你知道吗?
早期人类只能感知到3。
超过3,就来到了大脑的盲区。
从3到4的过程,极其漫长,且依赖一系列的巧合。
可以说,差一点,人类和数学就错过了——
我们也就没数学课了。
一、4的走过的路
原始数感
其实人类是自带原始数感的——
它隐藏在基因里,乃人人皆有之【天赋】。
从呱呱坠地:
人类就能区分1、2、3。
还能模糊估计大数量的多少。
也就是说:
小数量(1、2、3)之间精确分辨。
9个苹果和15个苹果,谁多谁少,分得清。
是的。
科学家发现即便是婴儿,也能区分1、2、3。
但来到4和4以上,他们的反应却是——这叫【很多】。
对于这【很多】之间的大小——
相近的分不清(8和9分不清),
相差大的辩的明(2和6搞得懂)。
好多原始部落的居民,如今依然处于这个阶段。
这个原始数感,虽“马虎”,但并不影响生活。
照样吃吃喝喝,恋爱生娃——
对世界没有那么多认识,也就没有那么多的焦虑。
话说,我们的祖先就这么“难得糊涂”地过了许多年。
直到10万年前,人类思维的能力突然有了巨大的提升。
接着数字出现了?不,是语言。
突然间的提升
大约10万年前,人类正式拥有了语言。
有学者说因为一次基因突变,大脑升级了。
也有学者说没那么简单。
具体如何,学界也没有搞清楚。
反正,就是在那个节点上:
人类生活环境的变化,促使了基因突变;
或者环境也没给压力,人类就是有了个突变。
以至于,大脑系统被重装了。
重装之后,系统升级,于是我们有了认识4的【硬件设备】。
研究发现,初级数感在大脑的顶内沟区域,
这是我们的众多脑沟之一。平时工作有它就行。
而高级的数学思维(4以上),需要语言区域的帮助。
一切准备就绪。
这天,远处来了4头牛。
本能地,放哨的意识到这里有【很多】猎物。
他需要回去报信。
当他打东边回到部落,打西边回来的探子说自己也遇到【很多】牛。
谁的【很多】更多?值得跑一趟?
放在一起他俩能比出来,不放一起他俩谁也说不清。
就很急,突然东边放哨的大聪明伸出手晃了晃,
“哇,4头牛正好对应我的4根手指。”
西边探子瞬间明白,6头牛对应我的六根手指。
于是,决策好做了。
就这样,一次偶然的升级,
让人类能够用手对应数,突破1、2、3,认知数字4。
继而,5、6、7、8……都被感知到了。
为人类欢呼!
好,停。
看到这里,细心如你,肯定早就发现了:
怎么就这么突然?
脑子准备好,大聪明晃了晃手指就成了?
我只是简化了。
这里还有3点非常关键,往下看。
二、重要的3点
这3点是对应、抽象和语言。
对应
人类得先知道对应。
你养了10头牛,早上要放出去吃草。
当你还不会数数的时候,怎么确定放出去10头,收回来10头呢?
明白对应后,这个问题就解决了。
现在还有一些原始部落采用放石子的方法。
他们并不会数数,但他们会放出去一头牛摆一颗石子。
这样石子和牛对应,不会数数也能保证正常放牛。
以上图片来自《汉声数学图画书》其中一本《数是怎么来的》
很好的一套数学启蒙书,适合小学生。
感兴趣可以看下方链接。
其实,人最初使用的数学工具并不是石子。
而是【我们的手】。
我们有10根手指,可以对应10头牛。
假设太富有,养了20头牛,还可以加上双脚。
古代巴比伦人则是发明了手的终极用法:
把除大拇指外的四根手指的指节(12个指节)算5遍,搞出60进制。
拓展了一次能够数的量。
这都是题外话,继续说对应。
牛可能被狮子吃了,也可能拐回来别人家的牛。
所以,在对应的基础上,原始人还要理解:
一样多、比较少、比较多。
手指和牛一样多,放出来的和回来的牛一致;
手指少牛多,别人家的牛来到了我家;
手指多牛少,我家的牛出事了,我得去看看。
到这个阶段人们放牛这件事才能做好。
接着放羊也没问题了。
采果子没问题、数人头也没问题了!
于是,手指就成了最初的数学工具,如今依然被沿用。
所以,下次再责备孩子数手指、利用手指做计算,就要反省一下了。
这是传统!难到你要让孩子违背祖宗?
抽象
不过,手指、哪怕加上脚趾,加上部落里所有人的手脚,都是有限的。
人必须意识到
石子和手是一样的,都可以对应物体。
树枝和石子是一样的,也可以对应物体。
数字和树枝是一样的,也可以对应物体。
树枝和石子、手,都是具体物件,看得见摸得着。
用具体对应具体还是比较容易的。
然而用数字对应具体,就是抽象能力了。
人首先要把10根手指,抽象成【看不见摸不着的数】
然后再拿【看不见摸不着的数】去对应物体。
这是质的飞跃。
人类很早就能抽象,远古壁画就是印证。
人类用壁画代表神、代表自己、代表场景。
人类还能围坐在一起听族长讲故事。
故事里的你我他,张三李四王五都存在想象中。
如今看似平常,仔细想来却觉不可思议。
所有动物中,只有人类有这能力。
先停止感叹,继续说抽象。
人类可以抽象出壁画、故事,但抽象出数字,还需要一环:
语言。
这就来到了第三个点,语言。
前面我们说大脑升级让语言学习有了基础——
●我们可以两两对话,你来我往有回应。
●我们可以共同注意一件事,明白对方的指向。
●我们可以提问,有思考,有回应,就有教学了。
有了这三点,我们就可以学语言了,也可以教语言了。
有教有学,不得了。
你嘟囔两声,我发展几句,say say say
不久,各种语言繁盛起来。
人们交流不再依赖比划,摆弄,示范。
说话就行了。
同理,我为什么非得在描述5头牛的时候伸五个手指头呢?
我给5起个名字不行吗?
行。
结果我们看到:
有抽象思维后,结合对应和语言,
人类到达了数学的新阶段:为数字命名。
早期的数字名,多带有【对应】的影子。
比如2,在很多地方的语言里,2的发音是“眼睛”,还有发“耳朵”的。
而5比较统一,就是一只手。
我们中国的一、二、三,
古罗马的,Ι、ΙΙ、ΙΙΙ、
4=ΙV是一只手v减掉,6=VΙ是一只手加上1——跟我们一样,明显是用手指头来对应。
许多古文明的数字都有这个特点。
以上图片来自书籍《数学简史》——适合小学生课外阅读。
下方有链接。
人类借用手对应了数字、发展了数字,
又用语言给这些数字命名。
从此,有了名字的1、2、3、4、5、6、7……
开始被我们表达,应用。
4以后的数字,通过语言响应在我们的脑海里。
也就是说,数字通过语言进入了人类的心智。
这一点非常重要!
没有语言环境,人就没有数学能力。
包括当今世界出生的孩童。
没有语言,他们就只能停留在原始数感。
(关于语言和文字的精彩论述,还可以参考一本书《数字起源》——十分好的数学科普,绝对值得一读。下方有链接。)
到这儿:
我们才真正突破了原始数感,来到了数学新天地。
我们才能宣告:数字诞生了。
之后,一发不可收。
人类在数字的基础上,又搞出了越来越玄乎的数学系统。
从小学生的加减乘除,到中学生的二次函数,再到高中生的数列,大学生的微积分……
仔细想想,这些难住好多人的数学课,本可以没有的。
如果不是10万年的那次突变,
如果不是更早时期,人类新皮层的出现。
怎么会有语言,
怎么会有更早的对应和抽象!
好,到这里,数字的起源基本就讲得差不多了。
咱再补充点额外的知识吧——人类是怎么学会数数的。
其实,数字诞生之初,人类是不会数数的。
想不到吧,
如今3岁孩童都能做到的事,
我们的祖先还要再经历一个艰难的阶段——对比。
三、数数
人们虽然有了数字的概念,但最初的应用都是【对应】。
我有2条鱼。
对面有5座山。
远处来了4头狮子。
发现了没?
原始人表达数字是不连续的。
是一个一个蹦出来的。
2、9、4、8、3、5、6。
我们现代人则是1、2、3、4、5、6、7、8……
为什么?
因为原始人还没有连续数数的概念,他们只能用数对应。
他们还差一步,对比。
把1跟2放在一起,1代表1个石头,2代表2个石头……
以此类推,10代表十个石头。
每一个数都比前一个多1。
那么,从小到大,才是1、2、3、4、5、6……
非得明白了这点,数数才能开启。
我们太习以为常了,我们一出生周围人都这么教的。
原始人可没人教,必定是经历了漫长的时光。
当某个大聪明把数排在一起进行了对比,
明白了数的大小后,展示给其他人。
大家一起把数字从小到大排了起来。
固定为习俗,代代相传。
又过了诸多时日,
人们发现到10之后,手不够用了。
于是开始摆弄石子,发现10个石子之后是11
也就是10+1
12是10+2……
这等于从十以后,从新再把手用一遍——
世界各地非常普遍地都用了10进制。
再之后,人类又用了更高级的对应。
把数字跟序数对应起来。
我出门往东看到的第五棵树上有果子。
这时的5不是5个,而是数数时的第五个位置。
如此,老人教会孩子,孩子再教给自己的孩子。
人类会数数啦。
到这儿,才意味着,人类数学实现了0-1的突破,并完结了1.0阶段。
接下来,各路大聪明搞出了五花八门的算术,把数学带到2.0阶段。
这个阶段,数学逐渐成为文明发展的催化剂,推动了各个古文明的繁荣。
如今1-9年级学的数学内容,大部分都属于这个阶段。
没错,如今的中学生也没有多远。
数学这个东西
在1.0阶段,也就是前面咱们说的从原始数感到会数数,是很容易掌握的。
只要你生活在正常的语言环境中。
来到2.0就需要费一番功夫了,
需要后天有人不断地教,你不断地练习。
3.0则是19世纪之后的数学,
包括微分、无穷级数、线性代数、复变函数、概率论、数论……
我个人觉得需要智商了,
不会,你是真不会。
这就是本期的分享,谢谢阅读,我是丽丽,欢迎收藏转发。
参考书籍:
《数字起源》
《哇,原来数学这么有趣》
《数是怎么来的》
《布巴的五指计数》
《脑与数学》
《万物皆数》
《数学简史》
《罗马人的数字》
参考纪录片:
《托起人类文明的数学》
《数学的故事》
《神奇的数字》