數學的啟發

對于那些過去學過微積分的人,可能會發現我的講法和大學里完全不同,我并沒有強調具體的知識點,而是在改變大家的一種思維方式,從孤立、靜止地看待一個個數學定理,做一道道數學題,變成用動態發展的眼光,從趨勢來理解世界。這個過程,就是人的認知從初等,到高等的過程。



我回顧自己學習高等數學的道路,發現大家走過的彎路我也都走過,做了很多沒必要的數學題。當時蘇聯吉米多維奇的《數學分析習題集》我大約做了三分之一(這套書里面有4000多道題),考試卻不一定能考好。


突然有一天我決定不做了,數學分析考成什么樣就是什么樣了,這時覺得有一種解脫。騰出時間后,把基本的概念理解清楚,結果成績也不差。


后來到了研究生時,學了數學系更底層的數學課,發現我過去完全學錯了,不是老師內容講得不對,而是沒有學到該學的東西。那些題其實我根本不需要會做,如果將來遇到,要么查參考書,要么用計算機工具解決就可以了。


關鍵是我在20歲之前,不理解應該用什么樣的眼光來認識數學,看待數學里的那些概念和方法。后來當我懂得了高等數學本質上是對趨勢的動態描述,是對各種相關性抽象的表述后,再回頭看微積分,就覺得容易得不得了了。非常遺憾我在剛上大學時,沒有人這么引導我。


數學的世界,在很大程度上可以被看成是我們這個真實世界高度抽象的結果,它的概念是對我們生活中各種對象的濃縮,它的規律是我們生活中很多規律的抽象表述。因此在有了一些生活閱歷后,再回過頭來看看數學書,我有時會把一些零碎的想法和頭緒理清楚。今天我和你分享我的9個體會:


1.有窮和無窮


我們花了不少篇幅在講無窮大,特別強調在無窮大的世界里,有限生活的不適用。這種感覺有時讓我覺得個人的渺小和見識短淺。很多時候,處于很底層的人,是無法理解高層人的想法的。


我們常說“貧窮限制了想象力”,其實貧窮不會限制想象力,貧窮的人可以胡思亂想,但是他們在某一些維度上的經驗極少,以至于讓人覺得是劉姥姥進大觀園。


十年前中國有一本關于羅斯柴爾德家族和美聯儲的陰謀論的書,我的一些做投資的朋友看了后說,這個作者一定是個窮人,不曾擁有過大錢,不知道世界上的錢放在哪里。


這位作者缺的不是想象力,而是憑空想象的世界完全不靠譜。胡思亂想不會增加自己的智慧,倒是像蘇格拉底那樣,知道自己的知識有窮盡,而未知世界無窮盡,反而會更接近真理,更容易提高自己的認知。


2.靜態和動態


我們的世界需要靜態,沒有靜態的穩定,我們就無法立足。但是,很多時候,我們做事情需要以動態作前提假設,這就如同在足球賽中,除了罰定位球,沒有人給你機會站著不動從容射門的。從初等數學到高等數學,就是要把看數學的眼光,從一個個靜態的數字、孤立的公式,上升到動態變化的趨勢。


比如我們在談論無窮大這個概念時,我一再強調要把它看成是一個動態的趨勢,而不是一個大數。我還特別講了,x2這個函數,在無窮大的世界里,要比10000x大得多。中國有句話,叫做莫嫌少年貧,其實很有道理,我們看待一個年輕人,要看他成長的趨勢,而不是現在有多少錢。


很多人在創業時,喜歡湊熱鬧,找風口,生怕錯過了機會。我對他們講,如果那個時間窗只有幾個月、半年,那根本不是機會,只是一次投機而已。這就是靜態地看待時機。真正的大趨勢,總是持續十幾年甚至幾十年,是不容易錯過的,幾十年復合增長下來,比任何投機獲利都大,這就是對動態看世界的人的褒獎。


3.精明與聰明


從靜態和動態的關系,讓我想到這個話題。


有人覺得數學好的會算賬,遇事可以精明不吃虧。但是過分精明的結果就是眼睛都盯在了眼前的利益上,看不到長期的利益,這樣反而不聰明了。


比如在投資方面,很多人喜歡尋找低買高賣的機會賺差價,他們有時會得手,但是失手的時候一般比得手更多,更糟糕的是,這些人永遠無法把握長期增長的機會。事實上,任何一個向上持續增長的趨勢,假以時日,都能漲得很多很快。


4.現實與虛構


數學中很多工具都是建立在世界并不存在的虛構概念之上的,但是,將它們用于現實的社會非常有用,比如說無理數便是如此。人不僅要有形象思維,更要有抽象思維,能夠通過抽象思維理解無理數,那么學習物理,做信號處理的工作,搞控制系統,都會很順手。


人是特別善于創造虛擬概念的物種,我們今天的生活其實離不開各種虛擬物作為實體的媒介。比如說,世界上的財富是真實的,但是度量它們的貨幣其實是人虛擬出來的。你不可能在買東西時把真實的財富帶在身上,大家只把自己在銀行賬上的錢從一個虛擬的空間搬到另一個去而已。


不僅錢是虛的,很多實實在在的商品虛擬意義也大于實際意義。據估計,個人手里的茅臺酒在被喝掉之前,會被當作禮品轉手不下十次,它就像數學中那些虛構的概念一樣,而不是簡單的酒精飲料,沒有它們,真實世界的問題就不好解決。


5.攢錢和賺錢


我在《硅谷來信》有一次談到錢,講到沒有人靠攢錢發財的,發財要靠賺錢。今天攢錢,錢實際上在不斷貶值,雖然各國公布的CPI看似并不高,但是CPI并不包括房價的上漲。我們在前面介紹指數函數時講過,如果每年購買力萎縮10%,用不了幾年購買力就少掉一半。


但是,年輕人只要努力,一年收入增長20%,還是能做到的。事實上,在過去的30年里,北京計算機專業畢業生的入職年薪平均每年上漲17%,有經驗的優秀從業者后來的增長速度更快。


我們在前面的課程中講了,往無窮小變化的趨勢和往無窮大變化的趨勢如果相乘,最后是清零,是常數,還是不斷放大,就看誰的階高了。


通脹、房價上漲等因素都是將財富貶值到無窮小的力量,而且不是人為可控的因素;但是另一方面,收入的增長則是讓財富往無窮大增長的力量,對每個人來講最終就看哪個力量大了。因此,財富靠賺,而不靠攢。


6.直覺和邏輯


我們的直覺常常是對的,但是這只是在我們熟悉或者能夠感知到的世界里。世界的很多規律和我們的直覺不一致,比如我們說的芝諾悖論和貝克萊的無窮小悖論,就是因為我們的直覺和無窮小世界里的規律不一致所造成的。


邏輯可以幫助我們分析清楚我們看不到的事情,甚至不存在的事情。在課程中,我們舉了伽利略的例子,他之所以認定亞里士多德關于質量重的球先落地是錯誤的結論,是因為找到了這種說法的邏輯錯誤。這一類例子,在生活中不勝枚舉。


7.概念和表述


今天,交流在我們的生活中占據重要的位置。將一件事情表述清楚非常重要,很多時候,我們需要通過彼此能夠理解的形象的比喻來說明,這就如同我們在講述極限這個概念時用“越來越接近”描述。


但是,在很多場合,這樣形象的描述還不夠,還需要用極為嚴格的語言表述,數學的語言是一種,法律的語言也是一種,更普遍地講,任何專業的術語都是為了這個目的而出現的。做事專業,就需要掌握專業的術語。


8.朋友和理性的對手


很多時候,取得小成就要靠朋友幫忙,但是要取得驚人的成就,就需要一個理性的對手。在數學的發展史上,芝諾、貝克萊,以及后面我們要講到的羅素,都起到了反角的作用。正是他們給尚未完善的數學體系挑毛病,才讓數學體系變得完美。


我們在前面講到金融危機時,似乎經濟學家們沒有預警,實際上當所有的人都在贊同同一個想法時,根本無法發現系統中的漏洞。因此,我們在工作中,對于那些理性的對手,即使不喜歡,我們也應該尊重他們的意見,因為那些看似不同的意見,恰恰是我們進步所需要的。


9.榮譽和財富


科學是沒有專利可言的,因為科學家們所發現的規律是客觀存在的,只是他們發現了而已,因此科學很難直接帶來財富。而技術是有專利可言的,因為他們是使用科學改變世界的方法。它們不能混為一談。


對科學家最大的褒賞是榮譽,因此今天科學家們爭的是誰第一個發現某個規律,而不是保守秘密。


我們在前面講了三次方程解法被發現的故事。其中的費羅和塔爾塔利亞,他們試圖把科學變成獨占的成果,這是行不通的。今天絕大部分數學家,會知道卡爾達諾和費拉里對解方程的貢獻,對費羅所知甚少。原因就是前者將這些方法告訴了世人。


對于搞技術的人來講,將科學變成改變世界的產品是他們所追求的,有可能帶來財富。因此,技術是要獨占的。雖然我們說科學無國界,但是技術從來就是有國界,不僅有國界,甚至有公司的邊界。


對于一個人來講,他需要搞清楚的,就是自己想要什么。


我學習微積分是三十多年前的事情了,很多具體的內容已經想不起來了,但是學習了之后,人的思維方式改變了。因此,從通識教育的目的來看,我應該算是達到了。今天借著復盤的機會,和你分享一下我從數學中得到的啟發,希望能供你參考。

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