猜想再论证 ------《数学与猜想》读后感及对数学学习的思考

        《数学与猜想》是美国著名数学家G•波利亚撰写的一部经典名著,书中讲述了一种新颖的推理方法——合情推理。合情推理不同于严密论证,刚开始不需要处处证明,而是通过各种方式总结规律,提出猜想,这就更容易得到一些新的结论,发现新的规律与定理。本书通过许多古代著名的猜想,讨论了论证方法,阐述了作者的观点:不但要学习论证推理,也要学习合情推理,以丰富人们的科学思想,提高辩证思维能力。书中的例子不仅涉及数学各学科,也涉及到物理学等自然科学,内容丰富,叙述生动,虽说对于高中生来讲其中的一些例子并不是很能理解,有一定难度,但也有很大的启发意义。全书有大量习题,书末附有习题解答,题目有难有易,可以帮助读者更好地理解与同化书中所述的方法概念,能使人看到数学中真正的奥妙。也促使读者去思考数学背后的意义。

        读完《数学与猜想》后,我深刻地体会到了猜想在数学研究学习中的重要意义,它不仅给人们带来更具创造性的想法,还使人们拥有良好的探究精神与品质,以及面对真理积极的态度。

        数学是一门论证科学,但在证明之前,要学会猜测结果,正所谓“从未来往现在想,从现在往未来做”。通过猜想发现,再论证结果的正确性。

        猜想是不同于论证所需逻辑思维的另一种思维,即直觉思维。它与逻辑思维没有孰轻孰重,而是并存的,它们在数学研究中都非常重要,而这两种思维也需要相互联系,相辅相成。这一点我在平时的数学练习中也深有体会,就拿几何题来说,有许多题目是让我们自己推出结论,而在我们不知道结论的情况下,直接通过已有条件去推,总觉得是无目标,无准备的,很难得到结果。而如果我直接观察图形,通过图形中点线面的相互关系,凭自己的直觉甚至是尺子等工具,可以得到一个自己认为有道理的结论,然后再由已知条件去论证这个猜想,就很有可能轻松地得到正确的结论。其实我们平时在几何题的解决中,大都会无意识地用到这样的方法,而其实,这样的方法也可以迁移到代数等之中,这就是合情推理,它能帮我们更快地得到结论。这种方法在其他学科中也一样有所运用,比如德国地球物理学家魏格纳提出大陆漂移学说,也是因为发现了非洲欧洲大陆边缘可以近似重合,猜想原本它们属于同一块大陆,然后四处寻找各种可以论证这种猜想的实例,这才得到了如今的这一重要学说。

        而要得到猜想,也有许多的方法。我认为最重要的是归纳,通过许许多多特殊的例子,归纳出一个一般性的结论,这就是猜想。又或是通过几个类似的小问题,归纳出一个一般性的解法,得到一个猜想来可以用的结论,再用到难度更大的题目中,以此简化或改良解法,这也是猜想。

        猜想不一定要是真的,所以也许我们在花费千辛万苦论证这一猜想后,会发现原来它是错的。因此,我们需要对猜想有一个积极的态度。就像书中所说的三条规则:

        第一,我们应当随时准备修正我们任何一个信念

        第二,如果有一种理由是我们非改变信念不可,我们就应当改变这一信念

        第三,如果没有充分的理由,我们不应当轻率的改变任何一个信念

        这种态度,适用于任何一个学科的探究之中,它教会我们,尤其是数学学习中,我们要明白,得到猜想是错的这个结论,并不是坏事,其实完全可以看作错误也是一个真理。另外,我认为其实证明一个猜想错误比证明一个猜想正确更难,因为也许这个猜想只有个别反例,而这一两个在成千上的例子中是很难找到的。并且一个错误的猜想,也有其存在的意义,我们可以通过得到的反例来改变猜想,使得到的结论更严谨,这就是纠错的意义。

        所以,在以后的数学学习中,除了严密论证推理,我还要学会合情推理,同时时刻做好犯错纠错的准备,用归纳的方法,从特殊性的结论归纳出一般性的规律,在将一般的规律论证后,应用到特殊的题目中,所谓“从特殊到一般再到特殊”“猜想后再论证”。

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