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还我清白

发表时间:2014-02-26阅读次数:1120 来源:
     

庆丰街小学校   张琦

      有不喜欢数学的吗,举个手手我看呢,那不喜欢数学的呢,举手手我数数,显然不喜欢数学的多得多呀,我采访一下这位老师,你为什么不喜欢数学?那我再采访一下喜欢数学的老师,为什么呢?
      不喜欢数学的人,一听到数学,就会想起“繁琐的计算,复杂的推理”,说起它就有很恐怖的感觉。喜欢数学的人,一听到数学,就会想到“简洁的表达,清晰的逻辑”,像初等代数、高等代数、数论、非欧几何、解析几何、微分几何、代数几何学、射影几何学、拓扑学、分形几何、微积分学、实变函数论、复变函数论、概率论和数理统计、泛函分析、偏微分方程、常微分方程、数理逻辑、模糊数学、运筹学、计算数学、空变理论。哇,光听名字就好高深的感觉吧。其实,我们是冤枉的,我们数学也有很有趣的一面。比如说,我们数学能证明,在坐的所有人都是秃子,证明过程如下:定理:有N根头发的人与有N+1根头发的人是一样的,证明过程如下:如果没有头发,那么一定是秃子, 如果有1根头发,跟没有头发是一样的,所以有1根头发的人是秃子,有两根头发的人跟有一根头发的人是一样的,也是秃子,以此类推,在坐的所有人都是秃子。像我们现实常说的一些词,年轻人、高个子、大胖子、黄昏、优秀、性能良好、生产率高等等,这些都是模糊概念,但是我们现在所学的数学,是基于疯子康托创造的普通集合论的,是非此即彼的,就是要么对,要么不对,没有中间选择,所以大家在学习数学的时候就会感觉很痛苦,这可不怪大家,这与我们大脑处理信息的方式不一样啊,罗素同学就反对这种非此即彼的概念,他提出了著名的理发师悖论,一个乡村理发师,自夸无人可比,他宣称不给自己刮脸的人刮脸,只给所有自己不刮脸的人刮,有一天,他就发生了疑问,他是给自己刮脸呢还是不给自己刮脸呢?于是,第三次数学危机来了,1965年,扎德在国际期刊《Information  and Control》上面发表奠基性论文《Fuzzy  Sets》标志着模糊数学的诞生。
      当考试时,我们常常用考试成绩来衡量学生学习的效果,如果数学成绩为80分,我们大脑会不自觉的闪现出这个学生的成绩较好,不错等概念,又当我们知道张三的英语成绩为70分时,我们的大脑又会出现一般,平常等概念,如果我们要严格追究80分70分的内涵到底是什么?恐怕我们是说不清的,因此我们又想法规范化,统一用优、良、差三个等级来评价学习成绩,可惜的是,人们又给自己划了三个模糊的圈子,什么是优、什么是良、什么是差呢,优与良的分数界限在哪里?假如90分以上(含90分)为优,那么89分呢?仅一分之差,90分就为优,89就为良,这合理吗?90与89在距离上是那样小,优与良的距离又那样大,以致于二者极不协调,但是模糊数学就能解决这个问题,用模糊集合的隶属函数来描述89分与90接近程度最高,所以它应该属于“优”。
      俗话说“物以类聚”在生产或日常生活中,常常把我们所处理的事物按它们的特征分为几类。比如说,水果店要把运来的苹果分成几类,好的聚为一类,稍差的又聚为一类,然后按不同的价格出售。实际上,事物之间的界线往往是不分明的,像好苹果与次苹果的界线就不清楚,就产生了模糊聚类分析。
模糊数学在医学、气象、心理、经济管理、石油、地质、环境、生物、农业、林业、化工、语言、控制、遥感、教育、体育等方面都已取得丰硕的研究成果。其中最重要的应用领域应是计算机智能,现在最常见的,智能手机,里面的模块就用的是模糊控制技术,智能机器人的核心芯片,也是使用的模糊算法使它的智能程度提高。之前我举的证明所有人都是秃子这个问题,如果现代计算机来做,会是这样的判断一个人是不是秃子,假设500根头发以下算秃子,用了模糊数学技术的程序得出的这个结论是什么呢?499根是秃子的几率100%,501根,99.99%10000根呢?嗯,0.001%的可能性是秃子。呵呵,机器也能判断了。
      语言文字之美,之所以让人沉醉,也是因为它模糊嘛,比如说“飞流直下三千尺”,你要真去量它是长1024米,写在诗里也就不美了。周杰伦的歌之所以很多人喜欢,就是因为歌词模糊,听不清楚,也许听清了也就不喜欢了。有的歌词,你知道是哪些字,意思也是模糊的,不过,有什么关系呢,好听就好啦。
      清晰是暂时的,模糊才是永恒的,数学不只有非此即彼的逻辑,还有有趣的模糊分析,还我数学清白,我爱数学。