421. 数学中符号运算的训练,是学习其他科学的绝佳准备;……现实世界的工作需要人们持续掌握各种符号。 ——J.w.A. 扬《数学教学》(纽约,1907年),第42页
数学习符号之法,可为格物诸学之津梁;尘世诸事,亦赖符号以明其理、成其功。——J.w.A.扬《数学教学》(纽约,1907年),第42页
422. 数学的一个显着特点是,它能无限地衍生出实例和问题。学生可能只读了欧几里得的一本书,或者代数的几个章节,但在这个有限的知识范围内,就能为他设置与所学命题同样真实有趣的练习题;这些推导过程可能会让古希腊几何学家感到满意,这些代数命题也不会被帕斯卡和费马轻视。 ——艾萨克·托德亨特《数学的自主学习:学科的冲突及其他论文》(伦敦,1873年),第82页
数学之奇,在于能化生无数例题、妙题。学子纵仅览欧氏几何数卷,或习代数数章,亦可据其所知,演证新题。其所得之推论,足悦古希腊几何先哲;其代数命题,亦堪入帕斯卡、费马法眼。——艾萨克·托德亨特
《数学自主学习:学科冲突及其他论文》(伦敦,1873年),第82页
423. 如果你希望一个人善于推理,就必须尽早对他进行训练;锻炼他的思维,让他观察观念之间的联系,并按逻辑顺序思考。没有什么比数学更能达到这个目的了。因此,我认为所有有时间和机会的人都应该学习数学,倒不是要把他们培养成数学家,而是要让他们成为理性的人。因为尽管我们都自称理性,只要愿意,我们生来就具备理性的潜质,但可以说,天性只赋予我们理性的种子,而我们最终能走多远,取决于自身的勤奋和专注。 ——约翰·洛克《理解的指导》,第6节
欲培人精思善辩之能,当趁早磨砺。使其观物类之关联,循其理而穷其变。此中妙法,无逾数学。故凡有暇、有能者,皆宜习之。非求其成算学巨匠,实欲塑其理性之质。人虽天生具智,然禀赋仅为萌芽,终须勤勉深耕,方能致广大而尽精微。——约翰·洛克《理解之指导》,第6节
424. 其次,学习数学会让人们明白,在推理过程中,有必要区分所有不同的概念,看清当前研究中涉及的所有概念之间的关系,并摒弃与手头命题无关的概念,完全不考虑它们。在除数量关系之外的其他领域,这种方法对于正确推理绝对必要,尽管在这些领域中,人们不太容易注意到这一点,也不会认真践行。在那些被认为不需要证明的知识领域,人们往往笼统地进行推理;如果通过粗略模糊的观察,或者片面的思考,能得出看似合理的结论,他们通常就会满足于此;尤其是在争论中,人们会抓住每一根稻草,任何能为论点增色的内容都会被大肆宣扬。但如果不将所有要素逐一区分,忽略无关内容,而是从所有相关细节的综合结果中得出结论,这样的思维状态是无法发现真理的。 ——约翰·洛克《理解的指导》,第7节
再者,研习数学,可知思辨之要:必析诸念之异,辨其关联;舍无关之论,绝虚妄之想。此道非独用于量度之学,于他事之明辨亦不可或缺,然唯算学能使人深悟而笃行。若夫他学之域,世人多囫囵而思。观物粗略、立论片面,偶得似是而非之见,便觉足矣。尤其论辩之时,每执细故为据,牵强附会,矜夸不已。然欲探真理,必细剖毫厘,弃冗杂而取精要,汇众理而得确论。否则,终为迷途之人耳。——约翰·洛克《理解之指导》,第7节
=425.= 我之前曾提及数学,其中代数学为理解力提供了新的助力与视角。我提及这些并非要让每个人都成为精通的数学家或资深的代数学家;但我认为,即便对于成年人而言,研究数学也有无限用处:首先,通过实践能让他们确信,要让一个人合理推理,仅有自己满意且在日常中足够用的天赋是不够的。一个人在这些研究中会发现,无论他觉得自己的理解力有多好,在许多事情上,甚至是那些显而易见的事情上,理解力也可能会辜负他。这会消除大多数人在这方面对自身的自负;他们也不会轻易认为自己的心智无需帮助来拓展,不会觉得自己理解力的敏锐和洞察力已无可增添。——约翰·洛克《人类理解论指导》,第7节
仆前尝言数学,其中代数为格物致知之新助,别开生面。然非欲人人皆成算学巨擘、代数耆宿也。窃以为,即成年之士,研习此学,亦获益匪浅。首者,以实证之,欲善推理者,徒恃天赋,于日用间差强人意,犹未足也。人习此学,则知纵自恃其智,于诸多显明之事,亦有智穷之时。如此,可祛常人于此道之骄矜,不复轻谓己心无待增益,不复妄言己之睿思洞察无可进矣。
——约翰·洛克《人类理解论指导》,第七节
=426.= 我曾提到数学是让心智养成严密且连贯推理习惯的一种方式;并非我认为所有人都必须成为资深数学家,而是因为,一旦掌握了数学研究必然带给心智的推理方法,人们就能够在有需要时将其迁移到知识的其他领域。因为在所有类型的推理中,每个单独的论证都应像数学证明一样处理;观念之间的联系和依赖关系应被追踪,直到心智触及它所依据的根源,并始终观察到其中的连贯性……
——约翰·洛克《人类理解论指导》,第7节
仆尝言数学可令心府成缜密循次推理之习。非谓人皆须深通算学,实以其学必授人推理之法,若遇他学,亦可触类旁通。盖凡推理,每论皆当如数学之证,细察观念之关联倚赖,穷其本源,通贯首尾,观其脉络相承……
——约翰·洛克《人类理解论指导》,第七节
=427.= 作为对推理能力的训练,纯数学是一种极佳的训练,因为它仅由“推理”构成,不会让学生因“判断”的训练而负担过重;而且最好先开始一次学习一件事,并将心智训练的组合推迟到更晚的时期。
——R. 惠特利《培根随笔注释》(波士顿,1873),第一篇随笔,第493页
若为练思之术,纯数学堪称妙法。以其唯恃推理,不杂判断之务,可使人专习一事,循序渐进。初学之际,宜先专精,而后兼修他术,此乃善学之道也。
——R. 惠特利《培根随笔注释》(波士顿,1873),首篇,第四百九十三页
=428.= 自古就有这样一种说法:几何学是极佳的逻辑学。必须承认,当定义清晰时;当公设无法被拒绝、公理无法被否定时;当从对图形的清晰思考和比较中,通过一连串始终连贯的推论推导出其性质时,且对象始终在视野中、注意力始终专注于其上;此时就会养成一种严密、精确且有条理的推理习惯;这种习惯会强化和磨砺心智,且当它被迁移到其他学科时,在追求真理的探究中具有普遍用途。
——乔治·贝克莱
《分析学家》,第2章;《着作集》(伦敦,1898),第3卷,第10页
古云:“几何者,至精之逻辑也。”诚哉斯言!夫定义昭昭,公设无可驳,公理不可违。观图形之象,比其异同,以连环相扣之推论,穷其性质。目不离象,神不外驰,则能成谨严精审、条理井然之推理之习。此习既成,可砺心智,若推及他学,于求道问真之事,皆大有裨益。
——乔治·贝克莱《分析学家》,第二章;《文集》(伦敦,1898),卷三,第十页
429.假设我想训练自己的推理艺术;假设我想跳出猜想与概率的领域,摆脱权衡证据的艰巨任务——不必再费力拼凑实例来归纳普遍命题,而只想知道如何正确处理已获得的普遍命题,并从中演绎出正确结论。显然,这种思维训练在最基础原理绝对正确的学科中效果最佳。因为在所有思考中,若得出错误结论,无非两种原因:要么始于错误前提(此时无论推理多缜密都难逃谬误),要么推理过程本身有缺陷(此时即便前提完全正确,结论仍可能错误)。
但在数学或纯粹科学中——几何、算术、代数、三角学、变分法或曲线微积分——我们至少确信其第一原理绝无错误可能,因此可将全部注意力集中于推理过程本身。正因这些学科皆以空间与数量的基本真理为基础,它们历来被视为最严密的逻辑训练。当柏拉图在学园门口刻下未通几何者不得入内时,并非要求弟子们讨论线与面的问题。相反,他引导弟子思考的是人类存在、责任、命运及其与神灵和未知世界关系等最深奥的命题。几何学与这些何干?
关键在于:未经系统思维训练、不懂从前提中合法推导结论之人,根本不配探讨这些崇高命题;而柏拉图时代唯一体系化的数学科学——几何学,恰恰能提供这种必需的逻辑训练。我们英国长久以来也奉行此原则。未来的律师、牧师和政治家们在大学被要求研习大量曲线、角度、数字与比例知识,绝非因这些内容与其职业生涯有何关联,而是通过学习它们,方能养成坚定精准的思维习惯——这种习惯对人生一切志业的成功都不可或缺。
——J. c. 菲奇,《教学演讲录》(纽约,1906年),第291-292页
设吾欲精研推理之术,冀脱臆测揣度之域,免罹权衡证验之苦。不劳缀辑事例以成公论,但求明于处置既得之通理,而能演绎确论。其理昭然,若欲炼此思维,莫若求诸基理确凿之学。盖凡思索致误,其因有二:一者始于谬论,纵推理缜密,终陷歧途;二者推演失当,虽前提无误,亦难获正解。
至于数学及纯粹之学,若几何、算术、代数、三角、变分、微积之属,吾人可笃信其根本原理无谬,故能专意于推演之术。此等学问,皆立基于空间数量之至理,向被视为逻辑锤炼之极则。昔柏拉图于学园门首刻铭曰:“未谙几何者,勿入斯门。”非欲学徒徒事线面之辨,实欲其思索人生、责任、运数,以及人神之际、幽明之故等玄奥之旨。几何之学,与斯事何涉?
其要在于:若人未受系统思维之训,不明推论之法,则无足与论此等高深之理。而柏拉图之时,几何学为唯一体系完备之数学,正可授人以必需之逻辑训练。吾英邦亦久循此道,凡习律、学道、志在经纶之士,于太学之中,必研求曲线、角度、数理、比例之学。非以其与他日功业相关,实欲借此养成精审果决之思维,盖此等习性,于人生百业之成,皆不可或缺也。
——J. c. 菲奇,《教学演讲录》(纽约,1906年),第291 - 292页
430.所有人都承认:一个成熟甚至合格的思考者绝非仅凭天赋就能造就——日常经验清楚表明,教育能开发那些否则永远不会显现的潜能。因此,要具备推理能力,必须先学习如何推理,正如要学会游泳或击剑就必须先接受训练。推理必须有所依托,具体对象并不重要,只要能确保推理过程可靠即可。心灵或物质的特性、语言研究、数学或自然历史都可作为训练素材。而在所有选项中,最理想的是选择能验证推理结果的领域——即通过测量或各类直观演示等其他手段来检验结论真伪的学科。
就像最初发现磁石指向性时,人们必须在探险航行前反复验证这项新发现的可靠性。我们的理性能力同样如此:在完全信任推理之前,最好先在能通过其他方式验证结论真伪的对象上锻炼这种能力。数学尤其适合这种训练,原因如下:
1. 术语明确定义:每个概念都有清晰解释且唯一含义,极少出现同义术语混用。
2. 公理不言自明:基本原理直观可见,所需观察力不超过儿童普遍认知水平。
3. 证明绝对严谨:除自明公理外不作任何假设,不依赖概率,完全独立于权威与主观意见。
4. 结论可被检验:几何结论可通过实际测量验证,代数结论可通过算术计算复核——这对建立信心至关重要。正如前文所言,理性不应是导师,而应是学生。
5. 概念界限分明:不存在含义相近易混淆的词汇,术语间非此即彼,完全规避表示程度差异的形容词\/副词。
——奥古斯塔斯·德摩根,《数学研究与难点》(芝加哥,1898年),第1章
世人咸谓:善思之士,非独恃天赋可成。验诸日用,教育能启潜藏之智,若弗然,则终隐而不彰。故欲精于推理,必先学其法,犹习泳、练剑,非经训诫不能得也。推理必有所凭,所据之物非关宏旨,要在能证其推演之确。或究心物之性,或治语言之学,或习数理,或研博物,皆可为练思之资。然诸科之中,最善者莫若能验其结论者——即以量度、演示等术,核其论之真伪。
昔人初察磁石指南之性,必于航海前再三核验,以证其信。吾人之理性亦复如是,未可遽信,当先择可核之事物,习练其能。数学之为用,尤适于斯道,其由有五:
一曰名辞精审。每立一义,释义明切,旨归唯一,鲜见异名同实之弊。
二曰公理自显。根本之理,昭然若揭,其智识之需,不逾童蒙之量。
三曰论证谨严。除自明之理,不假他设,不恃或然,超然于权威私见之外。
四曰结论可征。几何之论,以度测验;代数之解,以算复核。此于树立信据,最为切要。如前所云,理性非师道,实当为学徒。
五曰概念判然。义无模棱,辞无含混,非此即彼,绝去形容之辞,不涉程度之差。
——奥古斯塔斯·德摩根,《数学研究与难点》(芝加哥,1898年),首章