楊 東
數是科學的語言,符號則是記錄、表達這些語言的文字。幾乎每一個數學分支都是靠一種符號語言而生存,數學符號是貫穿于數學全部的支柱。
在中學數學中,常見的數學符號有以下6種。
數量符號如圓周率π、x、y、 z等。
運算符號如加號(+)、減號(-)、乘號(×或?)、除號(÷或-)、比號(:)等。
關系符號如“=”是“等號”,讀作“等于”;“≈”或“=”是“約等號”讀作“約等于”;“≠”是“不等號”。讀作“不等于”;“>”是“大于符號”,讀作“大于”;“<”是“小干符號”,讀作“小于”;“∥”是“平行符號”,讀作“平行于”;“⊥”是“垂直符號”,讀作“垂直于”;“≌”是“全等符號”讀作“全等于”;“∽”是相似符號,讀作“相似于”等。
結合符號如小括號( )、中括號[ ]、大括號{ }等。
性質符號如正號(+)、負號(-),絕對值符號(||)等。
簡寫符號如三角形(△)、圓(⊙)、平行四邊形( )等。
這些符號的產生,一是來源于象形,實際上是縮小的圖形。如平行符號“∥”是兩條平行的直線;垂直符號“⊥”是互相垂直的兩條直線;三角形符號“△”是一個縮小了的三角形;符號“⊙”表示一個圓,中間的一點表示圓心,以免與數0及英文字母O混淆。二是來源于會意,即由圖形就可以看出某種特殊的意義。如用兩條長度相等的線段“=”并列在一起,表示等號;加一條斜線“≠”,表示不等號;用符號“>”表示大于(左側大,右邊小),“<”表示小于(左側小,右邊大),意思不難理解;用括號“( )”“[ ]”“{ }”把若干個量結合在一起,也是不言而喻的。
通過“從一到萬”這篇文章,如果數字不是像我們今天表示的一樣,那么寫“10000”那需要多長時間啊!當然這些符號并不是一開始就是這種形狀,而是有一個演變過程。
數學符號的產生,為數學科學的發展提供了有利的條件。它提高了計算效率。古時候,由于缺少必要的數學符號,提出一個數學問題和解決這個問題的過程有用語言文字敘述,幾乎像做一篇短文,難怪有人把它稱為“文章數學”。這種表達形式很不方便,嚴重阻礙了數學科學的發展。
當數量、圖形之間的關系能夠用適當的數學符號表達后,人們就可以在這個基礎上,根據自己的需要,深入進行推理和計算,因而能更迅速地得到問題的解答或發現新的規律,從而縮短了學習的時間。初等數學發展到今天,已有2 000多年的歷史,內容非常豐富,而其中主要的內容今天能夠在小學和中學階段學完,這里數學符號是起一定作用的。例如,我們的祖先開始只有1、2少數幾個數字的概念,而今天幼兒園的小朋友就能掌握幾十個這樣的數。分析原因,除了古今生活條件不同,人們的見識差別極大以外,今天已有一套完整的記數符號,人們容易掌握。繼而推動了深入的數學研究。研究數學概念和規律,不僅需要簡明、確切地表達它們,而對它們內部復雜的關系,需要深入地加以探討,沒有數學符號的幫助,進行這樣的研究是十分困難的。
數學符號的發明和使用,確實經過了漫長的過程(而時至今日,這個過程仍在繼續),這里面由于人們審美觀念(當然包括使用上的方便、簡潔)的變化,使得數學符號本身也不斷地變化——直至它們被世人所接受。
雖然說發展成今天的符號系統尚并不完美,但人們深信:隨著數學的發展,隨著人們審美觀念的發展,數學符號將不斷地得以完善。
(作者單位:湖北省鄖縣楊溪中學)