數與人系列:數字運算的雙重性

更新於 發佈於 閱讀時間約 5 分鐘

雖然一般人多認為數學運算是理性的,但許多自然學家其實對數字的合理性懷抱著疑惑。從數學物理學家 Eugene Wigner 的文章 「The unreasonable effectiveness of mathematics in the natural sciences」在科學界引起廣泛討論即可窺見這種微妙的雙重性。

人可以定義「數字」的概念,但「數字」和 「運算」一但被定義出來,似乎又有了自己的生命,不受發明者的控制。數學家可以定義「符號」概念是什麼,但又似乎無法掌握「符號」會創造出什麼。「數字」是一種會自行創造規律的符號,數學家的工作只是在「發現」這套符號系統中所蘊藏的規律,並不見得要預見這套規律與在現實中的意義。

當然,數學家可以很宅,很超於物外,好的自然學家最關心的還是現實,數字只是發現自然規律的工具,所以會不停追問「數字的現實意義」,也難免遇見心理上無法接受的數字模式。

在數字的四則運算中,除法似乎是最能令數字人抓狂(或著迷)的運算。

1/2 = 0.5 似乎相當合理,但是,1/3 = 0.33333⋯⋯ 究竟是什麼?

再往下算算 1/4 = 0.25 , 1/5 = 0.2 回復理性之後,又冒出來 1/6 =0.66666⋯⋯,而接下來的 1/7 = 0.142587142587⋯⋯ 的規律性又代表著什麼?

當然,你可以說,小數點本身就是無理的,小數點讓數字人陷入了圓周率的奇幻漂流。

從幾何的角度出發,所謂「圓周率」就是圓周和直徑的比率,而且不管圓的大小,都擁有相同的圓周率。一切似乎都非常合理。

但是,看看下面的影片,pi 這玩意兒在小數點之後居然有這麼多數字而且不會循環,真的是太無理了,是吧?


於是,數字人決定將無法用兩個整數表現的數字,例如圓周率,叫做「無理數」。

不過,就心理層面來說,除法雖然令數字人困惑,但其實減法對大多數人的生活所帶來的負擔其實更為真實。

比如說,你有一個池子,裡頭不知道有多少魚,你只知道你從來都沒有放魚苗到池子裡,而且每天都要從池子裡撈出一條魚請客。最後,終於,你的池子裡一條魚也沒有了,但你依舊想每天撈一條魚請客,怎麼辦呢?

笛卡兒( Descartes )認為:「比『無』還小的數是不存在的。」所以,沒有魚就是沒有魚了!不只笛卡兒這麼想,帕斯卡 ( Pascal ) 也這麼認爲:「從零減去一還是零。

在「負數」的觀念上,中國應該是世界上最早開竅的國度,據說,中國在大約西元前二世紀就認識到了「負數」的存在。人們在籌算版上運算的時候,就用黑籌表示負數,紅籌表示正數。

當然,到了近代的會計學,虧損是用紅色來表示,所以才會用「赤字」一詞來表示政的虧損。

所以回到魚的故事,什麼是「負一條魚」? 應該就是儘管自己的池子裡已經沒有魚了,但你還是每天都準備了一條魚請客。

池子裡明明沒有魚了,卻還是每天有魚吃,說起來還真是幸運。只是如果看著空著的魚池,心中有數的人難免要焦急的,這就是「負數」的 「負面心理效果」。

所以,數字人雖然發明了「負數」,但心中其實很不喜歡負數,也很不想面對負數。

不過,在負數的世界中,有一個不可思議的性質,叫「負負得正」,這是怎麼來的呢?

以上述魚的例子來說明,自己的池子裡已經沒有魚了,但你還是每天有一條魚吃,過了100天後,你就有了「負100條魚」。這可以用 -1 ×100 求得。

那麼,如果,問題變成,雖然你現在的池裡沒有魚。但在過去100天裡,你每天都撈一條魚吃,請問你的池子原來有幾條魚?

答案應該是 -1 × -100 = 100 吧!

當然,時光不能倒流,所以我們也回不去那池裡有一百條魚的好時光了。

我們應該是想想如何改進我們的制度,讓我們的未來更美好吧? 如果說,我們要讓罷免成為選舉制度的一部分,甚至常態,也許我們也該考慮如何讓「罷免」的行使更合理,其中自然也包括在選舉時就加入負數票的觀念。

在這充滿負數的時代,就讓我們期待「負負得正」的情勢出現吧!
















留言
avatar-img
留言分享你的想法!
avatar-img
蓮子水共同體的沙龍
55會員
425內容數
曬書天,好奇地。 文圖連播,播出新識界。 紅柿子在這方小天地不只曬書,也曬心得。
2021/10/29
地圖是人類探索空間的利器,在歷史上,地圖除了幫助人們探索新空間,還如何幫助人們解決城市中的傳染病問題呢? 在數位化的浪潮中,繪製資訊地圖越來越容易,我們又可以如何運用投票結果來讓「代議民主」運作得更順暢呢?
Thumbnail
2021/10/29
地圖是人類探索空間的利器,在歷史上,地圖除了幫助人們探索新空間,還如何幫助人們解決城市中的傳染病問題呢? 在數位化的浪潮中,繪製資訊地圖越來越容易,我們又可以如何運用投票結果來讓「代議民主」運作得更順暢呢?
Thumbnail
2021/08/17
一個國家印的鈔票如果太多,超過流通中實際上所需要的貨幣量,就很有可能造池通貨膨漲現象。如果大家都把五倍券往大賣場送,會不會形成「通貨膨脹」或「馬太效應」的現象呢?
Thumbnail
2021/08/17
一個國家印的鈔票如果太多,超過流通中實際上所需要的貨幣量,就很有可能造池通貨膨漲現象。如果大家都把五倍券往大賣場送,會不會形成「通貨膨脹」或「馬太效應」的現象呢?
Thumbnail
2021/08/12
在西方,有越來越多思想家開始思辨資本與金錢(或貨幣)的關係。貨幣很早就出現,但卻沒有發展成「提高生產力」的觀念,而這才應該是「資本」能提高「財富」的關鍵。 既然中國共產黨主政下的「國家資本主義」發展如此受世人矚目,我們不妨採用這個「提高生產力」的觀念來看近來在台灣「現金」與 「五倍券」的爭議。
Thumbnail
2021/08/12
在西方,有越來越多思想家開始思辨資本與金錢(或貨幣)的關係。貨幣很早就出現,但卻沒有發展成「提高生產力」的觀念,而這才應該是「資本」能提高「財富」的關鍵。 既然中國共產黨主政下的「國家資本主義」發展如此受世人矚目,我們不妨採用這個「提高生產力」的觀念來看近來在台灣「現金」與 「五倍券」的爭議。
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
孩子寫功課時瞇眼?小心近視!這款喜光全光譜TIONE⁺光健康智慧檯燈,獲眼科院長推薦,網路好評不斷!全光譜LED、180cm大照明範圍、5段亮度及色溫調整、350度萬向旋轉,讓孩子學習更舒適、保護眼睛!
Thumbnail
孩子寫功課時瞇眼?小心近視!這款喜光全光譜TIONE⁺光健康智慧檯燈,獲眼科院長推薦,網路好評不斷!全光譜LED、180cm大照明範圍、5段亮度及色溫調整、350度萬向旋轉,讓孩子學習更舒適、保護眼睛!
Thumbnail
創作者營運專員/經理(Operations Specialist/Manager)將負責對平台成長及收入至關重要的 Partnership 夥伴創作者開發及營運。你將發揮對知識與內容變現、影響力變現的精準判斷力,找到你心中的潛力新星或有聲量的中大型創作者加入 vocus。
Thumbnail
創作者營運專員/經理(Operations Specialist/Manager)將負責對平台成長及收入至關重要的 Partnership 夥伴創作者開發及營運。你將發揮對知識與內容變現、影響力變現的精準判斷力,找到你心中的潛力新星或有聲量的中大型創作者加入 vocus。
Thumbnail
“數學中可能沒有任何符號像數字 pi 那樣引起如此多的神秘、浪漫主義、誤解和人類興趣”-William L. Schaaf,<Pi 的自然與歷史> 自古人們便認為"圓"是一種神性的存在。印地安人做的每件事都在一個圓內, 因為世界的力量總是在圓內運轉, 而且每一件事總想試著變成圓形。 即使是季節的更
Thumbnail
“數學中可能沒有任何符號像數字 pi 那樣引起如此多的神秘、浪漫主義、誤解和人類興趣”-William L. Schaaf,<Pi 的自然與歷史> 自古人們便認為"圓"是一種神性的存在。印地安人做的每件事都在一個圓內, 因為世界的力量總是在圓內運轉, 而且每一件事總想試著變成圓形。 即使是季節的更
Thumbnail
從自然數、整數,到有理數及實數,透過石頭、沙子和水的故事比喻。
Thumbnail
從自然數、整數,到有理數及實數,透過石頭、沙子和水的故事比喻。
Thumbnail
1+1>2 可能嗎?? 一般人或許不太相信...
Thumbnail
1+1>2 可能嗎?? 一般人或許不太相信...
Thumbnail
零 代表着空虛,又充滿着一層又一層的含義,總之,他是個叫人琢磨不透的數字。  零是-1與1之間的整數,也是兩個奇數之間的偶數。0既不是正數也不是負數。在數論中,0不屬於自然數;但在集合論和電腦科學中,0屬於自然數。0在整數、實數和其他的代數結構中都有著單位元素這個很重要的性質。 零,一個整數,在正數
Thumbnail
零 代表着空虛,又充滿着一層又一層的含義,總之,他是個叫人琢磨不透的數字。  零是-1與1之間的整數,也是兩個奇數之間的偶數。0既不是正數也不是負數。在數論中,0不屬於自然數;但在集合論和電腦科學中,0屬於自然數。0在整數、實數和其他的代數結構中都有著單位元素這個很重要的性質。 零,一個整數,在正數
Thumbnail
一下的另一個單元,拆成一元一次不等式,還有屬於對數字敏銳度的比例與統計。這要分開講一下,首先談不等式,這跟之前的方程式有不小差距,許多同學會一下子轉不過來,尤其是正負號的轉變上。
Thumbnail
一下的另一個單元,拆成一元一次不等式,還有屬於對數字敏銳度的比例與統計。這要分開講一下,首先談不等式,這跟之前的方程式有不小差距,許多同學會一下子轉不過來,尤其是正負號的轉變上。
Thumbnail
同學可以懂,加上絕對值,是要讓符號出來後都是正數,但其實不懂這個過程代表什麼。絕對值的意思,是指「距離」,理論上老師上課都會說,但應該有哪邊出問題,導致筆者見到的案例,就是沒把「距離」的概念記到腦袋裡。
Thumbnail
同學可以懂,加上絕對值,是要讓符號出來後都是正數,但其實不懂這個過程代表什麼。絕對值的意思,是指「距離」,理論上老師上課都會說,但應該有哪邊出問題,導致筆者見到的案例,就是沒把「距離」的概念記到腦袋裡。
Thumbnail
    在古希臘的幾何中,只有直尺、圓規兩種工具,所以無法找出倍立方體的解。當代數出現時,人們可以求出未知數的解, 但卻遇見新的問題:虛數到底是什麼?我們可以先定義一個概念,再了解這個概念是如何運作的嗎?     
Thumbnail
    在古希臘的幾何中,只有直尺、圓規兩種工具,所以無法找出倍立方體的解。當代數出現時,人們可以求出未知數的解, 但卻遇見新的問題:虛數到底是什麼?我們可以先定義一個概念,再了解這個概念是如何運作的嗎?     
Thumbnail
    數學和其他科學有一個很不同的地方在於數學家可以證明(prove)一些定理為真,而其他科學只能證實(confirm)一些法則。這句話的意思是,在數學家之間,一但某個定理被證明為真,其他數學家就不會再花工夫去推翻這個定理了。一起探索數學的證明和人間事的奇妙關係吧!
Thumbnail
    數學和其他科學有一個很不同的地方在於數學家可以證明(prove)一些定理為真,而其他科學只能證實(confirm)一些法則。這句話的意思是,在數學家之間,一但某個定理被證明為真,其他數學家就不會再花工夫去推翻這個定理了。一起探索數學的證明和人間事的奇妙關係吧!
Thumbnail
  眾人一提到數學,的確會想像它是嚴密嵌合的邏輯代碼,是不可移動的判準依據,然實際上,它與現實生活是相互影響的,在更廣袤框架下,自教育、文學、藝術、歷史裡,都可以從中析分出數學意義,這便是所謂文化;從出現、發展到集大成者,當中亦存在著先後與否的因果關係,將現象置放到正確位置給予適當評價,會稱之脈絡。
Thumbnail
  眾人一提到數學,的確會想像它是嚴密嵌合的邏輯代碼,是不可移動的判準依據,然實際上,它與現實生活是相互影響的,在更廣袤框架下,自教育、文學、藝術、歷史裡,都可以從中析分出數學意義,這便是所謂文化;從出現、發展到集大成者,當中亦存在著先後與否的因果關係,將現象置放到正確位置給予適當評價,會稱之脈絡。
Thumbnail
自然界充滿了各種奇妙的圖形,迷惑著各式各樣的心靈。數學家提我們打開了一扇窗,認識這些奇妙圖形背後的規律。
Thumbnail
自然界充滿了各種奇妙的圖形,迷惑著各式各樣的心靈。數學家提我們打開了一扇窗,認識這些奇妙圖形背後的規律。
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News