数学在人类社会的各个领域都有着广泛的应用,这不仅是因为它的研究对象与万物息息相关,更因为它的结论是可靠的。为什么数学结论可靠呢?这取决于它们的推导过程。简而言之,数学的前提毋庸置疑地合理,其方法也严谨可靠。
例如,我们在小学和中学学习的代数和几何知识,都是通过严格的演绎推理,从一些简单明了的事实(公理和规则)推导出来的。
代数建立在十条规则之上:加法交换律;加法结合律;乘法交换律;乘法结合律;乘法对加法的分配律;等式两边同时加一个数不变;等式两边同时乘一个非零数不变;同底数幂相乘时,底数保持不变,指数相加;指数的幂等于底数不变时指数的乘积;乘积的幂等于幂的乘积。
几何学(指平面几何学)基于十条公理:相等的事物彼此相等;相等的量相加,总和相等;相等的量相减,余数相等;重合的事物相等;整体大于部分;两点确定一条直线;可以沿有限线连续延长;可以以一点为圆心,以指定长度为半径画圆;所有直角都相等;过直线外一点,只能画一条平行线。
这些基本规则或公理的有效性显而易见,毋庸置疑;它们构成了代数和几何的基础或基本前提,也是整个数学可靠性的基石。在此基础上,运用以下演绎推理方法,可以得出不同层次的一系列数学结论。演绎推理是数学理论可靠性的保证。
演绎推理的一般结构是以下三段论:
| 演绎推理的一般结构 | 示例 | |
|---|---|---|
| 主要前提 | 一条普遍规律 | 人类终有一死 |
| 小前提 | 对特定对象的判断 | 张三是个人 |
| 结论 | 关于此特定对象的结论 | 张三即将死去 |
根据三段论,完整的推理过程如下:因为满足条件 A 的事物具有属性 C(大前提),而事物 B 满足条件 A(小前提),所以事物 B 具有属性 C(结论)。
这里所说的大前提和小前提指的是推理过程中所使用的既有真判断,这些判断必须得到保证或假定为真。基于这些前提,得出的结论无疑是……
它是正确的,绝对可靠。
数学运用多种推理方法,但数学结论的建立完全依赖于演绎推理。从简单的归纳、类比、举例、实验、模拟或猜想中得出的结论只能用于解释或支持其他结论,或提供有用的见解,但不能作为建立数学结论的基础。

