近期杂文集锦-数学方法谈

什么是现代数学

如果你觉得数学纯思辨性的类似哲学的东西,那么你可以忽略我下面的所述,如果不是,请看完它,哪怕是心里压着邪火,保持着愤怒。
  只有在古希腊数学才是纯思辨哲学的分支,从罗马帝国的地中海世界开始,一直到今天,数学都只是工具,解题工具。当然这里说的解题并非我们考试中的解题,而是实实在在的处理数据时必须要解决的难题。
  不要把炼丹术和占星术看作是迷信这种不可救药的东西,它们和数学的关系源远流长。首先指出,现代数学和古希腊数学完全不是一个概念,甚至几乎没有什么关联,所以在理解现代数学本质的概念的时候,千万不要去想什么毕达哥拉斯学派什么的。炼丹术和占星术是现代化学和天文学的先祖,当它们无法用咒语欺骗国王的时候,它们就必须拿出证据来保住自己的饭碗,这无形中将它们推向了现代科学的“深渊”。千万不要将哥白尼,伽利略,牛顿…他们看成是拥有现代科学品质的明事理的人,在他们的年代,他们无一例外都披着神学的外衣,只是他们在处理一些棘手问题的时候,偶然间发现了一些所谓的真相,要让这些真相在逻辑上变得合理,他们必须处理大量的数据从而期望导出一些隐藏在这些数据背后的关系。在处理数据的时候,他们无一例外地被数据和关系的复杂性困扰,于是乎他们搞出一些处理技巧,这些技巧就是现代数学的前身,因此可以说炼丹术和占星术引导了现代物理,现代物理激发了现代数学,这其中一脉相承的就是神学和哲学的不断渗透和对抗。
  明白了这些之后,你会发现现在中学大学里的数学课程的教法是多么没有意义。这些课程看似很深邃,然而都是毫无意义的。我记得我上大学的时候(当时还是本科,后来才“进修到大专”),老师给我们讲梯度散度旋度,最后的输出就是背诵了一大堆的定理和公式,我问老师这些有什么用,老师说这些期末考试是必考点,以后考研也会考…后来我退学后跑到了女朋友(小小的妈妈)学校外面的村子里租了个房子,刚过去时,正逢她们班要期末考试了,也要考高等数学,什么洛必达法则,牛顿/莱布尼兹公式…爆炸,她们是日语教育专业啊!考这玩意儿毛用啊!
  然而抱怨是苍白的,我依然要拖着疲惫的身躯去给她们讲高等数学,对了,还包括她的同班男生,反正就是我女朋友全班…讲着讲着我就上瘾了(其实也没讲多久),当有人问我学这些有什么用的时候,我总是微笑着回答,这些都是必考点,以后你们考研也会考,说这话时我特别自豪,微笑里带着些许嘲讽和洒脱,因为我TMD再也不用考试和考研了!我不知道当时这样回答我的老师是不是也是这么想的。
….
在以后的学习生涯中,我彻底摒弃了学校里的那一套,因为我再也不用考试了,而且也不会再参加任何形式的考试。所以我变得天马行空,我从马鞍面导出了Linux Netfilter的设计模型,最终确认作者也是这么想的,然后我想仅仅是精通iptables的配置或者看完conntrack的代码是多么Low啊,于是便更进一步探索了Cisco和Netfilter在设计上的差异,最终实现了基于Netfilter的Cisco模型…在我学习最小二乘法的时候,我试图理解平方的深意,后来我看了牛顿的《原理》之后,发现了平方律和立方律简直就是构成我们世界的基本元素啊!
  王姐姐说牛顿是外星人,我表示赞同。然而牛顿是怎么思考的?!
  1905年,爱因斯坦的奇迹年,主角是一位不修边幅,收入不高的专利局小职员,有点像《三体》小说作者刘慈欣,在火电站工作,不好好上班天天上班时间写小说…然而就是这个爱因斯坦道出了现代数学的本质,它只是工具!爱因斯坦从来没有系统学习过现代数学,他只是在用到的时候去请教身边的数学专家,他真的就是把数学当扳手使的。我不晓得其它的人怎么想,我只知道,狄拉克的算符,费曼的积分,霍金的虚时间轴,这些都是数学上的技巧,你要是问有什么物理意义,我觉得他们本人都说不出,只是这么处理很方便,仅此而已吧。
  那么,既然现代数学只是个工具,岂不是很Low?!No!每一个数学上的突破,均代表了一系列的总结,最终会引领新的突破,这方面,数学已经替代了哲学。在我工作的计算机领域,任何一个想法,如果你不能用数学表示出来,那便是不可处理的,请问不可处理的东西能完成KPI吗?于是便有了数学建模。然而模型的建立谈何容易。
【外出买菜,未完待续】

笛卡尔几何的意义

记得以前读霍金的《果壳中的宇宙》时,惊叹于霍金那个虚时间的引入,构造了一个球形的宇宙模型,然后就可以在这个球体上做很复杂的运算,从而得出宇宙是有限无界这个结论的。如果没有引入虚时间,那么最终将会是一个暴涨的模型,延伸到无穷远处,然而什么是无穷远,这又是一个哲学问题。值得注意的是,引入虚时间只是为了“计算上的简便”,因为无法数学上处理无穷的概念,所以便引入了时间的复平面,只是为了可以在数学上对模型进行定量的刻画计算。
  我惊叹的并非这个霍金宇宙模型本身,而是背后的方法!而这一方法来自17世纪的法国大师笛卡尔。
  我们都知道笛卡尔的贡献,即平面直角坐标系,我们还专门有一门课程叫做《解析几何》(我本人超级喜欢这门课程),研究的就是用“算术方法计算几何问题”,这些计算技巧随便找一个高中生或者大学生都会,然而在这套计算技巧以及一系列公式的背后,方法论的意义远大于此!也就是说,笛卡尔提出了一套方法论,从此以后,只要照着做就能得到答案,再也不需要聪明的才智和神点的灵感(这话有点夸张,只是想表达我对笛卡尔方法的惊叹),换句话说,笛卡尔把几何学给大众化了,这是其伟大之处。
  我来举几个例子。
  在古希腊,欧几里得(类似的人物有毕达哥拉斯,阿基米德等)大师发现或者发明出了很多的小技巧来完成或者至少试图完成他们心中那些伟大的证明,比如尺规三等分角,无理数,垂心定理,在求解这些问题的时候,没有任何既有的方法步骤(即Step by step的那种Howto),此类问题需要人们的灵感,比如巧妙的辅助线,巧妙的问题转换。然而如果将问题扔到笛卡尔坐标系中,天啊,就是解方程问题了!
  具体怎么讲呢?

1.一个三角形可以用三个直线方程表示,一个圆形可以用一个2次方程表示,尺规能不能作图就是要看尺子画的直线的方程和圆规画出的圆的方程经过一系列的联立组合后有没有解的问题

2.垂心定理问题更容易,三条垂线的方程有没有一个公共解!

怎么说好呢?这很简单,以前需要精英拜大师成立一个学派来奋斗几代人的事情,现在可以作为Howto在中学教育中普及了。你还在崇拜那些数学学得好的同学吗?他们可能只是熟记了这套方法和技巧的Step by step而已吧,照理来讲,文科生应该经过训练也行的。
  如果说笛卡尔提供了一个装配几何几轮的流水线,那么近现代大多数的数学领域的专家学者都是这流水线上的工人,只有能够深刻领会笛卡尔方法论的人才能再次成为大师。我的意思是说,不要去当流水线工人,而是去创造一套新的流水线,将复杂的问题变得可操作流程可控消除不确定,正如笛卡尔坐标系将所有几何问题转换为代数解方程问题一样。除此之外,笛卡尔方法论还有一个更为重要的特征,它不光提供了一套Howto,它还提供了一个舞台,在这个舞台上,直接催生了微积分,当然这个不是本文的主题。
  最后,我们看看都有哪些笛卡尔方法论促成的流水线。
  自16,17世纪以来,这方面的例子非常多,但是典型的我认为包括矩阵行列式,复平面,狄拉克算符,费曼路径积分,霍金虚时间。其实,早在笛卡尔之前很久,依照这种方法论就已经有很多成果了,比如负数的出现,0的发现等等。
  因此,笛卡尔的方法论背后的意义我们需要去仔细的研究,笛卡尔作为一个集大成者,和牛顿以及所有的大师一样,也是站在前辈的肩上做出了举世瞩目的成绩,留下了宝贵的遗产。在此,推荐一本书,北京大学出版社出版的科学元典译丛中的一本《笛卡尔几何》(这套书中几乎每一本我都看过,非常不错,返璞归真,原汁原味,强烈建议阅读)。

宿舍管理员/保安/安检员/老师…

题目中的这些都是职业,职业而已。这些职业不是那么让人瞩目,然而即便他们领取再少的薪水,我也不会觉得他们的职业很Low,毕竟每个人都需要一个领工资的地方,正如《潜伏》中谢若林说的那样。
  然而在中国,事实上却把职业分为了Low和High两个层级,具体来讲就是管理者类型的职业哪怕只是一条狗也会觉得很High,他们会肆无忌惮地给所有人发号施令,最终可能会给自己或者他人带来不可挽回且令人悲哀的结局。
  我列举中的所谓管理者职业包括但不限于学生宿舍管理员,小区或者写字楼的保安,地铁安检员,学校的老师。这些人会不断的发号施令,行使自己人生中那不多甚至仅有的尊严:

1.小区保安对着业主怒吼,责令;
2.地铁保安毫不礼貌地大声向人群训斥:不要站在黄线内!退后!退后!好像自己是上帝一样;
3.老师打学生,就因为他是老师,是管理者;
4.宿舍管理员强行熄灯,锁门,就因为他是管理者。
5.城管….

然而结局可能不像这些管理员YY的那样,就我亲眼看到的,我高中的一帮学生暴打了宿舍管理员,一个很横的老师被一个学生打到医院…这些悲剧其实完全是可以避免的。为什么没有避免?因为中国人心里总有一种驾驭欲望和管理意识!
  一个很内向,连个话都说不全的程序员为什么总想着当经理,不是他想当经理,是因为在中国,人们心中仰慕的就是管理者,只要你是管人的,你就牛,你要是不管人,水平再高也扯淡。这就是中国管理者文化!
  很多人怕谁,不怕牛逼的人,反而怕老师,怕保安,怕经理,怕城管,怕公安…其实自己也没做什么他们能行使权力的事情,这到底为什么?因为在我们国家,他们就代表权力,他们就是老大,只因为他们是管理者,管理者就是牛。你们见过80年代一个科学家给门卫送礼的吗?…
  然而反过来,门卫保安,老师,安检员,他们的职业本来就很卑微,收入又少,他们怎么获得幸福感?只能在行使权力中来YY,这正是一种不公平导致了另一种不公平!
  程序员比保安工资高,那就得受保安公安怒斥,有本事你去打他啊,他是执法者,你打不过他,你丢人还坐牢,你打得过他你还是要坐牢,你怎么办?只能听他的。问题是,如果把一个保安和基层公安的薪资提升到程序员的水平,他们便没了为难你的欲望,大家也就安好如一家了,是吧。
  共创和谐社会,先把内部矛盾解决了再说,程序员和老师,保安较劲个毛线啊,都是一条线的嘛…

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