數學發展和人類文明

楊珂佳

摘 要：數學是一門古老但又時常煥發青春的學科。在歷史的長河中，數學幾乎時刻影響著我們的生產和生活，從數學產生初的簡單計數功能，到經過幾萬年應用而生的應用數學在社會各學科中發揮作用，數學已經給我們的生產、生活、審美以及科學技術的發展留下了不可磨滅的印記，并且還在不斷推動著社會的發展，刷新著人類文明的腳步。

關鍵詞：數學 人類文明 生活 美學 藝術 科技

中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）06-0178-01

數學作為一門基礎學科，是我們學生自入學起就開始接觸且從沒有中斷的一門學科，在科學文化中占有獨特的位置，給人類文明的發展做出了無以倫比的貢獻。但我們大部分人卻并不能真正認識到其重要作用，因為在大眾意識里，經濟的繁榮和社會的發展多是由自然科學和工程技術的發展帶來的，很多人忽視了自然科學和工程技術的發展多是以數學為基礎的。本文將就數學的發展與人類日常生活文明、數學的發展與藝術美學文明、數學的發展與科學技術文明三個方面展開論述，以揭開數學神秘的面紗。

一、數學發展與人類生活文明

從原始社會最初的“石頭計數”、“結繩計數”和“刻痕計數”，到經歷了數萬年之后，直到至今約5000多年前，出現了書寫計數和與之相應的計數系統，數學開始真正的影響人類的生活。早期記數系統有：公元前3400年左右的古埃及象形數字；公元前2400年左右的巴比倫楔形數字；公元前1600年左右的中國甲骨文數字；公元前500年左右的希臘阿提卡數字；公元前500年左右的中國籌算數碼；公元前300年左右的印度婆羅門數字以及年代不詳的瑪雅數字。這些計數系統使人類文明向前邁進了一大步，并且隨著生產力的發展和數字的完善，數學也真正發展了起來。

數學最早的發展是作為一種實用的技術或者工具，應用于人類生活中的各項實際問題的解決中。人類把數字普遍運用于日常生活中的食物、牲畜、工具以及其他生活用品的分配和交換，房屋、倉庫等的建造，丈量土地，興修水利，編制歷法等，大大提高了人類的生活水平[1]?，F今，數學的應用更加廣泛，“定量化”這個概念使數學手段應用在小到生活常識、日常購物，大到一個國家的就業率、失業率和國民生產總值等各方面，一定的數學能力已經成為了個體必須掌握的生活技能，數學已經成為了我們生活無法避免的一部分。

二、數學的發展與美學和藝術

數學家M.克萊因認為：“數學是人類最高超的智力成就，也是人類心靈最獨特的創作。音樂能激發或撫慰情懷，繪畫使人賞心悅目，詩歌能動人心弦，哲學使人獲得智慧，科學可改善物質生活，但數學能給予以上的一切?！?簡練、精確是數學的美。數學語言是如此慎重的、有意的而且經常是精心設計的，憑借數學語言的嚴密性和簡潔性，我們就可以表達和研究數學思想，這種簡潔性有助于提高我們思維的效率。并且數學很講究它的邏輯美，數學的應用是被人們廣泛認同的，學習數學對訓練我們學生的邏輯思維能力助益良多，尤其是幾何的證明講究前因后果，每一步都要前后呼應，數學在此顯示出了極大的邏輯美。

數學上有很多知識是和對稱和比例有關的。對稱和比例的分割給人協調，平穩的感覺，像圓，正方體，“黃金分割”比例等，它們使物體的形態更加的勻稱優美。正是由于幾何圖形中有這些點對稱、線對稱、面對稱，以及各種比例的協調才構成了美麗的圖案，這其中最引人注目的就是精美的建筑了。在傳統建筑美學，建筑師從根本上是根據數學規律法則，運用數學知識來實現對建筑空間的創造，根據數學數字與比例所體現出來的和諧之美，建筑師在描繪著屬于那個時代的建筑藍圖[2]。再看現代建筑美學，更加注重人的感受和尺度空間感的創造，這一切都需要通過數字化來體現，并且關于新材料、新技術和新手法的運用等問題上也都要落實到數量關系之上。

除以上之外，在繪畫、音樂、時尚等領域，空間的深邃、樂符的和諧、線條的流暢等因素也都帶著數學的影子，數學與人類的審美之間有著剪不斷的線。

三、數學的發展與科學技術創造

一位數學家曾說過：“數學是科學的女王，數學也是科學的仆人?！睌祵W自始至終都在科學技術的發展過程中發揮著至關重要的作用，特別是進入20世紀以來，隨著新學科的不斷建立和舊學科的不斷完善，數學變得門類繁多，內容更加廣泛，在其他學科中的應用也越來越系統，主要體現在[3]：1.數學為科學提供了定量分析和計算方法，加速了科學向技術的轉化。數學精確性、可量化的特點大大增加了科學研究數據的可信度，提高了科學研究的速度和質量；2.數學是科學的的邏輯工具，為科學研究提供了可靠性。數學具有嚴密的邏輯性，通過建立模型等手段獲取系統完整的數據信息對于解決眾多領域存在的數據殘缺不完整現象意義不可忽視；3.數學是其他科技進步的重要基礎，數學自身的發展是整個科技事業興旺發達的重要支柱。從20世紀獲得的科技成果來看，無一不借助數學的力量；4.科學是數學的解釋和模型，科學技術的發展也加速了數學和其他學科的相互滲透、相互影響，豐富了數學的內涵和促進了數學的進步。長期以來，數學與其他學科一直保持著你中有我，我中有你的關系。

數學作為研究其他學科的基礎和手段，是構建當代物質文明的基石，數學的發展影響著整個科技發展的進度?，F今，數學與自然科學的緊密程度從沒有這樣深過，數學的許多高深理論與方法正在深人廣泛地滲透到自然科學研究的各個領域?；仡櫩茖W技術的發展 歷程，牛頓力學（特別是萬有引力定律）依賴于微積分發現，分子生物學中DNA結構的研究與數學中的紐結理論有關……，無論是物理學、生物學、天文學、化學等老牌學科，還是信息與計算機、機械設計與自動化、生物工程、飛行器設計等新學科，都無不需要數學的支撐，可以說，數學自始至終都是人類科技文明進步的根基。

參考文獻

[1]王微. 數學對人類文明進步的影響[J]. 才智，2014，（01）：227.

[2]李德英. 淺談建筑學中的數學美[J]. 黑龍江科技信息，2010，（01）：256.

[3]王汝發. 從數學的百年走勢看數學與科學技術之關系[J]. 石油大學學報（社會科學版），2003，（01）：96-99.