并日云用普不同水平的搬受基言 干是如何根据学生的情况 培养他们从现实 背景中,概括出各种数学的观念 与运算,熟练地使用各种严谨的数学语言, 有 意识地占领并逐步建造起他们头脑中的不同形式体系,这一形式化活动的过程, 就必须贯穿在数学教育的始终。 2.数学概念的建设方法,从典型的通过外延描述的抽象化,进而转向 公阻系练的抽兔化重认含形式的定义 ,从而在现代科学方法论的道路 迈开了决定性的 要是把康用 的集合论的创造,作为现代数 学的开端,你就会看到建设概念的典范是通过“外延 来描述 个概念,脚拉 述具有概念所反映的特性的对象全体,由此来了解并掌握这个概念 :随者现代 数学的进展,人们感到通过“外延”的描述,从而形成概念的印象这个方法, 在不少情况下难以达到预定的目的:在更多的内容中, 人们借助于具有这些特 性的所有对象, 从各种特殊情况中 描述它们的 比性 阐述它们所必须满足的 共有关系, 解释它们所受的相关的约束、限制条件等等, 从而抽象出 个更 泛、更一般的概念,这就是用公设或者是公理方法建立的概念:它的实质就是 以隐含的方式描述了所要研究的对象,它并未明确指出概念的“外延 相知 已经规定了它必须满足的条件,这就是以隐含的形式作了定义, 跳出了亚里士 多的形式罗的理诊 从而使现代数学跨上 了更高水平的形式体系, 护加以 布尔巴基为代表的学说, 认为整个数学 只是对 “结构 的研 从整数的有序对来建立有理数,当然需要附上 个等价关系:那就是 的充分而又必要条件是ad=bc(这里a、b、c、d均为整数,bd≠0),于是有理 数就作为是有序整数对的等价类,这是典型的通过外延的描述来建立有理数的 概念。可是在群的概念形成中,却采取了另外的形式, 通常是规定在某个集合 中 定义 使之 合结合律 开且仔在 单位元和 于是这个 合就成为群。这样的定义可以适用于数域,例如整数集是个加法群, 非琴有理 数集是个乘法群;同时,也可以适用于其他的如置换群与变换群,这就是因为 在群概念的抽象化过程中,并未明确规定具有有关特性的对象,而只是隐含地 阐述了它们所应该具有的条件。这在希尔伯脱的几何公理系建立过程中, ▣纪 充分体现了 这种方式, 直线、 平面乳 虽然去掉了像欧几里德所 作的 “点是没有部分的” 这类模糊的描述,但也并未给出任 可清晰的阐述,却 只是隐含地描述了点、直线、平面之间的关系与性质,而正是这些关系与性质: 在演绎推理过程中起了实质性的作用。日常生活中,我们也会有这种体会,就 这时才能体会表示形式的变化是不可避免的。 形式化要求以语言为工具,按逻辑的规律,有意识地精确地表达严密的 数学含义,不容许混淆,也不容许矛盾。换句话说,数学需要有自己特定的语 言,严密、精确、完整而且相容。随着数学抽象程度的提高,语言表达的严密 性日益增强,甚至像计算机语言似的向着符号逻辑的趋势发展。但这种数学语 言的发展显然也不是绝对的,需要有个过程,这也就反映了数学有各种不同程 度的形式化,在特定环境下,可以为特定的目的,构造不同的形式化语言。 根据弗赖登塔尔的分析,我们认为现代社会的数学教育,当然不可能要 求一下子飞跃到 20 世纪数学发展的最前沿,以形式化的现代数学内容,充塞于 各种课程、教材之中。因为教育必然有一定的滞后性,儿童、少年的生理、心 理发展规律,也必须要求以直观的具体的内容作为抽象的形式的背景与基础, 可是最终应该达到的目的是,使学生理解现代数学这一以特定的数学语言表达 的形式体系。当然这里有各种不同的要求,因而也要掌握不同层次的形式化, 并且运用着不同水平的数学语言。于是如何根据学生的情况,培养他们从现实 背景中,概括出各种数学的观念与运算,熟练地使用各种严谨的数学语言,有 意识地占领并逐步建造起他们头脑中的不同形式体系,这一形式化活动的过程, 就必须贯穿在数学教育的始终。 2.数学概念的建设方法,从典型的通过外延描述的抽象化,进而转向 实现公理系统的抽象化,承认隐含形式的定义,从而在现代科学方法论的道路 上,迈开了决定性的一步。要是把康脱(Cantor)的集合论的创造,作为现代数 学的开端,你就会看到建设概念的典范是通过“外延”来描述一个概念,即描 述具有概念所反映的特性的对象全体,由此来了解并掌握这个概念;随着现代 数学的进展,人们感到通过“外延”的描述,从而形成概念的印象这个方法, 在不少情况下难以达到预定的目的;在更多的内容中,人们借助于具有这些特 性的所有对象,从各种特殊情况中,描述它们的共性,阐述它们所必须满足的 共有关系,解释它们所受的相关的约束、限制条件等等,从而抽象出一个更广 泛、更一般的概念,这就是用公设或者是公理方法建立的概念;它的实质就是 以隐含的方式描述了所要研究的对象,它并未明确指出概念的“外延”,但却 已经规定了它必须满足的条件,这就是以隐含的形式作了定义,跳出了亚里土 多德的形式逻辑的理论,从而使现代数学跨上了更高水平的形式体系,就如以 布尔巴基为代表的学说,认为整个数学也只是对“结构”的研究。 从整数的有序对来建立有理数,当然需要附上一个等价关系:那就是~ 的充分而又必要条件是 ad=bc(这里 a、b、c、d 均为整数,bd≠0),于是有理 数就作为是有序整数对的等价类,这是典型的通过外延的描述来建立有理数的 概念。可是在群的概念形成中,却采取了另外的形式,通常是规定在某个集合 中,定义了一个运算,使之符合结合律,并且存在单位元和逆元,于是这个集 合就成为群。这样的定义可以适用于数域,例如整数集是个加法群,非零有理 数集是个乘法群;同时,也可以适用于其他的如置换群与变换群,这就是因为 在群概念的抽象化过程中,并未明确规定具有有关特性的对象,而只是隐含地 阐述了它们所应该具有的条件。这在希尔伯脱的几何公理系建立过程中,已经 充分体现了这种方式,点、直线、平面究竞是什么,虽然去掉了像欧几里德所 作的“点是没有部分的”这类模糊的描述,但也并未给出任何清晰的阐述,却 只是隐含地描述了点、直线、平面之间的关系与性质,而正是这些关系与性质, 在演绎推理过程中起了实质性的作用。日常生活中,我们也会有这种体会,就
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