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菲尔兹奖得主广中平祐解析微分与积分的思维之道

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日本殿堂级数学大师广中平祐——菲尔兹奖得主、日本学士院奖与文化勋章获得者——以数十年研究感悟撰写出书《可变思考:数学与创造性思维》,为世人开启一扇理解数学思维本质的智慧之窗。这部思想集萃不仅是一位数学巨匠的方法论总结,更是一部解构创造性思维密码的哲学指南。
广中平祐指出数学工作通常为 “抽象→表现→抽象→表现” 的循环,抽象概念需通过具体问题来表现才能让人理解,如用平面旋转表现抽象群。他还阐述了 “微分” 的概念,通过距离除以时间得到速度、物体受重力(加速度)等例子,说明微分是舍弃具体条件得出普遍定律的抽象化操作,是通过除法运算,让具体条件(常数)在多次变形中消失,最终得到定律的过程 。

积分是实践过程中的具体操作

那么“积分”是什么呢?它是与微分相反,通过乘法运算得出的概念。

举一个更普遍的例子。通常情况下,优质的教育能够培养出优质的人才,这是微分的思考方法。将这个思考具体化,比如“为了进入东大,要考入滩高”“以这个人的能力要想考入滩高,需要在考试前几个月按照一定顺序学习以下内容”,会产生以上这样具体的思路。这就是积分的思考方法。

像松下幸之助这样了不起的人物,尽管他没有接受过完整的学校教育,却拥有比毕业于东京大学的人更加完整、自洽的人生观和世界观。也可以说他在从事商业活动的过程中,接受了优秀的社会教育。

用微分的思考方法来解释,可以得出以下结论,即无论有没有上过好学校,优秀的教育都能培养出优秀的人才。用积分的思考方法来解释,则会拘泥于具体方式,比如要上东京大学、滩高等一流高中,这样就会想不到其他路径。

当然在实际行动中,只有大原则往往派不上用场,必须用积分的思考方法提出各种条件,落实到具体行动中。不过,如果有以东京大学为目标这个笼统的结论能激励大家努力学习,产生较好的效果,也不失为一种正确的方式。

首先进行微分,然后进行积分

听到教育家和评论家标榜“教育应该如何如何”的论调时,家长就算心里理解和接受,在实际套用在自己的孩子身上时,必须用积分的思考方法将理论分解为具体思路。如果家长没有做积分的能力,就只能佩服别人提出的教育理论。也就是说,微分是将事物抽象化,发现大原则;积分则是在实践过程中将事物具体化。这两种思考方法在重要性上不分上下,是需要同时具备的两种能力。

如果说教育家、评论家的工作是微分,那么实际接触孩子的老师和家庭就需要完成积分的工作。如果不理解微分(原则),应对变化的能力就会退化。父母往往容易只关注积分,将具体措施误以为是大原则,这会导致他们在失败时无法做出改变,在不知不觉中逐渐积累偏见和错觉。

当我们面对能够影响未来的决定时,首先进行微分(抽象化)思考,然后进行积分(具体化)思考,这样就能理清思路。

上文转自图灵新知,节选自《可变思考》,【遇见数学】已获转发许可。

《可变思考:数学与创造性思维》

作者:[日]广中平祐译者:佟凡

日本数学大家、菲尔兹奖得主广中平祐著作!稻盛和夫力荐,呈现数学家观察事物的独特视角与思考方式。
1.稻盛和夫力荐,日本累计销售10万册!
2.菲尔兹奖得主理解“复杂”与“变化”的巧妙视角,用数学的智慧探索创造力的本质
3.讲述创造性思维的本质与根源传授学习、研究、教育中的创造性思维的模式与方法

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