野识推介365:数学思维的大王:学好理科要给他烧高香
原创 John Xu Qiang 数学探案局 2025年11月9日 20:13 上海
在数学思维扑克中,最大的牌,就是大王。
大王是理科学习的价值观:「爱智求真」。
很多同学虽然努力,但是学习不佳,为什么呢?缺乏这个价值观。爱的不是智慧,求的不是真相。而是「爱名求分」。价值观错了,再努力,往往也就是菜鸟水平。
大王上的人物,是泰勒斯。理科祖师爷。
展开剩余92%在古代各行业,往往都要给祖师爷上香。感谢祖师爷赏饭吃。比如木工给鲁班上香。甚至现代一些战略研究组织开会,还要拜一下孙子,战略学的祖师爷。各位想要学好理科,记得拜祖师爷,给他上香。
其实泰勒斯值得全人类给他上香。因为今天我们的科技,是建立在理科、理性心智基础上。而泰勒斯,是那个人类中提倡理性精神的先知。
理科祖师爷泰勒斯
现代数学的起源,是希腊哲学。希腊历史上的第一位哲学家,也是第一位自然哲学家,就是泰勒斯。泰勒斯生平大致在公元前620年到公元前545年。在那个时代,大多数人都以神话或者传统教条理解自然现象(迷信),其实到今天很多人依然高度迷信。泰勒斯是希腊历史记载的第一个用观察和逻辑解释自然现象的人。
我们前面谈到,自然哲学其实是古代的理科,泰勒斯是开创理科的祖师爷,是那个身体力行设定原则智慧的人。人类的先知。泰勒斯认为我们经验观察产生的结论未必可靠。如果要寻求真相,那就需要严谨求证。他是第一位提出观念需要证明的思想家。
那么如何求证呢?他首创了「数学证明」的思想和方法,成为第一个做出数学证明的人,开创了数学证明的传统。这个思想,到今天还是超前大多数人。顶级大佬有一个特征,就是他们的思想,跨越千年,依然是本质和领先,实现了不朽。就像孙子兵法,作为战略学开山之作,到今天依然是顶尖思想。在美国亚马逊排行榜上(注意是英文不是中文),在哲学类排名第一。
顺便说一下,在理科思维扑克中,孙子在黑桃A上,策略之神。
泰勒斯的一个案例,是对「对顶角相等」的证明。
1)观察:两线相交,对顶角看起来相等
2)质疑:是否总是相等?为什么相等?
3)证明
已知相邻角互补(=180°)
∠1 + ∠2 = 180°
∠1 +∠4 = 180°
所以 ∠2 = ∠4
这个相对简单,但是要注意是这个范式,我们观察产生的经验结论,要经过证明确认其真实性。这个思想,对于认知水平至关重要。基于质疑精神,我们可以继续对这个证明提出质疑。证明中引用了「已知相邻角互补」作为前提,那么为什么「相邻角互补」呢?请证明之。这样一层一层下去,难道没有尽头吗?
是否会追溯到最基本的无需证明的观点/事实呢?这就引出了第一性原理(梅花2)。
学渣用经验解释经验,学神形成严谨抽象概念
泰勒斯有一个观念,就是要从直观经验中提炼规律。很多时候,这种提炼就会形成抽象概念。
例如,他观察月亮、盘子、车轮等事物,这种人们称为「圆」。从月亮、盘子、轮子这种事物,我们提炼出「圆」这个抽象概念,其实就是在总结规律。这个是比较好总结的。
那么什么是圆呢?你能给他下一个定义吗?
大多数人(无论是古人还是今人)往往会说:「像月亮、盘子、轮子这样的东西,就是圆」。这还是用现象来解释概念,而非找到这些事物的本质特征。甚至还有人会说:「像月亮、盘子、轮子这样的圆圆东西,就是圆」。
让你来定义什么是「圆」,圆都还没定义,你就用「圆圆」这个没有定义过的来定义圆自己,矛盾了。大多数人其实连这种矛盾都看不出来。反过来,认知水平高的人,对概念就敏感,善于提炼、识别、分析。
泰勒斯当时给圆下的定义是:
和某一点距离相等的点组成的轨迹,就是圆大家注意了,这就脱离了举例法的定义,而是描述了圆的抽象本质规律了。这样描述的圆,就是理论上的纯粹的抽象,超越了现实例子的不完美,例如车轮很难真正做到这么圆。
这个定义从经验世界出发,定义的圆,脱离了经验世界的具体对象,完成了抽象过程,提炼了本质规律(到定点的距离等于定长)。
今天初中数学中圆的定义,就是基于泰勒斯提出的范式。基于这个定义,进一步细化,「某一点」我们称为「圆心」,「距离」我们称为「半径」,这样新的概念就出来的。
高中基于集合论,把它做了一个变化,定义类似于:
到定点的距离等于定长的点的集合。但发现本质规律、实现抽象定义的,还是泰勒斯。理科学神普遍的特征,就是像泰勒斯这样,日常会观察研究分析思考,尝试去从现象中提取规律形成概念。他们往往会自己去定义概念。哪怕是书上的概念,他们也会自己去思考概念怎么来的,完成研究推导分析提炼的过程。
然而大多数同学,就是死记硬背,把书上的概念抄几遍背下来。老师就是这么教的。这背后的问题,是老师普遍也理性心智欠缺,大多数老师以前也是靠死记硬背刷题考大学的,而不是靠研究分析理解形成底层智慧。
低认知水平培养低认知水平。认知水平低下的人,本能的觉得概念不重要。然而高认知的人,对基础概念无比重视。
学渣关注How,学神关注Why
了解事物有三个基本维度,我称之为WWH模型:
Why:为什么 What:是什么 How:怎么做/怎么用对于WWH核心关注点的差异,反应了学习者的层次:
学神(最关心的是Why) 学霸(会关注到What) 学渣(只关注How)大多数同学包括老师,最关注的就是How,怎么解题。这种水平都很渣。低层次的家长、老师和同学,往往how搞不定,去咨询什么的,又抱着一种观念「不要跟我讲什么原理、概念,告诉我怎么做」。这种想法非常愚昧。
理科之所以叫做理科,意思就是「探索原理的学科」,原理是Why和What。
你只管How学什么理科啊。顶尖的同学,往往是深度探索底层原理Why的,进而把概念的What搞清楚,而原理搞懂了,概念扎实,解题的How其实简单很多。
用泰勒斯研究提炼圆的概念的例子。我们看到车轮、盘子、月亮的相似性,可能会提炼出一个概念例如圆,就完了。这个比较容易,因为看上去就像。但是泰勒斯会研究思考,到底为什么(Why)它们看上去很像呢?它们的共性是什么呢(What)。研究分析发现,原来它们共同的规律是,它们的那一圈边缘,到某个点的长度相等。
把为什么搞清楚了,圆的定义也就呼之欲出了。未来可以运用这个知识点。
Why -> What -> How。
通过搞清楚来源去提炼产生概念知识。哪怕我们学习,课本上已有的知识,要学透,也要经过这个逻辑,重新分析推导。大多数同学并不是这样的,他们直接背定义。顶尖学神会怎么学习呢?
课本上看到了定义(What),也会反过来研究思考为什么(Why)会产生这个概念。很多时候课本上是有相关内容的,只是大多数同学忽略了。哪怕没有,顶尖学生也会自己思考尝试建立推导逻辑。
例如你先看到了圆的定义,反过来思考这个推导出来的。我们看月亮、看盘子,能看出来到定点的距离等于定长的规律吗?好像直接看比较困难。看车轮呢?我靠,车轮好像比较容易,因为很多车轮是有辐条的,辐条都连接到一个中心上。而这些辐条好像都有一个规律,长度差不多啊。
你从这个角度思考,理科祖师爷泰勒斯,可能是从车轮来发现这个规律的吧,相对简单。当然这只能是猜想了。
提升难度,如何从月亮、盘子这种东西,来发现识别这个规律呢?车轮辐条跟他们相比,貌似加了一系列辅助线,从而让规律更容易浮现出来。那么到底如何加辅助线,这个逻辑是什么?让我们观察月亮、盘子这种东西,至少有一种特征比较明确,那就是貌似它们有对称性。
对称性是「观察智慧♦️」中非常重要的一张牌,方块K。
让我们想象折叠,会产生对称轴。这样的对称轴有多少根呢?好像会很多。那这些对称轴之间有什么关系呢?我们尝试再折叠一次,或者画对称轴。发现它们会有一个交点。再来,好像还是会相交在一点。这一个点非常特殊了。很有意思。它特殊在那里呢?比较容易发现,它和边缘上的点貌似距离相等。这也出来结论了。
于是这样,我们利用「对称性」、「折叠」,自己干出辅助线来发现了规律。重新走完了研究定义「圆的概念」路程,自己提炼创造了这个概念。
就是费曼所说:
凡我不能创造的,我就没有理解。你把基础概念重新创造了,就理解了。这才是学神的学习方式。
无需记忆,只需理解。为了理解,研究创造。
菜鸟回答别人出的题,高手提出自己的问题
另外需要注意一点,大多数同学,是做老师出的题目。而前面,我们研究圆的概念时,其实是反过来,从这个定义结论出发,反向出题:
如何从盘子、车轮、月亮这些日常现象中,提炼出圆的定义?通过这个反向的问题,从What去寻找Why,从而实现真正深刻的理解。
这其实运用了基于逆向思维的倒推法(黑桃2):
而且通过这个自创问题,我们还研究出两种解法。一种从车轮入手,简单(因为自带辐条甚至辐心的辅助线)。一种从更抽象的只有边缘没有辅助线的月亮、盘子等研究思考,利用「对称性」等入手探索。这道题目自己研究思考下来,那对思维的训练很不错了。第二种情况还是有难度的。
你这样走一遍,不仅仅是深入创造理解了概念,还做了一题多解,有了对对称性、辅助线利用的新思路。头脑就是这样灵活起来的,逻辑就是这样强大起来的。解题经验丰富了,概念透彻了。完全是在研究课本阶段就能变得很厉害。
这里就有一个结论:
吃透课本知识的What-Why-How,不用额外的习题,就已经可以成为一流水平。当然你还是要刷一些题巩固提升,但整体水平直接在吃透课本层面搞定了。这时候就非常省事。
知识扎实、解题经验丰富,大多数题目一看就知道怎么回事跟哪些知识有关系。少数难以解决的,也可以研究分析。
我在中学时代就发现一件事情,就是绝大多数题目,我看一眼就知道考察什么知识点,直接干出来就完了。核心在于研究理解搞清楚了基础概念。
我的同学就不行,他们需要用那种「题型资料」,靠题型反过来刷熟练度,看到题型要形成条件反射,才知道哪种情况用什么知识点。
但是题型教辅里面又是一啪啦新的内容和知识啊,题型本身也是知识。我只需要学课本,他们还要学题型教辅刷题,我根本就没有后面这块工作量。
这里面有个荒谬之处,就是我的学习能力更强,但我只需要学好课本;他们学习能力不足,课本学不好,但课堂内容还得学,同时还有增加要「熟悉各种题型能应用自如」的任务,工作量还比我大很多。他们更没这个能力呀,又回到能力圈的问题了。你连课本基本概念知识都没搞清楚,还去搞题型,这些题型五花八门,你有那个精力和本事吗。
关键是还不止数学一科,其他的还要花费时间呢。为了解决一个问题,制造出更大的问题。但他们认为是对「基础知识不牢」的解决方案。这又是认知水平不同导致的差异。
砍掉学习任务量,一个核心就是砍掉你去套题型的任务量。不管千变万化,回归基础概念和思维,用吃透课本解决95%的问题。归根到底,你先要对「基础概念知识体系」有深刻的认知,这才是应对千变万化题目的基础。
以不变应万变。简单愉悦省事。
一切法律与宪法抵触者,无效
在法律体系中,宪法处于最高地位。一切法律与宪法抵触者,无效。我们看「法律」这个词的英文,和「规律」本来也就是一个词,LAW。在理科学习中,同样的道理。
爱智求真,就是理科学习的宪法头条。
今天同学们看上去努力,然而行为普遍违宪。大家普遍关心成绩和分数,而不是修炼智慧探索真相。你可能很努力。然而你是个理科法盲。天天违宪而不自知。
所以被惩罚、被这些大佬发现发明的知识虐得死去活来,也就不足为奇了。反之,和祖师爷同频的顶尖学神,往往是爱得死去活来,觉得学习和解题充满了乐趣。
改变,不是要多刷题,而是要重新定义学习的价值和意义。关于数学思维扑克更多的内容,可以阅读数学思维教科书:数学思维就是5种智慧。
最疯狂的数学计划:一年3步智力碾压
数学最高效的打法,是智力碾压。
实现了智力碾压的同学,他们的常规表现是:
知识一遍就懂 难题一遍就会 观察敏锐、思路灵活、反应迅速 洞察本质、举一反三融汇贯通能力强 学习整体上自然轻松、刻意练习的比例低那么如何能够实现智力碾压的学习呢?
我研发创造了3步计划。
思维碾压:两天打通数学思维(认识你的印钞机) 知识碾压:每章一场卡牌游戏(疯狂的创造知识) 解题碾压:每周一道数学难题(疯狂的创造解法)就是这三件事情。执行1年。开启思维、知识、解题能力的全面碾压。海陆空压倒性的优势。
发布于:湖南省