2024-01-17
在吴军《数学讲义》中,说到学数学,要能用数学指导思考,比如,当一个国家的GDP接近了全球的50%,通常是少一些,如30%左右的时候,这个国家为了自己的发展,通常会对外投资或者对外贷款,也有部分是援助性质的。为什么呢?道理很简答,那就是,全球其他国家的所有GDP都用来购买你的生产,自己的生产才能销售出去,可能吗?不可能。所以肯定到不了50%。当然,这里忽略了众多的细节。
今天,在读数学史时,读到埃及的象形文字的数字记法时,谈到这种记数方法,每一个较高的单位,都要创设一个新的符号。但符号毕竟是有限的,所以遇到太大的数字就麻烦了。
其实,计数的本质是对应。有一个故事讲得好,说一个大学教授,问一个小女孩,会不会数数,小女孩对着桌子上的四支笔,说出了,甲、乙、仨、九。大学教授说,好,数数其实就是对应,四支笔对应四个符号就好。还记得,古人的结绳记事吗,那不就是从绳子的一头开始打结,依次对应吗;中国的老人不也用天干地支计数吗;还有用千字文计数的。但这里面的问题是,对应时,需要顺序,天干地支、千字文都是有顺序的,而绳子打结,也是从有结的一头开始,但如果只是划竖线计数,就涉及一个从哪边开始的问题,从左到右,从右到左,还有上下呢,甚至纸张或者划线的物体旋转了如何处理的问题?当然,这些问题,都随着历史的发展,选择了多进制,并规定了方向。即使是今天的计算机,表示一个数字时,从左到右还是从右到左,不但有位层次的,还有字节层次的,都是通过约定来解决的。但进制本身其实涉及到重复和权重的问题,重复虽然好理解,但很重要,稍后再说。权重,就是同样一个符号,在不同的位置上表示的数字大小是不同的。
下面我们着重说说重复,当然如果考虑时间维度,或者空间的位置,不同场合,使用循环或者迭代、周而复始等也许更能表达这个思想。不但埃及的象形文字计数有符号有限而所计之数太大的问题,中文也是,英文也是。在世界通用的数学符号了,使用了0-9十个阿拉伯数字,采用从右到左,权重一次10倍增长的十进制计数。而计算机则采用二进制进行计数。
不但在技术上是使用了重复的思想。在涉及宇宙的的问题上,宇宙有多大目前尚无定论。但月球、地球、地球的兄弟姐妹行星、太阳系、银河系,都是采用重复的思想,通过旋转,让有限的空间,实现无线的时间演进。各种生命的延续,也是采用代际繁衍,以愚公移山类似的子子孙孙的简单模式量度鸿荒万代。
生命本身,亦是重复使用不同的物质、元素,循环往复利用,让地球的有限资源,可以世代养活众多生命。在人类的生产生活中,亦是四季轮转,白天黑夜,周而复始。在工业生产中,也是直线运动和圆周运动的转化,达到重复运行,化有限空间为不停生产的以量取胜。
即使是今天这个个性化定制盛行的时代,依然是通过化整为零,重复的级别在降低,通过组装组合等方式用重复的部件生产供应应对个性的需求。工厂的流水线、算力强大的GPU也是在利用重复提升效率。
大到一国的经济发展,也是有通缩周期的。曾经带着社会的经济为什么一定要增长的疑问,穷追百索。得到的答案也仅是人口增长、人均生活水平提高,人均资源,特别是能源的消耗量在增加。但这些,都不会是无线增长的,如果一定要经济一直增长,只能通过通货膨胀来实现数字的增长,而且增长到一定阶段,物价的计价单位大到不方便的时候,又要通过新旧货币兑换、改革甚至革命的方式实现周期往复。
当然,即使是数学高度发达的今天,人类依然无法很好的处理无穷的问题。解决之道,一个是通过循环;另一个就是变无限为有限——数列的极限,集合的势( 阿列夫)。具体办法可能会有不同。
所以,在生活学习工作中,利用重复接受重复,调整周期应对乏味,劳作一世,幸福一生。