加法有逆運算嗎?從加減乘除到微積分。以逆運算看占卜

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  加法有逆運算嗎?

  加減乘除是數學的入門計算,每一個人都非常熟悉。通常是,先學加法再學減法,先學乘法再學除法。學習減法、除法時候,大部分老師會提醒一下,減法是加法的逆運算,除法是乘法的逆運算。即便老師不提醒,這種互逆關係,學生自己也會隱隱約約感覺到(老師按逆運算教導的)。

加法有逆運算嗎?從加減乘除到微積分。以逆運算看占卜 彩虹數字 第1張

  學完四則運算,就會學習分數,負數。等學會了分數和負數,就會發現:加法和減法是同一種運算,除法和乘法是同一種運算。

  有了負數和分數,加減法合併了,乘除法合併了。有了這些合併,加法的逆運算沒了,乘法的逆運算也沒了。對於這些逆運算的消失無蹤,大多數人並不在意。畢竟,除了幫助學習減法、除法之外,逆運算好像並沒有多大的用處。而且,逆運算的退場還帶來了一個運算合併的好處。

  運算合併在數學上的好處並不明顯。不過在工程上,運算合併卻有著重大影響。

  在計算機的運算電路中,只用加法運算器,(乘除法可以用加減法替換)就可以實現四則運算。運算合併帶來的方便,為計算機的迅速普及立下了汗馬功勞。

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  既然,四則運算都可以統一成加法。那麼,加法還存在逆運算嗎

  回答這個問題,需要仔細分析一下逆運算。

  真正的逆運算(有思維基礎、有物理基礎)

  加法運算的算式是這樣的:被加數+加數=和。這個算式中,被加數加數兩個數的運算結果

  加法算式表達了這樣一種思想:兩個數通過運算可以得到一個數。如果把這個思想倒過來,再表達為算式,就是加法的逆運算了。

  加法運算思想的,可以表達為:一個數通過運算可以得到兩個數。根據加法運算思想的逆,可以寫出逆加法的算式:和=被加數+加數。

  通過逆加法的算式進行計算,一個「和」可以求出無窮多個被加數、加數的組合。逆加法的運算結果有無窮多個,乍一看,很不合理,好像沒有什麼具體用途。

  然而,事實上,結果有無窮多個的運算,如今在廣泛使用。不定積分的運行結果就是無窮多個,不定積分卻是科學計算的標配。

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  不定積分有一個特點,只要常數C給定,就變成了定積分。這個特點同樣符合逆加法。逆加法的運算結果雖然有無窮多個,但只要給一個數,另一個也就確定下來了。套用不定積分變定積分的過程,逆加法的這個特點可以表述為:只要再給定一個數,逆加法就變成減法了

  結合不定積分、定積分和逆加法、減法。逆運算的特點就可以確定下來了。

  • 逆運算的結果由兩部分組成。
  • 逆運算的結果有無窮多個,不確定。
  • 逆運算的結果可以確定,但前提是多加一個確定值。

  逆運算的這些特點,與量子的不確定性很相似。你不觀察時(不給一個定量)我是波(無窮多),你一觀察時(給了一個定量)我就是粒子(只有一個)。如此看來,逆運算,不但有思維基礎,而且還有物理基礎。

  逆運算既有思維基礎,又有物理基礎,在現實生活中肯定會被使用到。事實上也是如此。減法和除法我們就經常使用。

  減法、除法雖然經常用,但這些只是逆運算的冰山一角,只是體現了逆運算的一點點的特色。把逆運算的特色體現得更充分的應用場景是函數

  逆運算與函數

  函數的表達式是:y=f(x)。其中,x稱為自變量、y稱為因變量、f稱為對應法則。把函數的這些要素納入逆運算的框架,就有:

  • 逆運算:f
  • 運算結果:x,y(有無窮多個組合,不確定)。
  • 給定一個x,就有有一個確定的y(確定)。

  經過上述分析,就會發現:相比減法、除法,函數對逆運算的表達更有代表性

  函數的歷史變遷

  最初,伽利略用文字和比例的語言,表達了變量關係這一概念。現在,人們普遍認為,伽利略提到的變量關係,就是函數的雛形。後來,笛卡爾把變量關係和坐標系聯繫到了一起,用來描述曲線。之後,很長一段時間,人們把函數當作曲線來研究。集合論成了現代數學的基礎後。數學家們用集合論的概念重新定義了函數。y=f(x)這個形式就是在集合論的基礎上構建的。

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  不過,物理學家可管那麼多,大刀闊斧地就把一些物理概念運用到了函數上、從牛頓把「流量」引入到函數開始,各種各樣的物理概念逐步被納入到函數中。伴隨著這些物理概念的加入,函數逐步有了一些預測的功能。這些預測不再是演算紙上單純的數字,而是對應了現實世界中的真實存在。

  作為逆運算的代表,函數能夠進行預測,這倒是應了易經中的一句話:「數往者順,知來著逆」。

  知來著逆

  先來回顧一下逆運算的特點。

  • 逆運算的結果由兩部分組成。
  • 逆運算的結果有無窮多個,不確定
  • 逆運算的結果可以確定,但前提是多加一個確定值

  對未來的期盼是人的天性。預知未來,大概是人類最大的願望了,迄今不改。然而,逆運算的第二條表明,未來不確定。於是,就有人在逆運算的第三條上動起了腦筋。

  既然,逆運算的第三條表明,給定一個確定值,未來就可以確定下來。那麼,就先給一個確定值好了。形形色色的占卜就這樣發展了起來。

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  撇開第二條不顧,只用第三條。結果靠不靠譜,大家都心知肚明。不過,給一點確定的資訊,多少也是個安慰。

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