【前言】数轴是数学上的一个概念，相传是笛卡尔发明的。数轴是数学上最为重要的一个概念，将数和形完美地结合和统一起来，从代数走向几何。数轴不仅仅在数学上应用广泛，在生物地理物理化学乃至英语等学科都可以较好地应用，并且能够更好的方便理解和学习，是非常难得的一个数学工具。更重要地是，数轴跟我们生活，跟我们人生紧密相关。数轴人生，向右而生，只需您3分钟。
一、数轴定义
数轴定义：规定了原点（origin），正方向和单位长度的直线叫数轴。
原点、单位长度、正方向是数轴的三要素。
一般地，我们画一条水平直线，在直线上取一点表示0（叫做原点，Origin），选取某一长度作为单位长度（unit length），规定直线上向右的方向为正方向（positive direction）。
二、数轴解读
方向解读
对于表示数、距离等一般都用横数轴方式，取右边为正方向，数轴必须有正方向。对于表示类似海拔和温度等一般用竖数轴方式，取北方向为正方向。
正方向本质上就是实数从小到大的排序方向，越往右（或者上）代表数值越大，越往左（或者下）代表数值越小。
所谓方向的选定一般是按照约定俗成的模式来确定，如取右方向为正方向。在一些特殊场合，也可以提前约定好，如以左边为正方向，也是可以的。
原点解读
以原点为中心将数轴平分为二，原点数值代表0，是一个基准点，居数轴中央，既不偏左也不偏右，既不是正数也不是负数。
离原点往右越远数值越大，乃至于无穷大（+∞），往左越远数值越小乃至于无穷小（-∞）。
单位长度解读
在一个特定的数轴上，单位长度要保持一致，而单位长度一般是以1为基本单位的。单位长度本质上规定了表示1的点离原点的距离，只要表示0和1的位置确定了，则任何实数的位置就唯一确定了。
单位长度1是一个相对概念，而不是一个绝对概念。如对于距离而已，可以定义500m为1个基本单位，2个基本单元意味着1000m。
三、数轴在各学科的应用
1.数轴在数学上的应用
利用数轴理解实数，感悟数轴之美
所有的实数都可以用数轴上的点来表示，数轴上面任何一点必然对应一个实数。数轴就是代表所有实数的集合，包括自然数、分数、正数、负数、有理数、无理数等，即集合：｛x｝，x∈R（实数Real）。
我们幼儿园学习自然数（包括0和正整数），从数轴表示如下：
该数轴以O点为原点，右边为正方向，单位长度为1。以1到零点O的距离在1的位置往右隔一个单位长度就可以在数轴上确定2的位置，继续往右从而确认3、4、5......所有自然数的位置。幼儿园学到的1个苹果、2个苹果、1颗糖、2颗糖、1个手指、2个手指等可以在原点右边表示出来，越往右边数值越大，没用最大，只有更大，乃至于无穷大（+∞）。自然数数轴就是一个集合：{0,1,2,3,4...}
很显然自然数没有填满数轴，数轴还有很多空隙。小学我们学了分数，如果要在数轴上表示，则只需在0和1之间，将距离等分成2份，即可找到1/2的位置；同样，如果是，则只需将3和4之间的距离分成3份，取第一份的位置就是1/4，从而所有的正分数都可以在数轴上找到自己的位置，越往右边分数值越大，没用最大，只有更大，乃至于无穷大（＋∞）。
很显然以上包括自然数和分数的数轴还有很多空隙。后面我们又学了负整数，-1、-2、-3等，如果要在数轴上表示负数，以1到零点O的距离在0的位置往左隔一个单位长度就可以在数轴上确定-1的位置，继续往左从而确认-2、-3、-4......所有负整数的位置。从而所有的负数都可以在数轴上找到自己的位置，越往左边数值越小，没用最小，只有更小，乃至于无穷小（－∞）。这里注意，在数轴上表示负数的次序（-1，-2，-3，。。。）是从原点开始，从右往左进行的，而非从左往右进行。这里包含2个集合，1个是负整数集合：{-1，-2，-3,...}和分数集合：{，...}
上面数轴中找到了整数和分数，统称为有理数，但是无理数在哪里呢？
我们以为根号2为例在数轴上展现怎么找到。在数轴上以1为直角边做一个等腰直角三角形，根据勾股定理得到斜边为根号2，再以原点为圆心画圆与数轴相交于两点，显然这两点位置数值为根号2和负根号2。同样可以在数轴上找到根号3和负根号3的位置，再动动脑筋想想看怎么确定...等位置呢？这里包含一个无理数集合：{根号2、根号3...}
利用数轴定义绝对值，感悟数轴之美
在数轴上，表示数a的点与原点的距离叫做数a的绝对值，记作|a|。如：在数轴上表示数3的点与原点的距离为3，所以3的绝对值是3，即|3| =3。又如在数轴上表示数-3的点与原点的距离也为3，所以-3的绝对值也是3，即I -3I =3。由于表示距离的数是非负数，所以a的绝对值是一个非负数，|a|≥0。
领会了绝对值的几何定义，理解它的代数意义就容易了：正数的绝对值是它本身(当a>0时，|a| =a)；负数的绝对值是它的相反数(当a<0时，|a|=-a)；0的绝对值是0(当a=0时，|a| =0)。两个互为相反数的绝对值相等，因为在数轴上它们离原点的距离相等。
|a|=|a-0|，表示a点到原点的距离。|a-2|可以理解为a点2的距离，|a+2|=|a-（-2）|可以理解为a点2的距离可以理解为a点-2的距离，也可以理解为点（a+2）到原点的距离。绝对值越大的数离原点的距离越远，相反绝对值越小的数离原点的距离越近。
2.数轴在历史上的应用
以公元0年为原点，右边为正方向代表公元后，左边为负方向代表公元前，建立一个历史数轴，记录重大历史事件。这样的方式便于直观记忆历史事件。如：
历史数轴之美，可以大到以亿年为单位，展现宇宙的前世今生；可以小到每个单位为10年乃至1年，记录着我们中国改革开放取得的巨大成就和进展。
4.数轴在地理学上的应用
应用数轴表示地球经度分布和时区分布
应用数轴表示地球经度分布和时区分布，使复杂的空间思维简单化。如图1以数轴中点为0°，右边方向为东表示东经度，左边方向为西经度。在解题时应先找出0°经线，再作其他经线排例；也可以找到东西经的度数的变化规律：东经度往东是增大的，西经度往东是减小的，这样我们容易理解和掌握。但在实际解题中，还有很多学生茫然不知所错，学生常常在180附近的经度分布上出现错误判断。因此我们用数轴表示经度分布时应补充图2，数轴中点为180°，只是这里以右边为西经左边为东经，相对图1属于逆问思维。结合图1与图2，指导学生在解题时低数经度区就用图1，高数经度区用图2。
利用数轴来计算时间
同样以上面的图1为例，时间的计算通过两步完成。第一步，求经度差或者时区差，坚持同侧相减，异侧相加例如图1中，如：已知45°W为9点，求90°E为几点？通过图1可以看出45W和90°E在O的两侧，所以经度差就是相加，为135°，再转化为时间为9小时；第二步，时间的计算，坚持东加西减的原则，正确的表述是如果所求点在已知点的东边就用加，西边就用减，从图1可以看出，所求点是90°E，已知点是45°W，明显可以看出所求点在已知点的东边，应当用加，所以90°E的时间就为9＋9＝18时，但是如果算出的时间大于24小时，日期就要加一天，时间减去24小时，如果相减的时候时间不够时，例如，8～15，时间不可能为负数，所以就只有把已知点的日期借一天，在时间上加上24小时，再减。同样的道理，区时的计算，你只要把图上的经度改为时区就可以了，坚持东时区在0°以东，西时区在0°以西在什么位置不重要，你可以任意画一个点表示时区，计算方法跟地方时的计算一样。
这样做有这几个好处：1.时间计算不会涉及到日期变更线，不用去考虑日期，以便出错；2.图中经度和时区的位置可以用图上任意地点来表示，只要不要标错就可以了；3.用图1来讲时间计算，直观，明了。
地理数轴之美，让我们玩转整个地球。
5.数轴在英语上的应用
英语时态（ Tense）
英语动词时态是一个语法范畴，它是用来体现、描述动作发生时间的动词形式英语动词中有两“时”（ Tense）、两“体”（ Aspect）、两“态”（ Voice）之说：两“时”即是指现在时（ Present Tense）和过去时（ Past Tense）。据此我们可以将英语语法中的八种基本时态统一分为两大类：现在时态和过去时态，每一类各包括四种具体的时态现在时态：一般现在时、现在进行时、一般将来时、现在完成时；过去时态:一般过去时、过去进行时、过去将来时、过去完成时。
时间轴（ T me Axis）
根据不同时态所体现的时间特点，我们可以借助数学中的数轴将不同的时间点或时间段形象化到一条特殊的数轴上，可以称它为时间轴。就像数轴描点一样，我们也可以将时间轴分为三个区分点:过去（Past）、现在（Now）和将来（ Future），而“Pas又可以细分为Ago（相对于“Now”的过去时间）和 Before（相对于“Ago”的过去时间，即过去的过去）两个小的时间点，这样我们就可以对各种不同的时间点或时间段有了很形象、很直观的把握和了解，如下图所示：
上图的时间轴很形象地表示出四个不同的时间区分点，正好与各种不同时态所体现的时间相对应，而且每一种时态都可以用上述时间轴来描述或表示。
还可以利用数轴记忆和理解：spring，summer，autumn，winter；moring、noon、afternoon、evening、night。
6.数轴在物理学上的应用
数轴在物理学上应用也非常频繁，也非常容易便于理解。
自然界中按照声波频率划分可以在频率数轴中进行体现
晶体状态的变化数轴
1/u+1/v=1/f的关系在凸透镜成像数轴上体现
四、数轴之美与人生哲理
1.数轴人生，向右而生
易经云：“是故易有太极，太极生两仪，两仪生四象”。道德经："道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和"。周易和道德经将"阴阳"概念上升为哲学范畴来反映世界万物对立统一的辨证关系，阴阳和谐思维充分彰显了中国哲学与文化和谐思维的特色，它逐渐积淀成尚中求和的思维模式。
这里我们用中国二元哲学思想来将阴阳太极转换为数轴，思考一下数轴与人生、哲学的关系。如下图，右边方向为“阳”，左边方向为“阴”，原点称之为“平衡”，每个单位长度代表一份“阳性”和“阴性”，越往右阳性越大乃至于极阳，越往左阴性越大乃至于极阴。凡是向阳光的、外向的、明亮的、上升的、温热的、永恒运动的，都属于阳。凡是背阳光的、内守的、晦暗的、下降的、寒冷的、相对静止的，都属于阴。阴和阳属于二分法或者二元哲学的两个对立面。
成功向右、失败往左。阳可以代表“正能量”、“积极向上”，如下图，右边方向为“成功”，左边方向为“失败”，原点称之为“O”，每个单位长度代表一份“成功”和“失败”，越往右越成功乃至于达到人生巅峰，越往左越失败乃至于一败涂地。成功和失败是对立和统一的辩证体，失败通过努力可以走向成功之道，在成功的某个位置上如果不继续努力，就会“逆水行舟不进则退”，被后进者超越，成功将沦为失败。
勤奋向右，懒惰往左。右边方向为“勤奋”，左边方向为“懒惰”，原点称之为“O”，每个单位长度代表一份“勤奋”和“懒惰”，越往右越勤奋，越往左越懒惰。勤奋和懒惰是对立和统一的辩证体，原点O代表一个起点和分界点，懒惰通过转变思想通过努力可以转变为勤奋，在勤奋的某个位置上如果停滞不前，就会“逆水行舟不进则退”，被后进者超越，勤奋将沦为懒惰。
富足向右，贫穷往左。右边方向为“富足”，左边方向为“贫穷”，原点称之为“O”，每个单位长度代表一份“富足”和“贫穷”，越往右越富足，越往左越贫穷。富足和贫穷是对立和统一的辩证体，原点O代表一个起点和分界点，穷则思变，贫穷通过转变思想通过努力可以转变为富足，在富足的某个位置上如果停滞不前，就会“逆水行舟不进则退”，被后进者超越，富足将沦为贫穷。
007创始人覃杰的个人公众号和品牌是向左而生，而我们的数轴人生则是向右而生！
2.代表中正、中庸、平衡、和谐和完美的原点
在描写一个美人之完美的比喻，莫过于如宋玉在《登徒子好色赋》中对于东家之子：“东家之子，增之一分则太长，减之一分则太短；着粉则太白，施朱则太赤。眉如翠羽，肌如白雪，腰如束素，齿如含贝。嫣然一笑，惑阳城，迷下蔡。”
原点又是阴和阳的的平衡之点，而阴阳平衡是生命活力的根本。阴阳平衡就是阴阳双方的消长转化保持协调，既不过分也不偏衰，呈现着一种协调的状态。阴阳平衡则人健康、有神；阴阳失衡人就会患病、早衰，甚至死亡。
原点又是中庸之道，是道家阴阳二元哲学理论的方法论的体现。它可以指导人类认知和处世，以至治理国家社会，它无处不可用。它的法则就是调和阴阳两极两面，平衡治事。因为万物都有阴阳两极性，平衡阴阳两极，才能使自然系统平衡发展。如治理国家需要阴阳二元平衡的中庸法则：既要发展物质文明，也要发展精神文明，过于发展物质文明忽视精神文明建设，国家就会道德衰退，精神堕落，社会矛盾就会增多。
政府治理不可治得太过，法律不可太严密，当然也不能没有法律，否则国家就会混乱，有为治国与无为治国两者结合，犹如经济发展需要市场规律和国家调控共同控制一样，必须使国民自由与法律约束二者阴阳平衡。平衡社会的阴阳两面，比如工业发展与环境污染的平衡协调问题。总之治国会遇到各方面的阴阳平衡问题，中庸法则才能平衡社会的阴阳两极，使国家协调发展。
互联网的中心化和区块链的去中心化
互联网的高速发展和应用，导致了数据的高度中心化，从而引起了极客们的反感，极力倡导去中心化模式，于是比特币和区块链出现了，打着去中心化名义极力反对中心化。无论是中心化还是去中心化怎么发展，都将是一个极端的状况，最终一定会出现去中心化和中心化的一个和谐共处的一个平衡点，达到更加完美和谐。
3.幽默数轴
人是不孤独的，正如数轴上有无限多个有理点，在你的任意一个小邻域内都可以找到你的伙伴。但人又是寂寞的，正如把整个数轴的无理点标记上以后，就一个人都见不到了。
人和人就像数轴上的有理数点，彼此可以靠得很近很近，但你们之间始终存在隔阂。
数轴上的点对应现实中的人，既有有理之点有理之人，也有无理之点无理之人。
从0到1，从无到有。要实现新的价值和方法的蜕变，需要跨越千千万万的数字，克服千千万万的困难。
【后记】数轴是一维的，表示单个概念单个事物的正反两面，表示对立和统一的辩证法。后续文章将集中分析和阐述由两条数轴三条数轴组成的平面坐标立体坐标之美，谈谈坐标与人生的关系，好戏在后头，请听下回分解。
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不写就出局|数轴人生，向右而生No.005
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