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集合,这里使用本人喜欢的定义:一群元素的集合,这些集合含有一个共同的特征性质。如果将集合与概念相对应,则此处的特征性质对应内涵,而元素的集合对应外延。
所以,概念可以放到集合论的框架下去。
而概念是人类智慧的来源。人类从自然世界获取信息,从信息中抽取出概念。依据概念建立模型,然后根据模型的发展预测自然世界的发展。预言能力是人类最终极的竞争力。所以,本人认为:概念是人类智慧的来源。
所以,研究集合论可能能够给出人类进行思考的框架,或者说是方法论,即:思考的方法。
那么,回顾一下,普通的集合论可进行一些什么操作呢?回想起来,主要有子集、交集、并集、补集、差集以及直积。
这些操作能告诉我们什么呢?如果将其与对概念的操作进行类比我们能发现什么呢?
首先,本人想补充一下。任何操作都是需要操作者的。对于普通集合论,我们可以给它加上一个信息机(人类、图灵机)作为操作者。假设这一操作者对某一集合执行一个求子集的操作,那么这对应概念操作中的什么呢?
是分析。
总可以找到这样的特征性质,使得操作可以依据特征性质来进行。首先,存在全集U,U对应一个特征性质u。然后,给出一个特征性质a(在这里元素对于a只存在满足和不满足两种情况),则可依据U中元素是否满足特征性质a而放入哪一个集合。满足a的元素放入A,不满足a的元素放入B。这就完成了U上对a的分析。
显然这一过程可以多次的进行下去,从而完成对U的系统分析,即将U分解为性质足够清楚的子集的集合。
与分析对应的是综合。综合过程就是对通过分析获得的集合系列进行整理。寻找各个集合之间的共同点与不同点,最终形成一个有机的整体。这个整体就大大不同于原来的全集U了, 它包含了U的子集之间的各种联系。
交、并、补、差则可对应的放到分析与综合的框架中去,他们只是特征性质定义不同而表现出的不同操作而已。
然而直积并不能放到分析与综合中去。
直积又可称为笛卡尔乘积。将两个集合进行直积,可获得一个更大的集合。这个集合中的元素由原来两集合的特征性质共同决定。两个一维的坐标轴进行直积生成一个平面是其一个典型的例子。
直积能够与概念的哪一种操作方法相对应呢?
是想象。
想象是人类依据现有的概念创造出新概念的过程。但大多数情况下,人类的想象是模糊而自发性的,是缺乏步骤与目的的。而这掩盖了想象的本质,让大多数人认为想象是人类特有的功能,不能建模,不能对想象进行分析,不能揭示想象的本质,不能让计算机拥有想象的能力。
而直积提供了有序的建立新概念的操作步骤。这是一种有序的想象。精确化、步骤化、明确化的想象。
另一方面,直积事实上是所有操作或者映射的来源。直积提供了进行映射所需的空间。例如我需要将数轴上的一点映射到数轴上的另一点,一种隐含的操作即我们通过直积对这两个数轴构建了对应的平面,此处的映射正是在这平面中实现的。
数学以集合论为基础,而集合论正是人类思维方法精要(概念、分析、综合、想象)的精确化,步骤化的浓缩。难怪数学被称为人类理性智慧之花。
理解了这些,或许能更好的做数学、使用数学。
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GMT+8, 2024-4-30 12:12
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