為什麼在實際生活工作中幾乎沒有人用微積分計算?

要利民


在實際生活和工作中,絕大多數人,包括學過微積分的高學歷人士,都沒有直接用到微積分進行計算,這個是事實。但是,又不能因為這個事實就認為學習微積分沒有用處。

微積分對多數人來說,都比較有難度,但是,它仍然歸屬於基礎學科。基礎,意思就是它是為其他學科提供理論支持的,本身並不能太多用來直接去解決現實問題。這有點類似於高樓大廈的地基。它們在地下,看不見摸不著,很少被提及,以致於普通人根本沒有意識到它們的存在。同樣,技術密集型的工作,大家平時使用的都是專業知識和專業技術,很少提到和用到微積分,但是不能否定微積分的基礎作用。也就是說,一個人沒有微積分的基礎,討論這些專業東西,那就是空中樓閣。

一個初學微積分的人,會覺得這些知識就是一些數學遊戲,完全看不到有什麼實際用處。但是到了更高年級,就能體會到它的作用了。拿我比較瞭解的機械專業來說。只有具備了紮實的高等數學(以微積分為主)基礎,才可能學好大學物理和理論力學。如果完全不懂微積分,那學習理論力學簡直就是寸步難行。學好了理論力學,才可能學好材料力學。如果材料力學都沒有學好,則學習機械原理就是看天書。機械原理又是機械設計的基礎。在畢業從事專業工作時,很少用到微積分,但是大量用到機械設計。看到沒有,一環扣一環,隨便缺一環都會嚴重影響後面的學習。微積分最終也就成了機械設計的間接基礎。其他很多學科,特別是理工科,也是類似的道理。

在工程實踐中,最後的知識形式,數學方面也就以中小學數學為主,甚至最終變成了大與小、多與少的問題。開會或討論時,關注的焦點也往往是值等於幾,誰大誰小,而不會是一堆公式。但是,很多專業的術語,是非常難以理解的,要理解它們那就必須曾經以紮實的數學基礎,包括微積分基礎,去一步一步做到的。比方說“無功功率”,多一點好還是少一點好,到底什麼意思?百度一下當然可以查到,但是如果微積分基礎、電磁學基礎、電工學基礎不紮實,理解的也是很膚淺的。而在工作中,一個計算(儘管沒有直接用到微積分),一個決策,往往就是比的誰理解的更透徹,要不然誰都可以做領導,做技術骨幹了。

再比如現在非常火爆的人工智能,深度學習,機器學習。深度學習的很多東西都是建立在一種叫做“隨機梯度下降”的算法基礎上的。我們平時使用深度學習時,確實很少直接用到任何的微積分公式。但是我們卻不得不深刻理解什麼叫隨機梯度下降。而理解它,必須有微積分基礎。你要是不信,找一個完全沒有接觸過微積分的人試一下,看看能理解多少。如果理解不了,那麼在實際選擇深度學習算法時,會異常艱難。因為連原理都沒有搞懂,你怎麼知道哪種算法更適合,參數怎麼調整。比方說:激活函數選擇那一種,每一層用幾個節點,總共用幾層,如何避免過擬合,等等。作出這些選擇時,完全沒有直接用到微積分,但是用到了“經驗”,“感覺”。這種感覺必然是建立在紮實的數學基礎上的。如果沒有這種基礎,那麼就只是會簡單套用公式(雖然都是初中生就能看懂的,除了專業術語),而套用公式,除非別人告訴你套哪個,否則……只

有有紮實微積分、線性代數甚至概率論基礎,才能深刻理解每種算法的適用範圍,才能決定套哪個公式

我們再從另一個角度看待微積分沒有直接應用的原因。

微積分,以及其他一些相關的數學知識,數學思想,數學思維,已經深刻地與我們的知識結構融為一體。

回想一下,小學、初中、高中語文是不是要求背誦一大堆課文。這麼多年過去了,除了幾首唐詩,試問還有幾篇文章大家還能記住?我們日常生活和工作中,又用到了幾篇語文的課文原文?

但是,這些課文應該背誦嗎?當然應該!這些課文,後來再也沒有用到過,但是它們變成了我們後來的的字、詞、句、篇的組織能力。我們是在潛移默化中,把這些課文消化了,吸收了,最後失去了原有的形式而已。

說得更通俗一點,我們吃食物,這些食物變成了身體的一部分。我們不能因為後來沒有感覺到食物的具體形式,沒有看到食物,而認為吃食物沒有用。特別地,不能感覺小時候吃的東西沒有用,更不能說反正吃東西也就管一兩天,“早知道以前就別吃東西了”。

微積分也是同樣的道理,對於不從事研究的技術人員來說,它很少被直接應用,但不能說不該學。它的思想已經融入到我們腦海裡。在涉及複雜設計、複雜決策時,微積分的思想就會出來幫我們。我們只是潛意識地在做設計,做決策,已經不知道微積分幫忙的時候,到底應用了具體哪個公式、哪個定理。這就好比說,我們長大後,可以脫口成章,可以順口說一句成語出來,但是我們已經忘了到底小時候在哪篇課文裡學到的成語。甚至我們都不承認小時候語文學過,以為自己天生就有“語感”。

總之,除了科研人員,微積分確實很少直接用於具體計算,這是因為它是基礎學科,是為專業技能提供理論支持的。工程技術人員(建築、施工、互聯網、IT、電氣電子、化工、航空航天、生物等等等等),如果沒有微積分基礎,會影響實際工作中的計算和決策。其他理工技術性不強的崗位(比如門衛、廚師、小商販、藝術家、運動員、一線工人),則微積分的作用小一些。

最後需要提醒一下,在日常生活中,不論是何種職業,都不需要用到微積分。特別是大家熱衷的“買菜問題”。必須把生活和工作區分開來。大學以後學得東西從來都不是主要用來生活的,而是用來工作的。


犍為真人


其實有,只是你不會而已……

生活中的計算並不少,微積分也有用處,但大多數人不會,自然也不會覺得自己吃虧,更不會覺得有用了。

最簡單的,我們笑話裡經常說的買披薩,12寸沒有了,給你換兩個8寸的行不行?這其實就是數學知識,你不會,被騙了還美滋滋。

更難一點的。數學家王元和妻子買西瓜,大西瓜是小西瓜價格的三倍。王元就和妻子爭論到底買哪種,王元認為大西瓜半徑大一半,那體積大3倍多一點,妻子認為大西瓜瓜皮也厚,王元又認為三個小瓜的比一個大瓜的皮還多……

你看,其實生活中的數學問題真不少見,我們其實每時每刻都在做數學問題,遇到很多選擇,其實你都是在做概率問題,只是你自己都不會意識到。遇到兩條路,你的第一反應肯定是想想哪一條近的概率更大。

所以我還是這個觀點,一門學科有沒有用,不是學科本身決定的,而是掌握學科的人決定的。一個不會英語的人永遠也不會想著看英文書,同樣一個不會數學的人同樣也不會想用數學去解決問題,因為他們根本意識不到這是數學問題!


sAviOr本座


這個問題嘛,其實反映了題主的生活層次。很抱歉,我沒有歧視的意思。

比較殘酷,通常意義上社會的精英階層和題主比較遙遠。

作為市場賣菜、銀行櫃檯、保安大哥、外賣小哥等職業,我當然不鼓勵同學們花過多的時間學習微積分等基礎數學高等應用。

但我相信,每一個父母,都不會在孩子們還在讀小學一年級時,就以上述職業為終極目標,來教育孩子為此奮鬥終生。

我再重申一次,我沒有歧視,我只是說一個事實。如果你覺得過於直接,我再次表示歉意。

數學專業簡介

數學專業通常被籠統地分為基礎數學(Mathematics)和應用數學(Applied Mathematics)兩個大項。

基礎數學又稱為純粹數學,大致上是對數學結構本身的內在規律進行研究,以純粹形式研究事物的數量關係和空間形式。它通常包含:微分幾何、數學物理、偏微分方程等。

應用數學包括兩個部分,一部分就是與應用有關的數學,另外一部分是數學的其他領域應用,即以數學為工具,探討解決科學、工程學和社會學方面的問題。

數學專業的就業方向

純粹數學方向,就業前景比較單一,就是畢業後一般直接進入高校任職或者進入科研機構就業。這類人在社會上同學們碰到的機會非常之少。但一旦出現轉業從事商業機構的情況,我們通常用一個成語形容——猛虎下山!


應用數學則就業面很廣了。目前主要有兩個領域。

一是計算機,一般在IT公司做數據分析、軟件開發等。

二是經濟學,現在的經濟學有很多都需要用非常專業的數學進行分析,在精算、國際經濟與貿易、化工製藥、通訊工程等比較多。

數學專業的典型職位和薪酬

隨便舉幾個例子吧:

精算師,作為全球含金量極高的認證職業之一,精算師被Business Insider列為年度最高薪工作,我沒有直接認識的精算師朋友,但在茶餘飯後經常聽到大神的傳說,常常驚為天人!

金融方向,在華爾街,金融數學家是最為搶手人才之一,年薪百萬美元是家常便飯。當年同校的高考狀元大佬,目前就是跑美國乾的這個。

IT方向,也是比較被看好的熱門行業,每年的人才缺口就達數百萬人,應用數學專業有其在IT行業中佔據不可忽視的優勢。這個周邊朋友就多些,一線城市兩套房,很輕鬆愉快。

結語

等等,你是不是忘記回答微積分的事情了呢?

哦,對啊!

數學專業按照難度來看,最基礎的幾門課程分別是:微積分、線性代數、統計學。大家明白了嗎?

學好數理化,走遍天下都不怕!


貓先生內涵科普


唉,傻,真傻,傻到頭了。

在日常生活中,每個人都是微積分高手。比如,在南京路步行街,人來人往,熙熙攘攘,看似雜亂無章,可是沒見兩個人平白無故相撞在一起。這是為什麼?這是因為大家都在用微積分精確計算如何穿過人群而不發生相撞事故。地鐵人民廣場站換乘樞紐更是如此,高峰時段的人流密集程度簡直歎為觀止,可是也沒見有相撞的。這都歸功於每個人的微積分都把控得相當精準。通過判斷別人的行進路線、速度、變軌的可能、驅近求快的心態等等複雜因素,計算出自己最佳、最快速也是最安全的行進路線而不相撞。這是多麼複雜的微積分運算呀!

書面上的微積分只是想要把現實生活中的微積分用公式表達出來而已。誰能表達、描述得最精確,誰就是理論概括之王,僅此而已,豈有他哉?


藍博格爾


提這個問題的人應該說根本就不知道微積分。

在現實生活中,微積分到處都是,比如所謂的積分,就是乘法加累加(累積,所以叫積分),比如水費就是這樣,電費也是如此,各種按天累積按月累積按年累積的都是如此,在我們生活中到處都是,更不用說比較專業的地方。

微分也是如此,微分的特點就是趨勢,比如看見雲越來越厚,就會感覺要下雨了,看見風越來越大,趕緊收衣服,上班早一點出去避免堵車也是微分的結果。

這些事情不一定要進行詳細計算,或者計算的時候取樣也不必無限小或者無限大(取極限),其結果滿足生活上的需要即可,比如電費的計算,不必按秒取樣,按天就足夠精確了,不準確的誤差可以累積到下個月,這樣計算起來就非常簡單,雖然這樣可能會產生多個解,但是可以用生活常識或行政法規進行約束確保只有一個解,比如計算日期截止到月底就是這個意思。


觀上靈雲


實際生活工作中,我們應用的是微積分的直接結果,而不是過程。

圓周率π我們取3.14,而π的精確值是通過無窮級數的求和算出來的,所以我們確認祖沖之一千多年前的結果3.1415926到3.1415927之間的結果是對的。三角形面積公式可由微積分推導,物體的幾何重心、轉動慣量,都是由微積分求出,直接應用結果進行工程計算。計算機程序也是把差分方程寫入程序來實現電機的轉速控制。

微積分作為大學通識教育,文理科都應該學習。微積分不僅是數學,同時也是深刻的方法論,因而微積分也是哲學思想。

萊布尼茨、牛頓都是自然哲學家,發明微積分就不奇怪了。類似的畢達哥拉斯、笛卡爾也同時是哲學家和數學家。

因而西方數學和中國數學不同,一開始就是由哲學家推進,《幾何原本》這樣的嚴密體系才會在兩千年前就完成。


小數點9464


人家說的是現實生活中很少有用微積分計算 沒說微積分脫離實際應用 一個個吹的跟研究火箭上天一樣 事實就是很少有人用微積分計算 主要就是大多數人接觸的層面基本就是經驗加手冊 微積分推倒出的很多公式直接套就行 我曾經問過一個博士 我說微積分對於你是不是跟加減乘除對於我們一樣 已經融入到骨子裡了 他呵呵一笑 告訴我基本用不上 時間長了也都忘了


子非魚1456876


你是不是感覺四則運算也很少用了,有計算器,小販都不自己算了,還學算數幹嘛?但是,用著的人也很多,至少我周圍的人天天在用微積分套公式。上次做了個計算,需要好好多參數的方程,找了個鄭州的公司做參數20人,幹了一個月才把參數整理好,做參數都沒有學過微積分,不耽誤他們做微積分參數,他們說自己是做AI的。微積分都是勞動密集型工人在用,普通人用不到了。


路人甲88145316


我要求子侄們不管以後幹什麼職業,必須學好數學分析,高等代數,解析幾何,常微分方程,抽象代數,複變函數,實變函數。這是最基本的通識教育。學習數學是為了讓你長點腦子。可別小看了它。


法緣石


直接簡接地用到了,不過自己未意識到。比如說自動控制(各種物理量)就是建立在微分方程的基礎上,從對控制對象的數學摸型進行分析,確定需要的穩定性、靜態誤差以及動態(過渡過程)品質各個指標。設計整個系統及較正環節。。。。整個過程就是確定系統微分方程及相關參數(除了數學還有物理)設計者應該懂的。而生戶製造丶機器調試乃至生產操作過程的人員或許壓根不知道這有計麼微分方程(詳盡瞭解請閱讀有關學術專著)


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