数学在人类逻辑思维发展的影响

摘要：本文从数学是人类逻辑思维能力的重要的来源、数学推动了人类思想的逻辑化过程、数学对人类逻辑思维的影响三个方面论述了数学对人类的逻辑思维发展的影响。

关键词：数学；逻辑思维；影响

数学是促进人类逻辑思维能力发展进步的源泉，数学是人类社会文明发展进步的阶梯，它促进人类社会发展进步。数学为人类展现的是诸多与现实实体分离的概念所构成的世界，与数学本身逻辑本质是相近的，逻辑思维来源于人类的理性思维，人们在思想世界获得的所有认识，都依赖于逻辑思维推理。因此，数学与思想的逻辑进步过程有着密切联系。目前，从事数学教育及相关人都在思考这样一个问题：什么是数学？数学对个人、国家和社会的进步发展有怎样的影响？数学对人类的发展以及人格完善到底起着怎样的作用呢？人类的可持续发展需要什么样的数学修养和素养？怎样培养良好数学人才？怎样提高整个民族的数学修养和素养？许多数学家、科学家和相关人士都对此发表了自己的见解，这些见解对于我们深入认识、思考和理解数学及其价值，树立正确的数学观、数学学习观和数学价值观等都具有重要的启示作用和指导意义。著名哲学家培根说过：数学是打开科学知识大门的钥匙，忽视了数学必将会伤害所有科学的知识体系，因为忽视数学的人是无法了解任何其他科学乃至世界上的其他任何事物的。更为糟糕的是，忽视数学的人不能真正理解他自己的这一疏忽，最终将会导致无法找到任何补救的措施。归根结底，数与形反映了现实世界中一切事物的最本质的特征。拿破仑曾说过：“国家的兴盛与数学的进步和完善有着紧密的联系”。著名数学家吴文俊曾指出：“数学的生命力以一种最基本的常理去处理数量关系和空间形式构成”。著名数学家田刚院士曾指出：“从某种意义上来说，数学发展水平代表了一个国家科学发展水平”。数学与所有科学都有着密切的联系，一个可能并不专门从事数学研究的人，但其数学素养如何，将对他的方方面面有着极大的影响，尤其是逻辑思维能力。

一、数学是人类逻辑思维能力的重要的来源

人类思维是我们人脑对客观现实世界的概括以及间接反映，它反映出了现实世界事物本质和规律。我们的思维如同知觉一样都是我们人脑对现实世界客观的反映。我们的知觉反映现实世界事物的个别属性、个别事物及外部的特点和关系，是感性的认识；我们的思维反映一类现实世界客观事物共同本质属性和其之间内在、必然的关系，是理性的认识。在认识过程中，我们的思维实现了从现象到本质、从感性到理性的转变，使我们达到对现实客观世界事物的理性认识，从而形成人类认识的高级阶段。[1]我们的思维从一个层面是指逻辑思维，其利用概念、判断和推理等途径反映客观世界的理性认识。逻辑思维是抽象思维的一种，是我们依据自己思维形式和规则的活动。逻辑思维中，我们通过感官系统认知抽象概念，形成概念间的联系，经推理，获得结论。世界著名数学家亚里士多德《形而上学》中：“除人之外，动物是凭表象与记忆生存，只有很少存在联系的经验；而人的生活可凭技术与推理。”[2]亚里士多德这句话至今都是正确的。逻辑思维能力是我们人类特有的。我们逻辑思维能力与数学紧密联系在一起。我们人类逻辑思维的过程是一个演变和推理的过程，也是我们做出推理实现的前提，是抽象概念。因逻辑思维性质，数学对我们的逻辑思维能力培养有至关重要的作用。数是最初客观世界的认识，其概念是客观事物高度抽象的数。前苏联著名数学家阿亚历山大洛夫：“数学有确定现实的材料作为自己对象，却存在考察对象时舍其具体内容和本质的特点。”[3]

二、数学推动了人类思想的逻辑化过程

我国总理温家宝曾说过“在我上学时收获最大的是逻辑思维训练，至今受益匪浅。”无论是理科生还是文科生，选读《数学与思维》均可收获颇深。在我国中学尚未开逻辑思维相关课，故我国的中学数学教学担负了逻辑思维训练重大责任。根据学术研究界的观点，逻辑思维始于数学，尤其是以欧几里得《几何原本》为代表的几何学。自此数学逻辑思维很快便运用于人类社会生活的相关思考之中，加快了思想逻辑化进程。人们对于社会生活最初的理解是感性的。由于认知水平相对来说比较低下，人们不能运用个人理性对美好社会生活进行逻辑设想，只能依赖于经验性历史生活或神。在荷马时代时期，最明显的典型就是诗人对神的崇拜，在当时时期的人们来看，现实社会的秩序和法则都是神安排的。在荷马时代以后，自然哲学家们用逻辑思维方式进行思考，人们逐步开始相信现实社会的秩序和法则不是神决定的，从此古希腊的思想学说开始了逻辑化进程。据相关史料记载，古希腊的柏拉图学院门口悬挂着这样一块牌子“不懂数学者，禁止入内”，由此可知，柏拉图时代，人们已经认识数学素养对哲学的重要性。这种数学和哲学之间的相关性，一直持续到现代，在近代的哲学史上，有着重要影响的哲学家，比如说笛卡尔、康德及莱布尼茨对数学均有深刻见解，具有较好数学素养是他们在思想领域有所建树的重要因素。实际上，在东西方思想文化史上，均可以看到数学和思想逻辑化进程之间存在着密切关系。比如说，我国的传统思想逻辑化进程大概汉魏时期至唐宋时期完成，宋明时期理学的形成象征着完结。和我国传统思想逻辑化进程相对应的是我国传统数学正好取得举目的成果。比如，我国魏晋时期著名伟大的数学家刘徽的古典数学理论，南朝时期著名数学家祖冲之精确计算圆周率并将其精确到小数点后第六位即π≈3.1415926和311415927之间等等。但从另一方面来说，我国中华民族的传统思想逻辑化要比古希腊的思想漫长一些。与之相应，我国古代数学和古希腊数学实现逻辑的过程也是不一样的，以此更好地说明了数学与逻辑思维的相关性。[4]数学给我们展现出来的是许多和实物分离后的概念形成的纯思维的世界，在这样的一个世界里面，我们所获得的所有结论都是由逻辑思维推理出来的结果，这和数学的逻辑本质是类似的，我们的思想也是理性思维的产物，在这个思想的世界里面，我们获得的所有认识和结论均依赖于逻辑推理。在东西方思想文化史上存在着这样一个不争的事实：凡是数学发展水平相对比较高的，他们的思想文化逻辑化发展程度也相对比较高。在某种程度上来讲，我国传统思想和古希腊思想能够成为东西方文化传统的代表，主要是依赖于这种文化传统中的数学发展水平的程度较高。[5]

三、数学对人类逻辑思维的影响

培根说过，哲理使人深刻，诗歌使人聪慧，演算使人精密。数学不单单使人精密，数学同样也使人深刻，使人聪慧。人类的思维是后天形成的，并且受到各种各样因素的影响，且表现出多面性，只有符合逻辑的、精密的、深刻的、聪慧的思维才是每个人希望达到的最高境界之一。人们常常把数学类作为思维的体操，从开始有数学起，数学就与思维有了紧密的联系。创造数学、学习数学、构造数学、研究数学等均是思维的活动过程，故数学与思维存在着密不可分的联系。人类的逻辑思维方式主要分为：直觉思维，形象思维，逻辑思维。如果我们想讨论数学与思维之间的关系，那么这三个方面是必不可少的，他们是互相依存，密切相关的。

（一）数学与逻辑思维

逻辑思维，也被称为抽象思维，它是放弃具体的形象以及认识的对象，通过语言表达对客观事物的本质和内在规律。它借助认知、概念和推理等过程，在思考过程中概念推理反映现实，以抽象的概括、间接的反应和使用语言等等为其主要特点。在数学实际运用的实际活动过程中，逻辑思维常常成为其主要干线。数学和逻辑思维关系可以追溯到数学还只是一个经验科学时代。在以后的古埃及、古巴比伦、古代印度以及古代中国数学史中，有迹象显示简单的归纳、分析、演绎和合成。在古希腊的数学家，尤其是亚里士多德和欧几里德的工作，结合数理逻辑系统形式相对比较完善，使数学真正成为一个演绎科学。从那以后，数学与逻辑一直以来是都作为与数学发展的一门科学，从而在整体的科学知识体系中，数学自然而然的成了最合乎逻辑的学科。从逻辑思维科学角度来看，数学思维与逻辑思维的共同特征主要有以下四点：其一是具有符号化以及形式化特征。其二是在现代的数理逻辑中实现高度统一。其三是形式结构都是从协调作用中抽象演化出来的。其四是相对独立以及客观思考的特点，其规律在其他科学领域普遍适用。

（二）数学与形象思维

数学是一门高度抽象的科学，数学最本质的特征就是其抽象性。通过数学认识活动的过程，就不难发现形象思维时刻激发人们的想象力和创造性等等，从而常常引发特别重要的数学认知的发现。形象思维主要分为以下四个层次：其一是几何思维，最直接的形象思维。其二是类几何思维。其是较为间接的形象思维，主要利用几何空间关系进行想像。其三是数觉，数量关系的形象化感觉。这种感觉是特别抽象和朦胧的，似乎进入了具有神秘色彩的直觉领域。其四是直觉。对数学观念的形象化感觉，虽然很难使用逻辑语言来具体的表述清楚，但在数学创造性思维活动中发挥着重要作用。数学的发展在各种类型的数学想象中起着非常重要的作用。想象力是数学猜想发生的一个主要来源。爱因斯坦曾经说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，想象力是无限的并总结了世界的一切，刺激了进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究的现实因素。”那么在数学和自然科学发展中重要的数学思想占有特别重要的地位。