第一个注意到7条鱼与7天这两组数字之间相似之处的人,在思想史上迈出了一大步。他是第一位拥有纯数学科学概念的人。 有一天,一名将要成为数学家的儿童,在自己面前看到了一组物体,他决定数一数,数完之后确信有10个。然后,他按照不同的顺序,又将这些物体逐个再数一遍,发现结果仍然是10个。这名儿童把这样的程序重复若干次之后,越来越兴奋,因为他开始理解了(彻底地理解了),10这个数字绝对不是这种重复练习得出的任意结果。这个数字涉及所有元素的总计,只要各个元素都被数到,而且只数一次,那么无论它们在序列中的排列如何,结果都是一样的。这名儿童通过对一组物体游戏般地数来数去之后,学到了(正如我们每一个人在某个时候一样)关于数字领域的基本知识。 一个人先从物体到表述,从行为再到行为之间的关系,从感觉运动的领域到纯粹抽象的领域,最终,达到逻辑与科学的高度。这根链条是长而复杂的,但却不一定是神秘的,逻辑、数学与科学思维的最高境界,其根源仍在人的童年时代与客观物体的简单互动之中。 能为代数方程式的两边增加符号,并确信方程式仍然是成立的。这种符号处理的能力,是较高数学分支的实质性的能力。这些符号代表了物体、相关性、功能或其他的运算。而此时参与运算的符号,可能是词汇,就好像在进行演绎推理、科学假设或其他形式的程序时一样。建立在方程式基础上的运算,对于任何记得中学数学的人来说,都不陌生。而在文字领域中,逻辑推理的运用,则需要和我们前面遇到的语言修辞区别开来。当然,一个人能够很容易进行与常识相一致的逻辑推理。然而相同的推理规则,同样也可运用到明显毫不相关的表述中去。 连三岁的幼儿都能理解:假如拉一下杠杆A,就会发生事件B。然而在纯符号层面上的这种类似的推断,却要好几年的时间才能够发展起来。而第二层次和更高层次的运算,只有在青春期阶段才有可能进行。如果幸运的话,如果大脑细胞也允许,青春期以后也能进行。而且这种运算有时会达到高度的复杂程度,以至于除非是具有较强能力的人,否则将无法弄懂这种推理链条里的过程。 皮亚杰从感觉运动行为,到具体运算,再到形式运算过程的描述,也是发展心理学全部研究得出的最佳的成长轨迹。 按照皮亚杰的看法,这种发展序列在所有的发展领域中,包括他特别感兴趣的康德哲学范畴的发展领域时间、空间及因果关系中,都是通行的。皮亚杰的基本发展阶段,就像巨大的认知波浪,自发地将自己的认知原则和方式,扩展到所有重要的认知领域中去。对皮亚杰来说,逻辑数学思维就是将所有的认知聚集在一起的黏合剂。 庞加莱提出了这样一个有趣的问题:如果说数学中所包含的,仅仅是所有正常的头脑都能接受的逻辑法则,那么为什么还有人感到数学难懂呢?为了得出这个问题的答案,他要求我们设想一系列的演绎。其中,每一个结论都是下一次推理的前提。由于我们从某项结论提出下一个命题的时刻,与我们在下一次推理过程中使用它作为前提条件之间,有一段空白的时间,所以在这一系列演绎推理的链条上,可能有几个联结点分离,或者说,我们也许会忘掉或无意中改变了推理的前提条件。假如这种记忆与使用前提条件的能力,就是数学智能的必备条件,那么(庞加莱的推断),数学家只需要有一个可靠的记忆或天赋的注意力就够了。然而许多数学技巧娴熟的人,在记忆力或注意力方面并无突出之处。恰恰相反,许许多多拥有出色的记忆力或极强注意力的人,却没有数学能力。 庞加莱证明,数学家之所以能在复杂的推导过程中保持良好的记忆力,是因为这种记忆力是由这个推导过程指引着的:数学证明并非只是演绎推理的简单排列,它是按照某种秩序排列的一种演绎推理过程。这些演绎推理所需要的条件的排列顺序,比这些条件本身重要得多。如果说,我拥有对这个排列顺序的感觉和直觉,以至于一眼就能看出推导的全部过程,我就不必害怕自己会忘掉其中的某一个条件了:因为每个条件在推导的顺序中都有自己固定的位置,我根本不需要费力去记忆它们。 这样,庞加莱就区别了两种能力。一种是对推导链条上每个步骤的纯记忆能力,这种能力足以使人记住特定证明的过程;另一种能力,按照他的观点,是更加重要的一种能力,就是对于命题之间联系的特征加以鉴别的能力。如果感知到这些联系,那么证明过程中每一个步骤的准确身份,就不那么重要了。因为如果必要的话,可以重建这些步骤甚至重新设想新的步骤。 数学天才用恰当的符号记录问题的能力,表明不论问题的内容如何。这说明他表现出一种其他人所没有的直觉的能力。他的一位同事说:他差不多立刻就能明白其中的内容,而且给出证明这个定理的方法,或者给出如何用已有的定理去替代它的方法。 一名具备极其灵活头脑的年轻人,对科学领域做了全面的概括,并在几类直觉的帮助下,将科学成就纳入恰当的格局中去。牛顿用了一种使皮亚杰学派的人们高兴的方式,假设了一个时间与空间的抽象框架,物质世界就按照一套不变的法则,在这个框架之中逐渐展开。 留给最伟大的科学家去完成的任务,是提出前人从没有提出过的问题,然后自己得出问题的答案,最终永远改变了科学家最终也改变外行人解释世界的方式。 只要有市场经济的存在,那么人们就完全有能力为自己的利益讨价还价,完全有能力在某种货物能赚钱或赚大钱的情况下,从事该项交易。只要物品的分类能力在什么地方显得重要,不论是植物学的原因还是社会的原因,那个地方的人就有能力提出细致的、分等级的组织系统,并且能恰当地运用这些系统。什么地方需要能够规范并统一人类行动的日历,或需要迅速、可靠的运算工具如算盘,那里的社会就能发明解决这类问题的方式,起码与我们的方式同样合适。 原始人跟踪猎物的过程,包含了推测与检验假设的模式,以及需要运用人的头脑中最好的推测与分析能力,才能做出的发现。凭动物的足迹就确定它们的动向,确定自己行动时机,确定动物是否已经负伤。如果负了伤,又是如何负伤的。还要推测它们能跑多远,沿着什么方向,跑多快。所有这些都需要反复不断提出新的假设,并用新的资料去验证这些假设,使之与先前所了解的关于动物的动向相结合,否定站不住脚的部分,而最终才得出合理的结论。 在学校里,人学会了处理自身所处的情境以外的信息,学会了思考众多抽象的观点,并在假设的基础上探索它们之间的关系,弄清一整套理念,而无论谁提出了这些理念,也无论提出这些理念的语气如何。人们还学会了批评,学会了发现矛盾与解决矛盾的方式。一个人还必须有积累知识的能力,有对当时并无兴趣的表述进行判断的方法,具备找出原先似乎并无关系的两类知识之间关系的能力。对来自序列推理与现实相联系的抽象思考的重视,对客观的文字、阅读以及测验的逐渐熟悉,最终会培养出熟知科学与数学原理的人,培养关心自身观点和行为与小范围的标准是否一致的人。