數(shù)學(xué)學(xué)的進(jìn)化讀書筆記
讀書筆記除了能提升閱讀書、文的效率,并且能提升科學(xué)的知識(shí)，下邊是小編悉心搜集的數(shù)學(xué)學(xué)的進(jìn)化讀書筆記，希望能對(duì)你有所幫助。
化學(xué)學(xué)的進(jìn)化讀書筆記
暑周末間，拜讀了知名科學(xué)家、物理學(xué)奠基人艾·愛(ài)因斯坦和知名科學(xué)家利·英費(fèi)爾德專著的科普名著愛(ài)因斯坦的名著周肇威先生的譯本：《物理學(xué)的進(jìn)化》，倍感利潤(rùn)菲淺，此次僅做一些零散的摘錄以及自己淺薄的感受，希望能盡量使這種零散的摘錄多少能反映出全書的結(jié)構(gòu)、思路和精神。
這本書主要介紹化學(xué)學(xué)觀念從伽利略、牛頓時(shí)代的精典理論發(fā)展到現(xiàn)代的場(chǎng)論、相對(duì)論和量子論的演化情況。其中選擇了幾個(gè)主要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)來(lái)闡述精典化學(xué)學(xué)的命運(yùn)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)中建立新觀念的動(dòng)機(jī)物理學(xué)的進(jìn)化推薦理由，進(jìn)而指引讀者如何去尋找觀念世界和現(xiàn)象世界的聯(lián)系。這本書問(wèn)世后，數(shù)學(xué)學(xué)有了空前的發(fā)展。它由愛(ài)因斯但和英費(fèi)爾德合作寫成，后者是相對(duì)論的構(gòu)建者，前者最擅長(zhǎng)寫淺顯數(shù)學(xué)書。她們構(gòu)想本書的讀者是缺少物理和數(shù)學(xué)學(xué)知識(shí)的。因此書中不引用物理公式，文字淺顯，舉例通俗，具有較強(qiáng)的可讀性。值得我們學(xué)習(xí)和從事數(shù)學(xué)教育教學(xué)工作的人好好讀一讀。
黑格爾有句諺語(yǔ)說(shuō)，熟悉了一門科學(xué)的歷史，也就熟悉了這門科學(xué)本身。——我記住了這句話。覺(jué)得這本書有好多值得我們閱讀和思索的價(jià)值，可分為以下幾點(diǎn)：
（一）這是一本有關(guān)數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)題的淺顯讀物。作者總是從日常生活中最簡(jiǎn)單、最常見(jiàn)的現(xiàn)象去著手觀察、分析問(wèn)題，最后不可防止地引導(dǎo)到具象、深刻的數(shù)學(xué)概念。這些“深入淺出”的寫法，我以為是本書的一大優(yōu)點(diǎn)。
在序言中，作者講到“這本書是你我之間的親切的攀談。你或許會(huì)認(rèn)為它厭惡或有趣，無(wú)趣或興奮，并且，假如本書能使你多少曉得一些人類有發(fā)明能力和智力，為了更健全地了解、掌握化學(xué)現(xiàn)象的規(guī)律所進(jìn)行的無(wú)窮盡的斗爭(zhēng)，我們的目的便算達(dá)到了。”
“我們的目的在于用粗腰線勾勒出人類怎樣找尋觀念世界和現(xiàn)象世界的聯(lián)系。我們企圖說(shuō)明是哪些樣的一種動(dòng)力促使科學(xué)構(gòu)建起符合于客觀實(shí)在的觀念。
關(guān)于我們所想像的讀者的特點(diǎn)，曾作過(guò)很長(zhǎng)的討論，而且處處都在替他著想。我們想像他完全欠缺數(shù)學(xué)學(xué)和物理的實(shí)際知識(shí)，而且卻具有很強(qiáng)的理解能力，足以填補(bǔ)那些缺憾。我們覺(jué)得他對(duì)化學(xué)學(xué)和哲學(xué)的觀念很感興趣，同時(shí)他對(duì)努力鉆研書中比較平庸和困難的部份很有耐性。他認(rèn)識(shí)到，要理解任何一頁(yè)，必須研讀上面的每一頁(yè)。他也曉得，就算是一本淺顯的科學(xué)書籍，也不能像讀小說(shuō)一樣去讀它。”
比如這樣的語(yǔ)言好多，讓人倍感格外的親切，倍感可以“讀下去”，可以“讀懂化學(xué)”，這使我想到，我們平常上課時(shí)，假若也能考慮到中學(xué)生的“易聽(tīng)性”、“易懂性”，深入潛出，讓課堂也弄成一本可讀性較強(qiáng)的書，是否也會(huì)博得更多的中學(xué)生呢。
（二）運(yùn)用比較引人入勝的，精彩的小反例，探討科學(xué)的精髓。書中多處在探討道理的時(shí)侯，重視迸發(fā)讀者的好奇心，吸引讀者津津有味的讀下去，它形象的把發(fā)覺(jué)科學(xué)的過(guò)程與福爾摩斯探案相對(duì)比，特別的生動(dòng)。
“我們構(gòu)想有一個(gè)完美的偵探故事。這個(gè)故事告訴我們所有重要的線索，這樣使我們不能不提出自己對(duì)風(fēng)波真相的看法。假如我們仔細(xì)研究故事的構(gòu)思，不等作者在書的結(jié)尾做出交待，我們就已經(jīng)得到圓滿的解答了。只要不是低劣的偵探故事，這個(gè)解答不會(huì)使我們落空，不但這般，它會(huì)在我們期盼它的一霎那就立即出現(xiàn)。
我們是不是可以把一代繼一代地在自然界的書里不斷發(fā)覺(jué)秘密的科學(xué)家們稱作讀這樣一本偵探小說(shuō)的人呢？這個(gè)比喻是不準(zhǔn)確的，但是之后得舍棄它，然而，它多少有些比得恰當(dāng)?shù)牡胤剑鼞?yīng)該加以擴(kuò)展和更改，使更適宜于揭穿宇宙秘密的科學(xué)試圖。
從柯南道爾寫出動(dòng)人的故事以來(lái)，幾乎在所有的偵探小說(shuō)里都是這樣開(kāi)始的：偵探首先收集他所須要的、至少也是他的問(wèn)題的某一方面所須要的一切風(fēng)波，這種風(fēng)波常常是很奇怪的、不連貫的，而且是毫不相關(guān)的。而且這個(gè)大偵探曉得這時(shí)不須要再繼續(xù)偵察了，如今只要用純粹的思維把所有收集上去的風(fēng)波連貫上去。于是他拉拉小吉他，或則躺在安樂(lè)椅上抽喝酒，忽然間，他靈機(jī)一動(dòng)，這個(gè)關(guān)系找到了。他如今除了能解釋現(xiàn)有的線索，但是他曉得還有其他許多風(fēng)波一定也早已發(fā)生。由于如今他已非常確切地曉得在那里可以找到它，假如他樂(lè)意的話，他可以出去搜集他的理論的進(jìn)一步的證明。
假如我們?cè)賮?lái)說(shuō)一句老生常談的話，科學(xué)家讀自然之書必須由他自己來(lái)找尋答案，他不能像個(gè)別無(wú)耐性的讀者在讀偵探小說(shuō)時(shí)所常做的那樣，翻到書末先去看最后的結(jié)局。在這兒，他既是讀者，又是偵探，他得尋找和解釋（哪怕是部份地）各個(gè)風(fēng)波之間的聯(lián)系。雖然是為了得到這個(gè)問(wèn)題部分的解決，科學(xué)家也必須收集漫無(wú)秩序地出現(xiàn)的風(fēng)波，但是用創(chuàng)造性的想像力去理解和把它們連貫上去。
但凡讀過(guò)偵探小說(shuō)的人都曉得，一個(gè)錯(cuò)誤的線索，常常把情節(jié)弄糊涂了，以致遲遲得不到解決。憑直覺(jué)的推理方式是不可靠約，它引起了對(duì)運(yùn)動(dòng)的虛假觀念，這個(gè)觀念居然保持了好多世紀(jì)。亞里士多德（）在整個(gè)法國(guó)享有至高無(wú)上的聲望，可能是使人們常年相信這一個(gè)直覺(jué)觀念的主要誘因。”
由此也讓我想到，假如在我們的課堂教學(xué)中，也才能擅于這么，是不是課堂就才能更生動(dòng)上去呢。
（三）這本書很注意重大風(fēng)波中不同觀點(diǎn)、不同思想之間的爭(zhēng)辯，與化學(xué)學(xué)大樓的構(gòu)建過(guò)程中的矛盾與磨難。把讀者引到了愈加寬廣的社會(huì)、文化背景之中。化學(xué)學(xué)發(fā)展歷史，不可能脫離它賴以生存的社會(huì)和養(yǎng)育過(guò)它的文化背景。
例如說(shuō)書中對(duì)于伽利略對(duì)自由落體的研究，開(kāi)創(chuàng)了研究自然規(guī)律的`科學(xué)方式：具象思維、數(shù)學(xué)推論和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的歷史過(guò)程進(jìn)行的詳細(xì)的表述。它這樣評(píng)論：“伽利略的發(fā)覺(jué)以及所應(yīng)用的科學(xué)的推理方式是人類思想上最偉大的成就之一，并且標(biāo)志著化學(xué)學(xué)真正的開(kāi)端”等等。這種文字在小學(xué)數(shù)學(xué)教科書的閱讀材料中也曾見(jiàn)過(guò)，而此處再讀，感到親切。
（四）在化學(xué)學(xué)發(fā)展史中以及重大發(fā)覺(jué)的描述中，他著重指責(zé)和提出問(wèn)題的重要性，書中寫道：“提出一個(gè)問(wèn)題常常比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。由于解決一個(gè)問(wèn)題其實(shí)是一個(gè)物理上或?qū)嶒?yàn)上的方法，而提出新的問(wèn)題，新的可能性，從新的角度看舊的問(wèn)題，卻須要?jiǎng)?chuàng)造性的能力，但是標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。”他成立狹義相對(duì)論來(lái)始于他從牛頓熱學(xué)和電磁理論之間找到了一些矛盾，之后從這種矛盾中提出疑惑，之后再深入下去找到對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)的新的大框架，當(dāng)時(shí)有這個(gè)看法的時(shí)侯，他才16歲，到他26歲的時(shí)侯物理學(xué)的進(jìn)化推薦理由，經(jīng)歷了10年的思考研究，1905年的時(shí)侯提出足以影響科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的狹義相對(duì)論，而這個(gè)偉大的理論卻始于他當(dāng)時(shí)對(duì)電動(dòng)熱學(xué)的絕對(duì)靜止觀點(diǎn)的置疑。類似地，圖靈提出人工智能源于他對(duì)“你沒(méi)法制造出一臺(tái)替你思索的機(jī)器”這一當(dāng)時(shí)的常識(shí)的指責(zé)。這也使我想到王淦昌教授，他是提出我國(guó)知名的“863”計(jì)劃的四位中國(guó)科大學(xué)教授之一，曾于20世紀(jì)30年代留學(xué)美國(guó)。他說(shuō)：“我從年青時(shí)就勇于對(duì)前人的工作提出指責(zé)，非常是這些與實(shí)驗(yàn)不符的結(jié)果，常在我腦中打個(gè)問(wèn)號(hào)。”1934年他在參加一次國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)時(shí)，當(dāng)時(shí)有一個(gè)叫波特的人提出他在轟擊鈹時(shí)，發(fā)覺(jué)了伽馬射線，王先生當(dāng)時(shí)就認(rèn)為不可能是伽馬射線，由于它沒(méi)有那么強(qiáng)的能量，沒(méi)有那么大的穿透力。他跟導(dǎo)師講，希望重新設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，否認(rèn)自己的判別。可惜未得到支持。第二年查得威克發(fā)覺(jué)這個(gè)射線是中子，由于中子和質(zhì)子的質(zhì)量一樣，當(dāng)時(shí)不帶電所以就很難被發(fā)覺(jué)。查氏因而而獲諾貝爾獎(jiǎng)。
中國(guó)有句俗語(yǔ)：“于不疑處有疑，方是進(jìn)也。”黑格爾也說(shuō)過(guò)一句話：“在相同的東西上面，你就能找到不同，這才是你的能耐。”所以在沒(méi)有疑惑的地方有人提出問(wèn)題來(lái)了，這個(gè)就是進(jìn)步。“真理常常誕生在100個(gè)問(wèn)號(hào)以后”也是這個(gè)道理。這更使我想到，在我們的教學(xué)中，啟發(fā)中學(xué)生的思維，鼓勵(lì)中學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)覺(jué)和指責(zé)是多么重要的啊。
（五）書中的科學(xué)推理與思索精彩無(wú)比。有人說(shuō)“科學(xué)的全部就是對(duì)每晚的思索加以提煉。”而愛(ài)因斯坦的推理就是讓我們真正展現(xiàn)到科學(xué)的精髓。例如下邊的幾段文字。
“我們可以繼續(xù)應(yīng)用直接的推理方式。思想的出發(fā)點(diǎn)一直是伽利略的慣性定理。我們著實(shí)還可以應(yīng)用這個(gè)在解決運(yùn)動(dòng)的困局中極有價(jià)值的線索因而推出許多推論來(lái)。
讓我們考察在平滑椅子早朝不同方向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)球。為了想像得清楚些，假設(shè)這兩個(gè)方向是互相垂直的。由于沒(méi)有任何外力，所以球的運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)均勻的。再假設(shè)它們的速度也相等，即這兩個(gè)球在相同的時(shí)間間隔內(nèi)經(jīng)過(guò)相同的距離。但若果說(shuō)這兩個(gè)球具有相同的速率是否正確呢？可以答是，也可以答否！即便兩輛車輛的速度計(jì)上都表示約64公里每小時(shí)（40英里每小時(shí)），我們一般便說(shuō)它們的速度或速率相等，而不管它們是朝哪一個(gè)方向開(kāi)行的。但科學(xué)必須創(chuàng)造自己的語(yǔ)言和自己的概念，供它本身使用。科學(xué)的概念最初總是日常生活中所用的普通概念，但它們經(jīng)過(guò)發(fā)展就完全不同。它們已然變換過(guò)了，并喪失了普通語(yǔ)言中所帶有的含混性質(zhì)，因而獲得了嚴(yán)格的定義，這樣它們能夠應(yīng)用于科學(xué)的思維。”
“把概念加以推廣是科學(xué)上常用的辦法。推廣的方式不一定只有一種，一般有好多種。但不管是哪一種推廣，都必須嚴(yán)格地滿足一個(gè)要求：如果原先的條件完備時(shí)，推廣了的概念必須化成原先的概念。
我們可以用目前所討論的反例挺好地來(lái)說(shuō)明這個(gè)意義。我們可以首先試著把速率、速度的改變和力等概念推廣到順著曲線運(yùn)動(dòng)的情況里去。在科學(xué)術(shù)語(yǔ)上，當(dāng)我們提到曲線的時(shí)侯，已把直線包括進(jìn)去了。直線是曲線的一種特殊的、平凡的反例。因而，假如速率、速度的改變和力被引用于曲線運(yùn)動(dòng)，這么它們就自發(fā)地被引用于直線運(yùn)動(dòng)。并且這個(gè)結(jié)果不應(yīng)跟先前所得到的結(jié)果互相矛盾。假如曲線弄成直線，這么所有推廣了的概念都必須化成描述直線運(yùn)動(dòng)的已熟知的概念。并且要唯一地確定這個(gè)推廣，這樣一個(gè)限制是不夠的。按照這個(gè)限制來(lái)推川一個(gè)概念，還存在好多種可能性。科學(xué)的史實(shí)強(qiáng)調(diào)，就是最簡(jiǎn)單的推廣也有時(shí)成功，有時(shí)失敗。我們必須首先作一個(gè)猜想。在目前這個(gè)反例里，很容易猜出正確的推廣方式。新的、推廣了的概念是十分成功的，它既幫助我們理解拋在空中的沙子的運(yùn)動(dòng)，還幫助我們理解行星的運(yùn)動(dòng)。”
曾有人在網(wǎng)上討論，哪些是哲學(xué)？雖然我也認(rèn)為，化學(xué)學(xué)與哲學(xué)是密不可分的。“哲學(xué)是研究一切存在之間具象的互相關(guān)系的學(xué)科。”哲學(xué)就是在從“為什么”到“是哪些”的過(guò)程中形成的學(xué)問(wèn)。從前是，如今是，未來(lái)一直是。這一段路，還有好長(zhǎng)要走。這大概就是海德格爾稱自己為“途中的思想家”的緣由。《物理學(xué)的進(jìn)化》全書從頭到尾，字里行間，無(wú)一處不彌漫著“物理—哲學(xué)情緒”。虔敬的讀者若追隨作者一道“探險(xiǎn)”，即能被書中濃厚的“物理—哲學(xué)情緒”所感染；最后終會(huì)被完全沾滿，完全征服。”這最后一點(diǎn)也是我最喜歡讀這本書的緣由。
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