数学史上的三次危机

上传人:大米 文档编号:560605076 上传时间:2022-09-24 格式:DOC 页数:8 大小:30.01KB
返回 下载 相关 举报
数学史上的三次危机_第1页
第1页 / 共8页
数学史上的三次危机_第2页
第2页 / 共8页
数学史上的三次危机_第3页
第3页 / 共8页
数学史上的三次危机_第4页
第4页 / 共8页
数学史上的三次危机_第5页
第5页 / 共8页
点击查看更多>>
资源描述

《数学史上的三次危机》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数学史上的三次危机(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、1949年11月即成立中国科学院。1951年3月中国数学学报复刊(1952年改为数学学报),1951年10月中国数学杂志复刊(1953年改为数学通报)。1951年8月中国数学会召开建国后第一次全国代表大会,讨论了数学发展方向和各类学校数学教学改革问题。 建国后的数学研究取得长足进步。50年代初期就出版了华罗庚的堆栈素数论(1953)、苏步青的射影曲线概论(1954)、陈建功的直角函数级数的和(1954)和李俨的中算史论丛(5辑,1954-1955)等专着,到1966年,共发表各种数学论文约2万余篇。除了在数论、代数、几何、拓扑、函数论、概率论与数理统计、数学史等学科继续取得新成果外,还在微分方

2、程、计算技术、运筹学、数理逻辑与数学基础等分支有所突破,有许多论著达到世界先进水平,同时培养和成长起一大批优秀数学家。 60年代后期,中国的数学研究基本停止,教育瘫痪、人员丧失、对外交流中断,后经多方努力状况略有改变。1970年数学学报恢复出版,并创刊数学的实践与认识。1973年陈景润在中国科学上发表大偶数表示为一个素数及一个不超过二个素数的乘积之和的论文,在哥德巴赫猜想的研究中取得突出成就。此外中国数学家在函数论、马尔可夫过程、概率应用、运筹学、优选法等方面也有一定创见。 1978年11月中国数学会召开第三次代表大会,标志着中国数学的复苏。1978年恢复全国数学竞赛,1985年中国开始参加国

3、际数学奥林匹克数学竞赛。1981年陈景润等数学家获国家自然科学奖励。1983年国家首批授于18名中青年学者以博士学位,其中数学工作者占2/3。1986年中国第一次派代表参加国际数学家大会,加入国际数学联合会,吴文俊应邀作了关于中国古代数学史的45分钟演讲。近十几年来数学研究硕果累累,发表论文专著的数量成倍增长,质量不断上升。1985年庆祝中国数学会成立50周年年会上,已确定中国数学发展的长远目标。美索不达米亚数学发展史亚洲西部的底格里斯河与幼发拉底河之间的 两河流域,古称为美索不达米亚。公元前十九世纪,这里建立了巴比伦王国,孕育了巴比伦文明。 考古学家在十九世纪上半叶于美索不达米亚 挖掘出大约

4、50万块刻有楔形文字、跨跃巴比伦历史许多时期的泥书板。其中有近400块被鉴定为载有数字表和一批数学问题的纯数学书板,现在关于巴比伦的数学知识就源于分析这些原始文献 。 算术 古代巴比伦人是具有高度计算技巧的计算家 ,其计算程序是借助乘法表、倒数表、平方表、立方表等数表来实现的。巴比伦人书写数字的方法,更值得我们注意。他们引入了以60为基底的位值制(60进制),希腊人、欧洲人直到16世纪 亦将这系统运用于数学计算和天文学计算中,直至现在60进制仍被应用于角度、时间等记录上。 代数 巴比伦人有丰富的代数知识,许多泥书板中 载有一次和二次方程的问题,他们解二次方程的过程与今天的配方法、公式法一致。此

5、外,他们还讨论了某些三次方程和含多个未知量的线性方程组问题。 在1900B.C.-1600B.C.年间的一块泥板上(普林顿322号),记录了一个数表,经研究发现其中有两组数分别是边长为整数的直角三角形斜 边边长和一个直角边边长,由此推出另一个直角边边长,亦即得出不定方程X2+Y2=Z2 的整数解。 普林顿322泥书板 普林顿322摹真图 几何 巴比伦的几何学与实际测量是有密切的联系 。他们已有相似三角形之对应边成比例的知识,会计算简单平面图形的面积和简单立体体积。我们现在把圆周分为360等分,也应归功于古代巴比伦人。巴比伦几何学的主要特征更在于它的 代数性质。例如,涉及平行于直角三角形一条边的

6、横截线问题引出了二次方程;讨论棱椎的平头截体的体积时出现了三次方程。 古巴比伦的数学成就在早期文明中达到了极 高的水平,但积累的知识仅仅是观察和经验的结果,还缺乏理论上的依据。代表们立志要不懈地努力,争取使中国在世界上早日成为数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学。简单地说,就是研究数和形的科学。 由于生活和劳动上的需求,即使是最原始的民族,也知道简单的计数,并由用手指或实物计数发展到用数字计数。在中国,最迟在商代,即已出现用十进制数字表示大数的方法;至秦汉之际,即已出现完满的十进位制。在不晚于公元一世纪的九章算术中,已载了只有位值制才有可能进行的开平方、开立方的计算法则,并载有分数的各

7、种运算以及解线性联立方程组的方法,还引入了负数概念。 刘徽在他注解的九章算术中,还提出过用十进制小数表示无理数平方根的奇零部分,但直至唐宋时期(欧洲则在16世纪斯蒂文以后)十进制小数才获通用。在这本著作中,刘徽又用圆内接正多边形的周长逼近圆周长,成为后世求圆周率的一般方法。 虽然中国从来没有过无理数或实数的一般概念,但在实质上,那时中国已完成了实数系统的一切运算法则与方法,这不仅在应用上不可缺,也为数学初期教育所不可少。至于继承了巴比伦、埃及、希腊文化的欧洲地区,则偏重于数的性质及这些性质间的逻辑关系的研究。 早在欧几里得的几何原本中,即有素数的概念和素数个数无穷及整数惟一分解等论断。古希腊发

8、现了有非分数的数,即现称的无理数。16世纪以来,由于解高次方程又出现了复数。在近代,数的概念更进一步抽象化,并依据数的不同运算规律,对一般的数系统进行了独立的理论探讨,形成数学中的若干不同分支。 开平方和开立方是解最简单的高次方程所必须用到的运算。在九章算术中,已出现解某种特殊形式的二次方程。发展至宋元时代,引进了“天元”(即未知数)的明确观念,出现了求高次方程数值解与求多至四个未知数的高次代数联立方程组的解的方法,通称为天元术与四元术。与之相伴出现的多项式的表达、运算法则以及消去方法,已接近于近世的代数学。 在中国以外,九世纪阿拉伯的花拉米子的著作阐述了二次方程的解法,通常被视为代数学的鼻祖

9、,其解法实质上与中国古代依赖于切割术的几何方法具有同一风格。中国古代数学致力于方程的具体求解,而源于古希腊、埃及传统的欧洲数学则不同,一般致力于探究方程解的性质。 16世纪时,韦达以文字代替方程系数,引入了代数的符号演算。对代数方程解的性质进行探讨,是从线性方程组引出的行列式、矩阵、线性空间、线性变换等概念与理论的出现;从代数方程导致复数、对称函数等概念的引入以至伽罗华理论与群论的创立。而近代极为活跃的代数几何,则无非是高次联立代数方程组解所构成的集合的理论研究。 形的研究属于几何学的范畴。古代民族都具有形的简单概念,并往往以图画来表示,而图形之所以成为数学对象是由于工具的制作与测量的要求所促

10、成的。规矩以作圆方,中国古代夏禹泊水时即已有规、矩、准、绳等测量工具。 墨经中对一系列的几何概念,有抽象概括,作出了科学的定义。周髀算经与刘徽的海岛算经给出了用矩观测天地的一般方法与具体公式。在九章算术及刘徽注解的九章算术中,除勾股定理外,还提出了若干一般原理以解决多种问题。例如求任意多边形面积的出入相补原理;求多面体的体积的阳马鳖需的二比一原理(刘徽原理);5世纪祖(日恒)提出的用以求曲形体积特别是球的体积的“幂势既同则积不容异”的原理;还有以内接正多边形逼近圆周长的极限方法(割圆术)。但自五代(约10世纪)以后,中国在几何学方面的建树不多。 中国几何学以测量和计算面积、体积的量度为中心任务

11、,而古希腊的传统则是重视形的性质与各种性质间的相互关系。欧几里得的几何原本,建立了用定义、公理、定理、证明构成的演绎体系,成为近代数学公理化的楷模,影响遍及于整个数学的发展。特别是平行公理的研究,导致了19世纪非欧几何的产生。 欧洲自文艺复兴时期起通过对绘画的透视关系的研究,出现了射影几何。18世纪,蒙日应用分析方法对形进行研究,开微分几何学的先河。高斯的曲面论与黎曼的流形理论开创了脱离周围空间以形作为独立对象的研究方法;19世纪克莱因以群的观点对几何学进行统一处理。此外,如康托尔的点集理论,扩大了形的范围;庞加莱创立了拓扑学,使形的连续性成为几何研究的对象。这些都使几何学面目一新。 在现实世

12、界中,数与形,如影之随形,难以分割。中国的古代数学反映了这一客观实际,数与形从来就是相辅相成,并行发展的。例如勾股测量提出了开平方的要求,而开平方、开立方的方法又奠基于几何图形的考虑。二次、三次方程的产生,也大都来自几何与实际问题。至宋元时代,由于天元概念与相当于多项式概念的引入,出现了几何代数化。 在天文与地理中的星表与地图的绘制,已用数来表示地点,不过并未发展到坐标几何的地步。在欧洲,十四世纪奥尔斯姆的著作中已有关于经纬度与函数图形表示的萌芽。十七世纪笛卡尔提出了系统的把几何事物用代数表示的方法及其应用。在其启迪之下,经莱布尼茨、牛顿等的工作,发展成了现代形式的坐标制解析几何学,使数与形的

13、统一更臻完美,不仅改变了几何证题过去遵循欧几里得几何的老方法,还引起了导数的产生,成为微积分学产生的根源。这是数学史上的一件大事。 在十七世纪中,由于科学与技术上的要求促使数学家们研究运动与变化,包括量的变化与形的变换(如投影),还产生了函数概念和无穷小分析即现在的微积分,使数学从此进入了一个研究变量的新时代。 十八世纪以来,以解析几何与微积分这两个有力工具的创立为契机,数学以空前的规模迅猛发展,出现了无数分支。由于自然界的客观规律大多是以微分方程的形式表现的,所以微分方程的研究一开始就受到很大的重视。 微分几何基本上与微积分同时诞生,高斯与黎曼的工作又产生了现代的微分几何。19、20世纪之交

14、,庞加莱创立了拓扑学,开辟了对连续现象进行定性与整体研究的途径。对客观世界中随机现象的分析,产生了概率论。第二次世界大战军事上的需要,以及大工业与管理的复杂化产生了运筹学、系统论、控制论、数理统计学等学科。实际问题要求具体的数值解答,产生了计算数学。选择最优途径的要求又产生了各种优化的理论、方法。 力学、物理学同数学的发展始终是互相影响互相促进的,特别是相对论与量子力学推动了微分几何与泛函分析的成长。此外在19世纪还只用到一次方程的化学和几乎与数学无缘的生物学,都已要用到最前沿的一些数学知识。 十九世纪后期,出现了集合论,还进入了一个批判性的时代,由此推动了数理逻辑的形成与发展,也产生了把数学

15、看作是一个整体的各种思潮和数学基础学派。特别是1900年,德国数学家希尔伯特在第二届国际数学家大会上的关于当代数学重要问题的演讲,以及三十年代开拓的,以结构概念统观数学的法国布尔巴基学派的兴起,对二十世纪数学的发展产生了巨大、深远的影响,科学的数学化一语也开始为人们所乐道。 数学的外围向自然科学、工程技术甚至社会科学中不断渗透扩大,并从中吸取营养,出现了一些边缘数学。数学本身的内部需要也孽生了不少新的理论与分支。同时其核心部分也在不断巩固提高并有时作适当调整以适应外部需要。总之,数学这棵大树茁壮成长,既枝叶繁茂又根深蒂固。 在数学的蓬勃发展过程中,数与形的概念不断扩大且日趋抽象化,以至于不再有任何原始计数与简单图形的踪影。虽然如此,在新的数学分支中仍有着一些对象和运算关系借助于几何术语来表示。如把函数看成是某种空间的一个点之类。这种做法之所以行之有效,归根结底还是因为数学家们已经熟悉了那种简易的数学运算与图形关系,而后者又有着长期深厚的现实基础。而且,即使是最原始的数字如1、2、3、4,以及几何形象如点与直线,也已经是经过人们高度抽象化了的概念。因此如果把数与形作为广义的抽象概念来理解,则前面提到的把数学作为研究数与形的科学这一定

展开阅读全文
相关资源
正为您匹配相似的精品文档
相关搜索

最新文档


当前位置:首页 > 中学教育 > 试题/考题 > 初中试题/考题

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号