为什么数学是一门语言

数学被称为科学的语言。意大利天文学家和物理学家伽利略·伽利莱的名言是“数学是上帝书写宇宙的语言”。这句话很可能是他在OpereIlSaggiatore中的陈述的摘要：

除非我们学会了语言并熟悉了书写它的字符，否则无法阅读[宇宙]。它是用数学语言写的，字母是三角形、圆形和其他几何图形，没有它意味着人类无法理解一个单词。

但是数学真的是一门语言，就像英语或汉语一样吗？要回答这个问题，了解什么是语言以及如何使用数学词汇和语法来构建句子会有所帮助。

要点：为什么数学是一门语言

为了被视为一种语言，一个交流系统必须具有词汇、语法、句法以及使用和理解它的人。

数学符合这种语言的定义。不将数学视为语言的语言学家将其用作书面而非口头交流形式。

数学是一种通用语言。形成方程式的符号和组织在世界上每个国家都是相同的。

什么是语言？

“语言”有多种定义。语言可以是学科内使用的单词或代码系统。语言可以指使用符号或声音进行交流的系统。语言学家诺姆乔姆斯基将语言定义为使用有限元素集构建的一组句子。一些语言学家认为语言应该能够表示事件和抽象概念。

无论使用哪种定义，语言都包含以下组件：

必须有单词或符号的词汇表。

意义必须附加在文字或符号上。

一种语言使用语法，这是一组概述词汇使用方式的规则。

句法将符号组织成线性结构或命题。

叙述或话语由一系列句法命题组成。

一定有（或曾经有）一群人使用和理解这些符号。

数学满足所有这些要求。这些符号、它们的含义、句法和语法在全世界都是相同的。数学家、科学家和其他人使用数学来交流概念。数学描述了自己（一个称为元数学的领域）、现实世界的现象和抽象概念。

数学中的词汇、语法和句法

数学表达式是从左到右书写的，即使说话者的母语是从右到左或从上到下书写。

EmilijaManevska/GettyImages

数学词汇来自许多不同的字母表，包括数学特有的符号。一个数学方程可以用词来表达，形成一个有名词和动词的句子，就像口语中的句子一样。例如：

3+5=8

可以说是“三加五等于八”。

打破这一点数学中的名词包括：

***数字(0,5,123.7)

分数（1⁄4、5⁄9、21⁄3）

变量（a、b、c、x、y、z）

表达式(3x,x2,4+x)

图表或视觉元素（圆、角、三角形、张量、矩阵）

无穷大(∞)

圆周率(π)

虚数(i,-i)

光速(c)

动词包括符号，包括：

等式或不等式（=、）

加法、减法、乘法和除法等操作（+、-、x或*、÷或/）

其他运算（sin、cos、tan、sec）

如果您尝试在数学句子上执行句图，您会发现不定式、连词、形容词等。与其他语言一样，符号所扮演的角色取决于其上下文。

国际规则

数学语法和句法，就像词汇一样，是国际化的。无论你来自哪个国家或说什么语言，数学语言的结构都是一样的。

公式从左到右阅读。

拉丁字母用于参数和变量。在某种程度上，希腊字母也被使用。整数通常取自i、j、k、l、m、n。实数由a、b、c、α、β、γ表示。复数由w和z表示。未知数是x、y、z。函数的名称通常是f、g、h。

希腊字母用于表示特定的概念。例如λ用于表示波长，ρ表示密度。

圆括号和方括号表示符号交互的顺序。

函数、积分和导数的表述方式是统一的。

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常用数学符号

语言作为教学工具

建立方程需要练习。有时从一个人的母语中的一个句子开始并将其翻译成数学会有所帮助。

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在教授或学习数学时，了解数学句子的工作原理很有帮助。学生们经常发现数字和符号令人生畏，因此将方程式放入熟悉的语言中会使主题更加平易近人。基本上这就像将外语翻译成已知的语言。

虽然学生通常不喜欢文字问题，但从口语/书面语言中提取名词、动词和修饰语并将它们翻译成数学方程式是一项有价值的技能。单词问题可以提高理解力并提高解决问题的能力。

因为数学在全世界都是一样的，所以数学可以作为一种通用语言。一个短语或公式具有相同的含义，而不管它附带的另一种语言。通过这种方式，数学可以帮助人们学习和交流，即使存在其他交流障碍。

反对数学作为语言的论点

尝试用口语陈述麦克斯韦方程。

安妮·赫尔曼斯汀

不是每个人都同意数学是一门语言。“语言”的一些定义将其描述为一种口头交流形式。数学是一种书面的交流方式。虽然朗读一个简单的加法语句可能很容易（例如，1+1=2），但朗读其他方程（例如，麦克斯韦方程）要困难得多。另外口语陈述将以说话者的母语而非通用语言呈现。

但是基于此标准，手语也将被取消资格。大多数语言学家接受手语作为真正的语言。有一些死语言，没有人知道如何发音甚至阅读。

数学作为一门语言的一个强有力的例子是现代小学课程使用语言教育中的技术来教授数学。教育心理学家PaulRiccomini及其同事写道，学习数学的学生需要“强大的词汇知识库；灵活性；流利和熟练使用数字、符号、单词和图表；以及理解能力。”

来源

Ford、Alan和F.DavidPeat。“语言在科学中的作用。”物理学基础18.12（1988）：1233-42。

伽利略伽利略。“'TheAssayer'（意大利语中的'IlSaggiatore'）（罗马，1623年）。”关于1618年彗星的争论。编辑。德雷克、斯蒂尔曼和CD奥马利。费城：宾夕法尼亚大学出版社，1960年。

Klima、EdwardS.和UrsulaBellugi。“语言的符号。”马萨诸塞州剑桥市：哈佛大学出版社，1979年。

里科米尼、保罗J.等人。“数学语言：数学词汇教学的重要性”。阅读与写作季刊31.3（2015年）：235-52。打印。