第三节 一般归纳法
物理定律的性质和内容,都不可能单纯依靠思维来获得,唯一可能的途径是致力于对自然界的观察,尽可能收集最大量的各种经验事实,并把这些事实加以比较,然后以位
简单最全面的命题总结出来,换句话说,我们必须用归纳方法。 ——普朗克
一、原理
从对个别事物的考察中,抽象出其中的一般规律,然后概括到同类事物上,并从而断定,这个由个别事物中抽象出的规律,也是同类对象的共同规律。归纳法也就是从个别推知一般的方法,人不可能在其认识事物的过程中穷尽所有的现象,因而归纳方法在人的思维过程中是不可少的。
英国哲学家佛兰西斯.培根对归纳方法进行概括和总结,强调经验在认识中的作用。他撰写了《新工具》一书。认为科学的发展在于通过归纳推理的方法在技术知识、实验科学中寻找新的原理、新的操作程序和新的事实。强调归纳推理方法几乎在各个领域中都是可用的。
二、实例
1. 在度量园角的过程中,为了发现或证明其中的定理,我们先考虑:按照圆心与圆周角的边的位置关系存在几种可能的特殊情形,看到有3种特殊情形几乎包括卫切可能的情形,而在这3种特殊的情形中,都确立了相同的规律性,即“一切圆周角都等于它所对的弧的一半”。那么,我们就可以用圆周角所对的弧的一半来度量圆周角了。
2. 我在78年准备高考时,对几何证明题有独衷,很喜欢其中思维的严谨性,曾经把我感兴趣的解题思路记了一大本子,也理解了培根所说的“数学使人精细”的深意。比如:有这样一道题,求凸N边形的内角和(N≥3)。
“凸N边形”是个抽象的东西,它的内角和是多少,很难一下子就想出来。这时我们可对N取一特殊值,即从对一些特殊的多边形的研究来发现一般规律。先将N分别等于345、等来研究,如果还看不出规律,就再多取儿个值。
以In记凸n边形的内角和。
(1)当n=3时,I3=180º。
(2)当n=4时,由于三角形的内角和已经知道,所以容易想到把凸边形分割为三角形来解决。我们可以在凸四边形中引一条对角线(见上图)把凸四边形分成两个三角形。
这两个三角形的总和恰为原凸四边形的内角和,所以=I4=2×180º
(3)当n=5时,同理可证
(4)我们可以接着证明n=6,7,8,最后可以得出结论h=(n一2)。
这类归纳的具体思路是:当我们遇到一个抽象(通常与N有关)的一般问题时,我们要设法把问题具体化,也就是特殊化,通过几个特殊问题的解决,归纳出解此类题的一般规律。
3. 请看如下一则广告:“抗菌剂能杀菌。细菌滋生于口腔中的食物残垢,造成口臭。
请用抗菌漱口剂,它能使你的呼吸更清新。”看起来,这则广告是符合逻辑,无懈可击的。但实际上,仔细一思考,它却有问题。因为,它舍却了抗菌剂发生作用的有关条件和属性。比如,对量的属性,它就未作周全的考虑。抗菌剂一进人口腔就会迅速稀释,最多不过是只有一分钟的杀菌作用。随着它的被排出口腔,其杀菌功效也就消失了。而细菌的繁殖却非常快,不一会儿就会又充满整个口腔了、实际上,实验室试管中抗菌剂的浓度,与漱口剂在口腔中可达到的浓度是极不相同的。但该广告在我们的生活中随处可见而人们对它也习以为常,不认为它有什么错误。
三、思考题
1. miscalculate 算错
misunderstanding 误解
misleading 误导
misdescription 错误报道
misread 读错
mistake 弄错
mistaught 教错
misrepresent 误传
mis是什么意思? 答:(错误)
2. 哪组数字的排列顺序与图形变化的规律相符?
A.1,2,4,3,5
B.4,3,2,5,1
C.3,2,1,4,5
D.1,2,3,5,4
3. 请证明用3分和5分的邮票可以组成8分以上的任何邮资。
4. 判断下列图形哪一个可以一笔画成。然后总结其中的规律是什么?
得出的规律是:……再用得出的规律判断下面的图形哪个可以一笔画?