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你見過海王星嗎?它是太陽系八大行星之一,矗立在地球上,它是夜空中的白點,遠遠低於最近的水星,火星如此明亮,令人眼花繚亂。

海王星的發現在很大程度上歸功於數學——科學家們在用望遠鏡找到它之前,先找出了它的位置。

這一發現被載入了科學史,其中有一個含義:這是數學不是人類發明的證據,而是一種客觀的存在。

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圖片版權 美國宇航局
圖片說明天文學家在19世紀發現了海王星,首先發現那個地方可能有一顆行星,然後用望遠鏡尋找它,最後發現了它。
天王星的夥伴

牛頓的萬能引力理論在19世紀被用來計算太陽系行星繞太陽運行的軌道,除了天王星外幾乎沒有偏差。

天王星是當時已知星球上離太陽最遠的東西;它的軌道似乎總是偏離從萬有引力定律計算的結果。

當時,一些學者推測,也許重力定律可能不適用於如此遙遠的行星。

其他科學家也採用了數學原理,數學計算了天王星附近存在大量物質,導致天王星在繞太陽的軌道上偏離。

倫敦大學學院的天體物理學家露西·格林解釋說,他們計算了神秘物質的位置,然後觀察瞭望遠鏡,他們發現了這顆行星,後來命名為海王星。

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圖像版權蓋蒂圖像
圖片說明海王星的發現主要是由於觀測到的天王星軌跡與計算的偏差

最初,天王星,海王星的故事可以結束。但是當寫歷史的人把海王星和數學聯繫起來時,問題就出現了。

數學是人們發明的表達真實世界物理時空的抽象模型,還是自我存在的現實?

這聽起來像一個哲學問題,確實是一個哲學家們幾千年來一直在思考的問題。

此外,即使在今天,在這個問題上也沒有達成共識,而且意見分歧嚴重。
圖像版權蓋蒂圖像
圖片說明你吃了蛋糕,或者你沒吃蛋糕。你不能吃"負面蛋糕"。
蛋糕:沒有盡頭。

讓我們努力解決這個千年問題。

數學從人類生存活動的需求開始:計數和測量。

以蛋糕為例。數學家對蛋糕有各種各樣的陳述:大小,重量,形狀,如何切割。所有這些都是比喻和可見的。

數學也可以帶我們進入抽象領域:如果你吃三分之一的蛋糕,剩下的是三分之二,二。吃這兩塊,就不見了。

數學家亞曆克斯·貝洛斯說,當古人用數值計算來衡量時,沒有負數的概念。

如果現實意味著有形物體可以計數、測量大小和重量,那麼小於零的概念是難以想像的。

一個蛋糕,吃完後,吃,沒有"減三分之一"蛋糕說。

負債和負數

然而,在黑白之間的灰色地帶,負數和自然的概念,可以完全理解,這就是金錢。

錢,你可以有,或者你可以欠。

負數的初始應用始于債務和簿記。

你欠別人5元錢,我給你5元錢還給別人,你只剩下零了。這是消極現實的根源。

然後事情就失控了,直到今天,人們無法想像一個沒有負數的世界。

故事還沒有結束。所有這些都植根于現實世界,但負數似乎帶有魔力,使不可思議的事情發生。
巨大的神秘

乘以兩個負數,結果為正數,負數為負:(-1) X (-1) 為 1。

如此簡單的法制,導致了一個真實而巨大的謎團。

Belles解釋說,如果你在數學方程中混用負數和正數,你會看到一些奇妙的結果:
圖片說明 這個數學方程背後有一個謎。

這是怎麽?數位的平方,即數位乘以自己,等於 -1;

數學家貝雷斯說,這個數位不能是正數,也不能是負數,因為負數是正的。

因此,偶然發現這個謎團的人陷入了混亂。太荒謬了

後來,數學家們開始意識到這是不尋常的,但在實踐中,他們可以得出正確的答案。因此,這個謎團留給哲學家們絞死他們的大腦。我們數學家只是數位,我們只需要答案。

此時,一扇從現實到非現實的大門悄然打開。

想像,真實,複雜

當然,不可能讓哲學家來解釋;

-1 的平方根有一個名稱,稱為虛號。

貝雷斯說,這個名字不是很好,因為數學本身是真實的,但"虛擬"給人的印象是它不是真的。

但數學從一開始就是虛擬的,是抽象的。例如,三個蛋糕,我們看到蛋糕,和"三"是一個抽象的概念。
圖像版權蓋蒂圖像
圖像標題,三,三,無論是單詞還是數位,都是數位的符號,這個數位是一個抽象的概念

假想的數位也是如此,這看起來可能很荒謬,但如果你仔細觀察,你會發現這是合乎邏輯的。

貝雷斯解釋說,我們所說的真實數位,加上虛數和複數,共同構成一種邏輯語言,可以用來完美地解釋許多現象,如圓形旋轉。

"今天,-1的平方根對我們來說和-1一樣真實,即使我們很難理解,就像-1的數量對於我們的祖先來說是不可能的一樣,"他說。」
繼續

現在是複數了。某些使用沒有解的實數的方形程式可以用複數來回答。

它們是如此神奇,説明我們理解現實,幾乎所有涉及圓旋轉和波的數學問題都依賴于複數的工具。

複數在電氣工程、雷達和醫學成像領域以及解釋亞原子粒子的行為方面是必不可少的。

因此,問題再次出現:為什麼在現實世界中,僅僅存在於數學假設中的東西如此之用?

匈牙利20世紀物理學家尤金·維格納認為這是一個奇跡。仍然有很多人同意他的觀點。

威格納在1960年發表了一篇重要論文,他在論文中稱複數"數學在物理科學中的不合理有效性"。

不合理的有效性

如果數學被設計成人類的發明,並被用作表達現實的工具,那麼擁有這個功能難道不合理和完全合乎邏輯嗎?

什麼是"不合理"?

這個問題可能由數學、物理兩栖專家來解釋,比如埃莉諾·諾克斯,他的專業領域是物理學哲學。

她說,如果數學的發明是為了説明我們理解物理系統,那麼完全合乎邏輯的是,它就是工作決定。但是數學的演變似乎與這個解釋不一致。

歷史上不乏先例:數學家完全出於個人興趣而做出發明,這些發明碰巧導致了重大的物理髮現或突破。

非歐歐-歐-歐幾何數學就是一個著名的例子。

在19世紀末,許多數學家開始癡迷于非歐洲幾何學,因為他們發現這個命題有趣而迷人。

人們承認,整個世界都可以使用歐幾裡德的幾何定律,學校教歐幾裡德,例如,三角形的三個內角之和是180度。

19世紀後期的數學家不想推翻歐幾裡德幾何學,但在數學探索的過程中發現了奇妙的新數學結構。
圖像版權蓋蒂圖像
圖片說明 非歐洲幾何學將曾經只存在於數學家想像中的形狀變成普通人可見的多維物體

諾克斯說,到了20世紀,愛因斯坦發現自己在研究廣義相對論時,發現自己需要一種新的理論來表達相應的時空定律,而不是滿足他需求的歐洲幾何學。換句話說,沒有非歐洲幾何學,愛因斯坦的廣義相對論就不會出現。

然而,在19世紀沉浸于非歐洲幾何學研究的數學家顯然沒有預見到多年後物理學中廣義相對論的出現。

諸如此類的歷史不可避免地會產生各種關聯:數學與現實世界之間的關係,如果不是奇跡,至少令人驚訝。
現實的本質

現代物理學不斷發展,學習越來越深刻,數學的奇怪現實越來越難以理解,因為你們和我越來越遠離複雜的數學。它。

當然,這並不奇怪。沒有理由認為,我們感官所接觸的日常現實是宇宙現實的基礎。

真正令人驚奇的是,數學可以説明我們在人類感官所無法觸及的太空和空間中探索。

下一個問題是,在探索現實本質的過程中,表達數學的能力是否有限制?

諾克斯說,20世紀是兩個偉大的物理理論的發源地:量子力學和廣義相對論。

然而,這兩種理論背後的數學結構就像一對老死敵,其複雜性很難與兩者的融合相加。

 

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加拿大醫生擾亂認知,解密成癮真相

首先,問你一個問題,你覺得上癮怎麼樣?

生活中有各種各樣的癮君子,從吸毒、賭博成癮、煙癮、酒癮、色癮到購物成癮、網癮等等。

加拿大醫生加博爾·馬特認為我們應該重新思考如何治療各種癮君子。

馬特是溫哥華的醫生和戒毒專家。他也是一本關於心理健康的暢銷書的作者。

2018年,他還被授予加拿大勳章,以表彰他做出的傑出貢獻。

溫哥華是北美毒品和藥物濫用最集中的地區。

馬特的新理論是,所有的成癮都與創傷有關,關鍵是找出創傷造成的。

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馬泰博士為我們收集了五個關於癮君子的神話:
"我們沒有理由不對待它。
圖片說明 加拿大醫生加博爾·馬特(加上馬特,加博爾·馬特)

馬泰說,如果你想瞭解成癮的原因,你必須看看人們為什麼上癮。它有什麼用?

一些癮君子說,"它讓我忘記了痛苦,擺脫了壓力,給了我一種控制感,一種意義感,一種活著的感覺,一種興奮的感覺,一種活力......"

換句話說,成癮可以滿足一些人的基本需求,他們無法得到的東西。

其中,缺乏感情的情緣或孤立感,以及生活中的過度壓力是情感痛苦的表達。

結果,馬泰對成癮的態度不同,他不問病人,"他為什麼上癮?"

根據馬泰的理論,如果你看看那些癮君子,當你年輕的時候,你越壞,你長大後上癮的風險就越高。

因此,Mattey認為,成癮的原因總是與創傷和童年經歷有關。這並不是說所有經歷過創傷的人都成為癮君子,但所有癮君子都經歷過創傷。

因此,治療成癮需要很多同情、説明和理解,而不是苛刻和排斥的態度和懲罰措施。

儘管大多數治療都完全失敗了,但人們並沒有反思和問自己:我們真的知道這種疾病嗎?

馬泰表示:"我們未能正確應對人類苦難的根源。

換句話說,我們並沒有説明癮君子找到疼痛的根源並解決它。

他說,一個普通的美國醫科學生永遠不會有機會聽關於情感創傷的講座。

我們經常問的關於治療癮君子的問題之一是,"你到底怎麼了?"

成癮不是一種選擇。
圖片說明馬泰說,沒有人想選擇痛苦。

人們傾向于認為這些癮君子的動機是個人選擇。

馬泰說,整個法律制度的出發點是懲罰癮君子,並警告其他人不要重蹈覆轍。

事實上,沒有人願意成為一個癮君子。

用馬泰的話說,上癮不是一種選擇,而是一種避免疼痛的方法。
這不是遺傳的
圖片說明 成癮不是遺傳的,它並不意味著你在喝酒,你的孩子長大後必須喝醉。

圍繞成癮存在的另一個謎團是,它可能是遺傳的。

馬泰相信,有時父親的酗酒會影響孩子。

例如,馬泰說,如果他喝酒,他會對孩子大喊大叫。然後,當你的孩子長大後,他或她也可能尋求酒精的舒適。

這是否意味著遺傳學?還是因為家庭成長的環境?

因此,代際傳播並不表示遺傳(和上癮)因果關係。

這可能具有遺傳易感性(遺傳前科),即近墨黑色,但這並不意味著遺傳基因必然是酒精成癮的原因。
成癮是普遍存在的。
圖片說明Matte說成癮其實很常見。

另一個謎是,當涉及到成癮,人們總是想到吸毒,或一些在社會上的失敗者。

事實上,在我們的文化中有各種各樣的癮君子。

不僅如此,我們的整個經濟都是建立在滿足各種成癮的需要之上的。
你可以沉迷于任何事情。

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圖片說明馬泰承認,他花8000美元在CD上。

馬泰認為,很多事情都可以描述為成癮,如吸毒、成癮、煙癮、酒精成癮、性癮、賭博成癮、玩遊戲等等。

只要你一旦被卡住無法自拔和控制自己,並伴隨著不良後果,可以說上癮。

馬泰說他有兩個主要的癮:工作癮,或工作狂。

第二個是購物成癮,尤其是古典音樂CD,有一天他買了價值8000美元的CD。

在分析他的兩個癮時,馬泰說他是一個工作狂,因為他總覺得自己不夠好,所以他試圖通過工作來證明自己。

同時,馬泰說,他潛意識裡總是覺得自己不討人喜歡,沒有身體想要它。

談到自己的購物癮,馬泰說,雖然他喜歡音樂,但他不沉迷于音樂,而是購物本身。

不管你從作曲家那裡收集了多少交響樂,你還是得買一個最新的交響樂。簡而言之,它是買入和買入。

有一次,Mattey說,他照顧的一個女病人已經在盆裡了,他忍不住去市中心買了一張CD,結果錯過了分娩。

馬泰說,你可能覺得無法將這種成癮與海洛因成癮相提並論。因為,你認為這太荒謬了

然而,他說,當我告訴正在治療他們的吸毒者時,我沒有笑。

他們搖搖頭說:"是的,醫生。你和我們一樣」

馬泰想證明的一件事是,他們和我們沒有什麼不同。

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