你不是数学不好,只是没发现这3种“数学思维”早已是你的本能

你不是数学不好,只是没发现这3种“数学思维”早已是你的本能

你不是数学不好,只是没发现这3种“数学思维”早已是你的本能

我们常常觉得数学是天才的游戏,充满了我们无法理解的符号和公式。但如果告诉你,那些最深刻的数学思想,其实是我们每天都在使用的生活智慧,只是换了一种表达方式呢?

很多时候,我们对数学感到困惑,并非因为我们缺乏天赋,而是因为我们被教导去记忆公式,而不是理解其背后的思想。就像视频中提到的,中国的数学教育甚至在某种程度上是“拧着来”的,让我们先学求导再学积分,导致很多人只会背诵公式,却不知其所以然。

今天,让我们跳出死记硬背的模式,从一个全新的角度,探索那些早已融入我们直觉的数学思维。你会惊讶地发现,你比自己想象中更懂数学。

逼近思维:从“差不多”到“就是它”的艺术

生活中我们总会遇到一些无法直接解决的复杂问题。怎么办?一个很自然的想法是,先用一个简单模型去近似它,然后不断修正,让这个简单模型一步步接近最终的答案。这就是“逼近思维”。

这正是微积分的核心思想。比如,如何计算一个不规则曲线下的面积?直接算不了。但我们可以把它切成无数个极窄的小矩形,这些小矩形的面积加起来,就无限接近于曲线的真实面积。这就是积分的本质——用部分之和逼近整体

一个反直觉的知识是,从数学史的角度来说,是先有积分才有导数。我们上学时先学求导,只是为了考试方便。导数的真正意义在于描述“变化的速率”或“影响变化率的因素”。比如,你的存款是一个函数,那么它的导数就代表了你的收入、支出等影响存款变化速度的因素。

贝叶斯定理也是逼近思维的绝佳体现。我们对世界的认知,是从一个模糊的初始猜测(先验概率)开始,随着不断观察到新的证据,我们持续更新和修正自己的判断(后验概率),从而越来越接近真相。软件的更新迭代也是如此,从一个不完美 V1.0 版本开始,根据用户反馈不断修正,最终逼近一个完美的产品。

降维与抽象:看透事物本质的“X光”

面对一个复杂到眼花缭乱的系统,我们该如何理解它?数学家会使用一种强大的工具:降维与抽象。简单来说,就是忽略次要细节,抓住最核心的特征,把一个高维度、复杂的问题,转化成一个低维度、简单的问题来理解。

视频中提到的 SVD 图像还原就是一个经典例子。一张高清图片包含了海量的数据,但我们可以通过算法提取出图片最关键的特征信息(奇异值),用这些少数的关键信息就能大致还原出整张图片。我们丢掉了一些细节,但抓住了图片的“骨架”。

这种思维方式,就是把一个具体对象分解到它的“特征模式”的基底当中。比如傅立叶变换,能将任何复杂的声波分解成一堆简单的正弦波。这让我们明白,无论多么复杂的声音,其本质都是由简单的频率组合而成的。这是一种典型的降维思维,帮助我们从纷繁的表象中洞察本质。

递归与迭代:在重复中发现世界的秩序

你有没有观察过蕨类植物的叶子?你会发现,每一片小叶子的形状,都和整片大叶子惊人地相似。树的枝干也是如此,主干分出大枝,大枝分出小枝,小枝再分出更小的枝丫,它们的结构模式在不断重复。这种“整体与部分”的相似性,在数学上被称为“分形”。

理解这种现象,有两种核心思路:递归(Recursion)与迭代(Iteration)。

  • 递归关注的是“是什么”,它从结构上描述事物。比如,一棵树 = 一个主干 + 几棵更小的树。这个定义本身就包含了自己,形成了一种自我嵌套。
  • 迭代关注的是“怎么做”,它从过程上描述事物。比如,画一棵树的步骤是:1. 画一个主干。2. 在主干末端画几个小分叉。3. 在每个小分叉的末端,重复第2步。这是一个不断重复相同动作的过程。

这两种思维方式,一个描述静态的结构,一个描述动态的生成过程,它们共同揭示了自然界中许多复杂事物背后惊人简洁的生成法则。从编程到社会结构的演化,这种思想无处不在。

数学思维并非遥不可及的屠龙之技,它是一种将复杂问题简化、将现实世界模型化的强大工具。它不是关于记忆,而是关于理解;不是关于计算,而是关于洞察。

当我们开始用数学的眼光看待世界,那些曾经看似混乱无序的问题,是否也开始呈现出它们内在的结构与美感?

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