數學與哲學的關係是什麼(如何藉助哲學學習數學)?
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https://zhuanlan.zhihu.com/p/68823352?zhuanlan.zhihu.com學過一些數學哲學,說說我的想法。
先說「(如何藉助哲學學習數學)」這個問題
如果題主是想輔助「普通數學」的學習的話,那通過學哲學來提高數學成績是不會有什麼效果的。(這裡普通數學指的是,除了在高等學府研究數學、數學哲學以外,大家會接觸到的幾乎所有數學知識)
這並不是說這兩個學科沒有關係(相反,在最根本的地方,數學和哲學是緊密相連的),而是平時學習、使用的數學,和數學哲學中討論的東西,是幾乎分離在兩個層面的。
我舉個例子:學習1+1=2
在普通數學中,大部分人只需要知道什麼1,什麼是加法運算,什麼是2。這已經可以幫我們完成生活中、學科中所需要的很多計算。
但是數學哲學中,大家看的,是如何證明1+1=2。甚至是如何"創造"1和2這兩個數字。這和大家的日常生活是沒有太大直接關聯的。
如果非要說哲學能幫助數學學習的話,我感覺可能是,兩個學科都要求非常系統的思維方式、和一定的抽象能力。邏輯在一定程度上是貫穿兩個學科的,不管是分析哲學也好、數學哲學也好,純邏輯的研究也好,還是單純的做數學應用題也好,都對邏輯有一定的要求。
然後簡單說一下二者的關係
其實在上面的部分已經有所映射了,數學哲學很多時候會去質問、探索「數學的根本」。
舉個例子:有A、B兩個籃子,裡面都裝了雞蛋。如果我告訴你「A籃子的雞蛋數&>=B籃子的雞蛋數,B籃子的雞蛋數&>=A籃子的雞蛋數」,那小學三年級以上的朋友都能一口說出,A籃子的雞蛋數=B籃子的雞蛋數。
數學哲學家的職責,就是抽象出來,從根本上證明比大小的時候,如果A&>=B,B&>=A,那A一定等於B。(這是集合論中的Schr?der–Bernstein Theorem) 這並不是那麼好證明的一個東西。
說小一點,數哲可以人為創造出整數、有理數。說大一點,數學裡對「無窮」的研究,也可以是數哲的一部分。這裡也涉及到「intuitionism/constructivism" 和"realism"的討論,簡單來說可以理解成「數學是不是人造的,還是單獨存在在人類思想之外的?」
在深層次一點,在數學最最最根基的地方,曾充斥著最激烈的哲學爭論。也就是數學的根基到底在哪?是的,是在哪,而不是「是什麼」。因為就目前來看,我們可能永遠不能找到一個能涵蓋所有數學語言的完備系統。(就不闡述為什麼了,可以瞭解下哥德爾不完備性理論)
目前哲學對數學的影響主要在數學基礎這一塊,一般能說出點東西的也就在邏輯和語言系統這裡了。而事實上,現在進行數學研究,不需要明白這些東西完全沒問題。
現在能夠連接哲學跟數學的,我覺得也只有範疇論了。首先範疇論現在在代數裡面非常廣泛,很多理論的基礎就是範疇論。比如層理論(sheaf theory),它在代數幾何、拓撲、復變數理論中都能看到。而它的基礎就是範疇論,可以說它是範疇論最典型的應用。還有同調代數,這個處處能用到的工具,它跟範疇論的關係也很大。
範疇論對哲學的影響也是突破性的,首先對於邏輯,它就產生了λ-calculus。更誇張的是,用範疇論建立起來的topos理論將兩個幾乎毫無關係的分支——幾何跟邏輯聯繫起來,成為現代數學全新的理論基礎。