进入21世纪以来,随着数字化信息时代的到来,许多世界一流的数学家看到了数学理论的审美价值,体验到美学方法在数学研究中有着重要的作用,是人的意志、智慧、激情或者说人的本质力量的显现,从而情不自禁的讴歌数学美,引领人们热爱数学。

所以,我们有必要以美的方式来解读数学、学习数学、热爱数学。

先谈谈什么是美?

所谓美就是其所有的各个构成部分都均匀、不能再增减一笔或者改变半分。美就是一种与世界之普遍和谐的一致。

生活中,美的东西很多,有美丽的花、美丽的人、美丽的山川、美丽的建筑。

那么,什么是数学美?我们听听数学家怎么说。

哈代(Hardy,1877年—1947年)说:“数学家的模式,就像画家或诗人的模式一样,是充满美感的;数学的概念就像画家的颜色或诗人的文字一样,一定会和谐地组合在一起。美感是首要的试金石,丑陋的数学在世界上是站不住脚的。”

罗素(Russell,1872-1970)说:“数学,如果正确地看它,不但拥有真理,而且有至高的美,这是一种庄重而严格的美,这种美不是投合于我们天性中的脆弱的方面,而是纯净到了崇高的地步,能够达到严格且只有最伟大的艺术才能显示的那种完美的境地。”

克莱因在《西方文化中的数学》一书中强调,“作为一种宝贵的、无可比拟的人类成就,数学在使人赏心悦目和提供审美价值方面,至少可与其他任何一种文化门类媲美。”

庞加莱(Poincaré,1854年—1912年)指出:艺术选择那些最能使艺术形象完整并赋予个性和生气的事实。科学总是选择最能反映宇宙和谐的事实。

伟大的爱因斯坦(Einstein,1879年-1955年)说,人们总想以最适当的方式来画出一幅简化的和易领悟的世界图像。于是他们就试图用他们的这种世界体系来代替经验的世界,并来征服它。

这就是数学家、哲学家和自然科学家所做的工作。他们都按自己的方式去创造美的作品,当然也包括数学模型。

所以说,数学美和艺术美十分相似。事实上,数学在很大程度上也是一门艺术。

数学和艺术都在恰到好处近似地描绘着我们这个多姿多彩的世界。

和创造一个有魅力的艺术作品一样,数学模型也是一种创造,而且必须符合美学的原则。

所以,数学模型之美,就表现在建立这个数学模型的过程之中,它的每个环节都在向我们展示着它的简洁之美、抽象之美、对称之美、奇异之美、结构之美、统一之美,等等。

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