比如数字运算这件事,从自然数一直到实数,在学校体系内是从小学贯穿学习到高中的,再加上方程和代数的符号运算,直到高考都是必不可少的。
从数字的运算到代数方程体系,是占了初等数学这么大学习比重的知识点,在我们这本书里也用了两三章的篇幅来讲。
但本书不是去讲解运算过程,而用一个从高等数学看初等数学的特殊视角——运算定律,把这些知识点串起来,从介绍运算本质去解读运算过程。
所谓运算定律,就是交换率、结合率、分配率等等,即便是普通的没有受过专业数学训练的人,大多数人应该还有印象。
运算的本质就是运算定律,因为真正在一个高等数学或者是抽象的符号运算体系里面,一切具体的事物都已经消解,唯有运算定律存在,因此运算定律就是运算本身合理性的承载物。
举个简单的例子:
为什么我们要用通分的方式来做分数的加减法?
恐怕大多数小学老师在教分数加减法时都没解答过这个问题,只是告诉孩子们记得这样做就好了。
从整数加法推广到分数加法,必须满足以下两个条件:
第一,分数的加法依然要满足交换律和结合律;
第二,对于分数的加法同样适用于整数。
我们对第二点做一下验证。2 2=4,同时2=4/2,也等于6/3,4/2 6/3,用通分做运算,你会发现算出的结果等于24/6,依然等于4。这也就是说通分运算对整数同样适用。
以上就完成了从整数加法到分数加法的推广
这就是数学推广的本质:
从整数的运算,推广到正数负数的运算,再推广到分数的运算,都能保证运算定律成立。
数学就是这样一步一步发展起来的。