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淺談圓與科學、人文之間的聯系

 圓是數學中非;镜膱D形。圓與科學、人文以及生活具有廣泛聯系,從不同的視角審視圓的文化現象,揭示圓的文化內涵、挖掘圓的文化功能,對于開展數學素質教育、數學文化教育,促進社會更加文明、進步都具有重要意義。 
一、圓與科學 
圓在科學發現的領域中起著不可估量的作用。天文學、力學、電學、光學等的發展都離不開圓的推動。 
1、圓與力學。圓在機械動力、建筑力學中具有廣泛的運用。大型機器的搬遷,甚至是整幢大廈的遷移,目前仍然使用古老的滾筒(現用圓柱形鋼管)使其向前移動,到達指定地點。滾筒的運用是古代人類智慧的產物,它可節約90%的勞力,克服人類自身力量不能達到的境地。金字塔、神廟、巨型雕像等宏偉建筑的建造,離不開滾筒這一運輸工具。隨著圓形車輪的改造發展,從馬車、自行車到汽車、火車等交通運輸工具日益發達,甚至連飛機的起落架還是離不開圓形輪胎。圓形的車輪滾滾向前,它們改變人類歷史的進展,改造人們的生活方式和思維習慣。大型起重機的前身是組合滑輪。目前小作坊、小工廠使用滑輪的頻率仍然很高。因為滑輪經濟實惠,效能高。輪船、汽車等的方向盤是圓的,它便于操作,感覺自然、流暢。圓形的風車將其軸心(圓心)固定,風車受風力、水力作用自動操作。柴油機啟動時,受葉輪的慣性作用,不停地旋轉。 
2、圓與自然。圓在自然與生態中的表現五彩繽紛,絢麗多彩。陽光下的向日葵是圓的;臺風以滾動的方式在海面、陸地上移動;楓樹粒子以旋轉的方式在地面上傳播;激流以漩渦的方式滾滾向前。在平靜的水面上,丟下一粒小石子,湖面上蕩漾起環形水波紋,從中心向外擴散,形成一系列的同心圓,隨著波的傳播,這些圓的周長遞增,而對應的振幅遞減?傊,日月之光輝,黑洞之質縮,場波之輻射,核電之裂變,速度之迅捷,無不以圓而擴散,無不以圓而凝聚也。 
3、圓與生活。環視現實生活,到處充滿著圓的形狀:圓的圖案設計、建筑造型,圓的生活、生產用品,圓的器械設備、設施,圓的交通工具……; 
二、圓與人文 
圓在人們的精神生活領域中不可或缺:人們追求圓滿的生活、圓滿的人生;人們以圓的方式,團結在人心的周圍,人民安居樂業,社會民主進步,這是人類永恒的向因。圓具有廣泛的人文內涵和意義。 
1、以圓為善。圓具有均勻、對稱、圓順,不偏不倚、公正、公平、客觀的品質。因此,以圓為善,這已經是人類的共識。中國文化是崇尚圓的文化,圓意味著滿足,意味著完美。“圓融”是“中國化”佛學思想的重要內容,由中國佛教理論家所創造。圓融精神已成為中國佛教的一大優良傳統,深深影響著古今的中國佛教。其深刻的意蘊和獨具的價值,對當今世界和全人類而言,特具現實意義。圓融一語,《辭源》解釋:“圓融,佛教語,破除偏執,圓滿融通”!斗鸸獯笤~典》解釋說:“圓融,謂圓滿融通,無所障礙”?傊,圓滿融通、整體無虧、無滯礙、不偏執、消融一切矛盾、和諧和解即為“圓融”。由圓而融,止于至善,這是佛教的非常高境界。圓是西藏民族同神交流、與天地對話的一種方式,一種途徑。圓是西藏宗教的象征。中華人民共和國國徽,象征各族人民大團結,團結在中國共產黨周圍。中秋十五,皓月當空,月圓人美滿除夕之夜,吃頓年夜飯,家人大團圓。“月上柳梢頭,人約黃昏后”、“人有悲歡離合,月有陰晴圓缺”。古代詩人、詞人常常借圓月抒發情懷,把對親人的思念寄托在茫茫蒼穹中的皓皓明月。其實,何止是中國,以圓為善實際上是一種世界文化現象。奧運會的五環會徽,象征全球五大洲各國人民,通過體育競技構筑友誼,和睦相處。體育是世界語言,五環是世界體育符號語言。 
國際上重大會議都以圓桌會議的形式舉行,此舉在于不分大國、小國,強國、弱國,國家之間一律平等,親同手足,情如兄弟。 
2、以圓為范 
規矩成方圓,有方有圓,以圓為范,這是中國傳統思想文化的重要內容。天圓地方是中國傳統思想。在自然界和人們的生活、生產中,有圓必有方,有方必有圓,內圓外方,外圓內方,上(半)圓下方等現象比比皆是。沒有規矩,不成方圓。凡事都有規范,在法律框架內,人們才能參與各種社會事務活動。建章立制,才能安邦治國。內方外圓的做人準則,表達一種對自己嚴格,對他人寬容的風范,并且以禮相待,以理服人,團結一切可以團結的人,不遷就,不逢迎。 
3、以圓為美。西方數學哲學認為:“圓是非常美的圖形”,圓是美的化身,美的使者,以圓為貴,以圓為美,這也是人類的共識。形體以圓為美,橢圓、渾圓、錐、梨形、圓柱形等都是美的形體。人們以各種圓形物質裝飾自己的身體。舞蹈家們在長期的舞蹈實踐與研究中,發現以“圓”為中心設計舞蹈動作,以“圓”為標準衡量舞蹈技術的質量和規范性,對于深入解讀舞蹈語言,進一步認識舞蹈與人類、舞蹈與生活、舞蹈與文化的關系具有極其重要的意義。因此,研究舞蹈藝術以“圓”為中心的文化特征已成為一種普遍的舞蹈文化現象。 
4、以圓寓理。圓為人類認識提供中介符號,使人們獲得廣闊的認識空間,圓與人類的認識已融為一體。圓是推動社會發展的動力,也是人類認識發展的動力之一,圓為人的認識發展提供認識背景。人們通過圓認識許多數學自身的規律,如三角函數的創立,是古代數學家認識到圓內弧與弦一定存在著某種關系,在此背景下,隨著對圓的認識的深入,每一時期都出現一些成果,直到歐拉才完成歷史使命,建立了完整的三角函數理論;仡欘^去,從圓出發可以解決三角函數的所有問題,如定義、圖像、性質、公式等等。以圓為基點,可以認識許多自然現象,如恒星軌跡、黑洞、臺風、電磁波、x射線等。還可以認識解決問題的許多方式方法。如生態圈、區域經濟圈、交通圈、人類的生活圈、文化圈等等。我國傳統文化中,太極圖是圓的,陰陽五行,日月星辰,紛紛人事,盡在其中。歷史上,曾經以中原為圓心,皇權(獨裁)為半徑,形成閉關鎖國的圓,由盛唐到晚清,中國一步一步走向衰弱,F在我們以民心為圓心,民主為半徑的圓是開放的圓、進步的圓、文明的圓。 
那些以自我為圓心,欲望為半徑的人,只能成為貪得無厭的圓。貪官污吏們是歷史的真實寫照,他們必然自取滅亡。 
圓既單薄又豐厚,圓既簡單又深邃,圓既常見又陌生,圓既平凡又偉大。圓為人類歷史發展做出過不可磨滅的貢獻,但圓中還有許多未被人們發現的處女地。因此,進一步認識圓、研究圓,充分挖掘圓的文化功能,發展圓的文化屬性,是開展數學素質教育、數學文化教育的一個有益嘗試,同時,對于促進社會更加文明、進步也具有重要意義。 
參考資料 
[1] 數學文化的一些新視角 張奠宙等 《數學教育學報》 (1)2003

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