為什麼數學中要用很多符號

本文以《代數學》用文字敘述數學問題的繁瑣為例,闡述數學符號的作用:簡化表述、提升解法一般性,還推動數學發展,成為現代數學標誌及國際通用的"世界語",凸顯其重要性。

為什麼數學中要用很多符號

"令一個數與9的根相乘。如果想讓9的根加倍,你可以按照下列步驟計算:2乘以2得4,用9與4相乘得到36,即得到36的根6。我們知道它是兩個9的根,即3的2倍。而3是9的根,將它和自身相加得到6。"這是從一本名叫《代數學》的書中摘引的一段話。書裡面全部問題及求解的過程都是用語言文字來敘述的。現在,在有了完善的數學符號後,我們再也不必讀這種難理解的數學書了。數學符號的使用,使數學在形式上變得更簡明、確切,為數學理論的表述和論證帶來極大的方便。

用符號表示的話,上面要說的主要意思就是:藉助普通語言表達顯得冗長的話,在使用了數學符號後,變得簡潔明了。使用符號表示的另一好處是,它可以使問題與解法都更具一般性。比如說,上面的例子是要研究"一個數與9的根相乘",但因為缺乏符號,《代數學》中就只能舉一個特例來體現其一般方法。

一方面是數學發展的內部因素不斷促進符號體系的引入,另一方面是符號體系的引入反過來推動數學的發展。兩者互相促進,最終使數學對符號的依賴性及符號對數學的重要性不斷增強。適當的數學符號常常成為推動數學發展的巨大力量。

數學中最早出現的符號是數字,它的出現標誌著人類對數的認識程度的提高。印度-阿拉伯數字體系的使用,為一切計算都帶來了極大的方便,這是一個"僅僅由於選擇適當的符號就導致重要數學成果"的典型例證。

到後來,隨著數學發展的深入,新的數學理論與相應的數學符號相伴而行,數學符號與數學本身都步入了快行道。當數學抽象化、精確化程度越來越高的時候,數學對符號的依賴程度也越來越強。最後,引入數學符號已不僅僅是讓表述變得簡潔,事實上,許多數學理論如果沒有適當的符號將寸步難行。

現在,使用數學符號已經成為現代數學的一個最為明顯和突出的標誌,幾乎每一個數學分支都有自己的符號語言。同時,數學符號系統還成了國際通用的真正的"世界語"。