一 数学与抽象
1.1 数学的对象与抽象思维
数学是抽象性极强的一门科学。数学的对象都是抽象思维的产物。研究数学对象与抽象思维的关系,是对数学与思维关系进行探讨的出发点。
“抽象”这个词,来源于拉丁文“abstractio”,原文含有“排除、抽出”的意思。所谓抽象思维,一般指抽取出同类事物的共同的、本质的属性或特征,舍弃其他非本质的属性或特征的思维过程。这里有两个条件:第一,抽象出来的本质属性或特征原来就存在于同类事物之中,抽象的过程只是把它分离了出来;第二,抽象出来的一定是事物的本质属性或特征,是决定其他非本质的属性或特征的东西。数学的抽象思维在很多情况下也具有这样的特点,但在另一些情况下则不尽然。
有许多数学对象是依靠抽取的办法获得的。比如从三只鸟、三个苹果和三棵树这类具体事物中抽象出“三”这个数字概念,在全体偶数、全体整数、全体有理数、全体实数这些集合的性质中抽象出“基数”这个概念,等等。古语说:“有所得必有所失”。经过这样抽象获得的数学对象,在概念外延上更宽广一些,但在内涵上(或结构上)就贫乏软弱一些。我们不妨称这种抽象类型为“弱抽象”。举个稍微深一点的例子。如果我们考察欧氏空间内积具有的性质,把它的基本性质抽取出来作为内积公理,舍弃欧氏空间内积的其他性质和具体形式,这样就得到了抽象的“内积”概念,它包括一切满足内积公理的关系。具有内积的线性空间叫做内积空间。内积空间比欧氏空间广,但内积空间中的拓扑结构比欧氏空问弱。弱抽象简单地说就是减弱数学结构的抽象。
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