数学的美—如诗歌散文般的数学美文.doc

1、 数学的美 著名数学家陈省身先生曾不止一次地提出：“数学是美的。”数学的美体现在方方面面，也许美在她是探求世间现象规律的出发点，也许美在她用几个字母符号就能表示若干信息的简单明了，也许美在她大胆假设和严格论证的伟大结合，也许美在她对一个问题论证时殊途同归的奇妙感受，也许美在数学家耗尽终生论证定理的锲而不舍，也许美在她在几乎所有学科中的广泛应用。而美的数学，在自古崇尚诗书传世的中国，竟也浸染着扑鼻的书香。中国悠久历史所积淀出来的文学底蕴，为中国的数学染上了一层夺目的别样颜色，这就是数学的文采。 1自然美 刘勰文心雕龙以为文章之可贵，在尚自然。文章是反映生活的一面镜子，脱离生活的文学是空洞的，没有

2、任何用处。数学也是这样。 数学存在的意义，在于理性地揭示自然界的一些现象规律，帮助人们认识自然，改造自然。可以这样说，数学是取诸生活而用诸生活的。数学最早的起源，大概来自古代人们的结绳记事，一个一个的绳扣，把数学的根和生活从一开始就牢牢地系在了一起。后来出现的记数法，是牲畜养殖或商品买卖的需要，古代的几何学产生，是为了丈量土地。中国古代的众多数学著作（如：九章算术）中，几乎全是对于某个具体问题的探究和推广。 在中国，数学源于生活，在外国，历代数学家也都宗法自然。阿基米德的数学成果，都用于当时的军事、建筑、工程等众多科学领域，牛顿见物象而思数学之所出，即有微积分的创作。费尔玛和尤拉对变分法的开创

3、性发明也是由探索自然界的现象而引起的。 2简洁美 世事再纷繁，加减乘除算尽； 宇宙虽广大，点线面体包完。 这首诗，用字不多，却到位地概括出了数学的简洁明了，微言大义。数学和诗歌一样，有着独特的简洁美。 诗歌的简洁，众所周知着寥寥几字，却为读者创造出了广阔的想象空间，这大概正是诗歌的魅力所在。 美国著名心理学家L?布隆菲尔德（LBloonfield）说：“数学是语言所能达到的最高境界。”如果说，诗歌的简洁，是写意的，是欲言还休的，是中国水墨画中的留白，那么数学语言的微言大义，则是写实的，是简洁精确、抽象规范的，是严谨的科学态度的体现。数学的简洁，不仅使人们更快、更准确地把握理论的精髓，促进自身学

4、科的发展，也使数学学科具有了很强的通用性。目前，数学作为自然科学的语言和工具，已经成了所有科学包括社会科学在内的语言和工具。 最为典型的例子，莫过于二进制在计算机领域的的应用。试想，任何一个复杂的指令，都被译做明确的01数字串，这是多么伟大的一个构想。可以说，没有数学的简化，就没有现在这个互联网四通八达、信息技术飞速发展的时代。 3对称美 中国的文学讲究对称，这点可以从历时百年的楹联文化中窥见一斑。而更胜一筹的对称，就是回文了。苏轼有一首著名的七律游金山寺，便是这方面的上乘之作： 游金山寺 潮随暗浪雪山倾，远浦渔舟钓月明。/桥对寺门松径小，槛当泉眼石波清。/迢迢绿树江天晓，霭霭红霞晚日晴。/遥

5、望四边云接水，碧峰千点数鸥轻。 不难看出，把它倒转过来，仍然是一首完整的七律诗： 轻鸥数点千峰碧，水接云边四望遥。/晴日晚霞红霭霭，晓天江树绿迢迢。/清波石眼泉当槛，小径松门寺对桥。/明月钓舟渔浦远，倾山雪浪暗随潮。 这首回文诗无论是顺读或倒读，都是情景交融、清新可读的好诗。类似的又如“香莲碧水动风凉，水动风凉夏日长。长日夏凉风动水，凉风动水碧莲香”。这些诗凭着精巧的构思，给人以奇妙的感受，每每读之，读者都会暗自叫绝。 而数学中，也不乏这样的回文现象，如： 1212=144，2121=441； 1313=169，3131=961； 102102=10404，201201=40401； 1031

6、03=10609，301301=90601； 9+5+4=8+7+3，92+52+42=82+72+32。 而数学中更为一般的对称，则体现在函数图象的对称性和几何图形上。前者给我们探求函数的性质提供了方便，后者则运用在建筑、美术领域后给人以无穷的美感。 4悬念美 文学中的小说以设置悬念见长，在开头先抛出一个引人入胜的画面、出人意表的事件、叫人揪心的矛盾、令人关注的悬念、发人深省的问题，然后一步步去描写、讲述、展开、解答、思考；或者在最后留下一个无结局、无论断、无答案、无终点的结尾，让读者自己去想象、去求证、去追问、去体验。照米兰?昆德拉的说法：小说家的才智就是把一切肯定变成疑问，教读者把世界当

7、成问题来理解。 这种现象，在数学中绝非少见。许多数学问题都是从一个看不出任何端倪的方程式开始，运用各种方法，一步步求解，最终得出一个清楚明白的结论。而数学的乐趣，在于人们抱着探求事实真相的态度，满怀好奇的求解过程和最终真相大白时的快感。这一点，和人们读悬疑小说所产生的感觉是相似的，难怪有人说，世界本身就是个未知数，而文学本身就是探索世界之谜的方程式。 5意象美 诗与数学之间最深刻的关系莫过于数学概念或意象（imagery）与诗歌的结合。 七八个星天外，两三点雨山前。（辛弃疾） 一去二三里，烟村四五家。亭台六七座，八九十枝花。（邵雍） 一帆一桨一渔舟，一个渔翁一钓钩。一俯一仰一顿笑，一江明月一江

8、秋。（纪晓岚） 一别之后，二地相悬，只说是三四月，又谁知五六年，七弦琴无心抚弹，八行书无信可传，九连环从中折断，十里长亭我眼望穿，百思想，千系念，万般无奈叫丫环。万语千言把郎怨，百无聊赖，十依阑干，九九重阳看孤雁，八月中秋月圆人不圆，七月半烧香点烛祭祖问苍天，六月伏天人人摇扇我心寒，五月石榴如火偏遇阵阵冷雨浇花端，四月枇杷未黄我梳妆懒，三月桃花又被风吹散！郎呀郎，巴不得二一世你为女来我为男。（卓文君） 读上面这些诗，每个人都能明显感到，诗的意境全来自那几个数词，无论是数词的单个应用，重复引用，抑或是循环使用，看似毫无感染力的数词竟也都能表现出或寂寥，或欣然，或恬淡，或伤感的思想感情。 在外国，

9、中世纪欧洲两个最伟大的诗人但丁（Dante，12651321）和乔叟（G.Chaucer，13421400）的作品也无不充满着数学知识。17世纪，英国著名形而上学诗人约翰?多恩（JohnDonne，15721631）和安德鲁?马佛尔（AndrewMarvell，16211678）通过圆规、欧氏几何中的平行线之类的数学概念来类比爱情。后者的爱的定义尤为有趣： 像直线一样，爱也是倾斜的/它们自己能够相交在每个角度/但我们的爱确实是平行的/尽管无限，却永不相遇。 爱情，向来是难以用语言表达清楚的一个名词。作者用读者都熟悉的平行线，借助数学丰富的意象，巧妙地向读者准确地传达了自己的意思。 6逻辑美 提

10、起逻辑，就不能不提中国四大名著之一的红楼梦。复杂的人物关系，缜密的故事情节，引得至今仍有大量学者终生考证，乐此不疲。 红楼梦迷人之处在于由卷初一首诗开始，章回紧扣地发展下来。优美的数学也是在一个宏观的概念之下，经由严谨的论证，简单有力地表达出来。 数学规律就如红楼梦，由一些基本定理出发，雅洁、鲜明地表达出来。大多数的数学论文都是艰涩难懂，有些却能令人留连再三。牛顿三大定律，非常简单，但可以解释非常繁杂的现象，如天体运行的规律。这就是数学家的口味，不够严谨，经不起推敲，就不入法眼。 数学和文学作品不但同样讲究严谨的逻辑论证，还同样遵从由局部结构发展到大范围结构的发展规律。 同文学极为相似的是，从

11、局部结构发展到大范围结构也是近代数学发展的过程。文学的局部到大范围，往往通过比兴的手法来处理：即对事物有不同的感受，同一事或同一物可以产生不同的吟咏。对事物有不同的感受后，往往通过比兴的方法另有所指，例如“美人”有多重意思，除了指美丽的女子外，也可以指君主。屈原九章：“结微情以陈词兮，矫以遗夫美人。”也可以指品德美好的人，诗经邶风：“云谁之思，西方美人。”苏轼赤壁赋：“望美人兮天一方。”而几何学和数论都有这一段历史，代数几何学家在研究奇异点时通过爆炸的手段，有如将整个世界浓缩在一点。微分几何和广义相对论所见到的奇异点比代数流形复杂，但是也希望从局部开始，逐渐了解整体结构。数论专家研究局部结构时

12、则通过素数的模方法，将算术流形变成有限域上的几何，然后和大范围的算术几何对比，得出丰富的结果。此外，数学家对某些重要的定理，也会提出很多不同的证明。例如勾股定理的不同证明有10个以上，等周不等式亦有五六个证明，高斯则给出数论对偶定律6个不同的看法。不同的证明让我们以不同的角度去理解同一个事实，往往引导出数学上不同的发展。这也可算是局部到大范围的一个例子。 总之，数学并不像有些人认为的那般枯燥乏味，它不是长篇的定理公式的累积，而是一种美的学科。在中国书香四溢的文学背景下，数学也闪烁着不一样的光辉。 也许，用网友的一篇沁园春数学来结束这篇文章是再合适不过的了： 沁园春 数学 数苑飘香，千载繁荣，百

13、世流芳。 读九章算术，何其精彩，几何原本，意味深长； 复变函数，概统理论，壮阔雄奇涌大江； 逢盛世，趁春明日暖，好学轩昂。 难题四处飞扬，引无数英才细参详； 仰枷罗华氏，煌煌群论，陈氏定理，笑傲万方； 一代天骄，A怀尔斯，求证费马破天荒； 欣昂首，看数学发展，无可限量！ 李启林 摘自互联网 文章录入：qilin2008 责任编辑：李宏伟 上一篇文章： 与八年级同学谈谈如何学好数学 下一篇文章： 新课改切忌“形似而神不似” 【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】 最新热点最新推荐相关文章 有一天，父母会变老. 图文浅谈中学生物课中导 初中语文活动课的教学设计 荷花淀的细节赏

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