试论数学史上的第一次危机及其影响
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数学史上的三次危机促进了数学的理性进步无理数的发现──第一次数学危机大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥拉斯悖论。
当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为“四艺”,在其中追求宇宙的和谐规律性。
他们认为:宇宙间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此也发现了一些直角三角形的斜边不能表示成整数或整数之比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三角形就是如此。
这一悖论直接触犯了毕氏学派的根本信条,导致了当时认识上的“危机”,从而产生了第一次数学危机。
到了公元前370年,这个矛盾被毕氏学派的欧多克斯通过给比例下新定义的方法解决了。
他的处理不可通约量的方法,出现在欧几里得《原本》第5卷中。
欧多克斯和狄德金于1872年给出的无理数的解释与现代解释基本一致。
今天中学几何课本中对相似三角形的处理,仍然反映出由不可通约量而带来的某些困难和微妙之处。
第一次数学危机对古希腊的数学观点有极大冲击。
这表明,几何学的某些真理与算术无关,几何量不能完全由整数及其比来表示,反之却可以由几何量来表示出来,整数的权威地位开始动摇,而几何学的身份升高了。
危机也表明,直觉和经验不一定靠得住,推理证明才是可靠的,从此希腊人开始重视演译推理,并由此建立了几何公理体系,这不能不说是数学思想上的一次巨大革命!无穷小是零吗?──第二次数学危机18世纪,微分法和积分法在生产和实践上都有了广泛而成功的应用,大部分数学家对这一理论的可靠性是毫不怀疑的。
1734年,英国哲学家、大主教贝克莱发表《分析学家或者向一个不信正教数学家的进言》,矛头指向微积分的基础--无穷小的问题,提出了所谓贝克莱悖论。
他指出:“牛顿在求xn的导数时,采取了先给x以增量0,应用二项式(x+0)n,从中减去xn以求得增量,并除以0以求出xn的增量与x的增量之比,然后又让0消逝,这样得出增量的最终比。
数学史上的三次数学危机的成因分析数学的发展并非一帆风顺,在其漫长的历史进程中,曾经历了三次重大的危机。
这些危机不仅对当时的数学界产生了巨大的冲击,也推动了数学的不断进步和完善。
第一次数学危机发生在古希腊时期,主要源于对无理数的发现。
在古希腊,毕达哥拉斯学派深信“万物皆数”,这里的数指的是整数以及整数之比(有理数)。
他们认为,宇宙中的一切现象都可以用有理数来解释和描述。
然而,毕达哥拉斯学派的一个成员希帕索斯却发现了一个惊人的事实:边长为 1 的正方形,其对角线的长度无法用有理数来表示。
按照勾股定理,这个对角线的长度应该是根号 2。
但根号 2 既不是整数,也不是两个整数之比,这一发现直接冲击了毕达哥拉斯学派的基本信念。
这次危机的成因可以归结为以下几点。
首先,当时的数学观念和认知存在局限性。
人们过度依赖于整数和有理数来理解世界,对于无法用已有数学概念表达的量缺乏准备。
其次,数学的推理和证明体系还不够完善。
在面对根号 2 这样的新对象时,缺乏严谨的逻辑方法来处理和理解。
第一次数学危机的影响是深远的。
它促使人们重新审视数学的基础,推动了数学逻辑和证明的发展。
数学家们开始意识到,仅仅依靠直观和经验是不够的,必须建立更加严谨的数学体系。
第二次数学危机则与微积分的基础问题相关。
在 17 世纪,牛顿和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。
微积分在解决众多科学和工程问题中显示出了强大的威力,极大地推动了科学技术的发展。
然而,微积分在创立初期却存在着逻辑上的漏洞。
例如,在求导数的过程中,无穷小量的概念含糊不清。
无穷小量有时被看作是零,有时又被当作非零的量参与运算,这引发了广泛的争议。
造成第二次数学危机的原因主要有两个方面。
一方面,微积分的发展速度过快,其应用的迫切需求超过了理论基础的完善速度。
科学家们急于利用微积分解决实际问题,而对其内在的逻辑矛盾关注不够。
另一方面,当时的数学分析方法还不够精确和严格。
对于极限、无穷小等概念的理解和定义存在模糊性。
数学史上的三次危机第一次数学危机在古代的数学家看来与有理数对应的点充满了数轴,现在尚未深入了解数轴性质的人也会这样认为。
因此,当发现在数轴上存在不与任何有理数对应的一些点时,在人们的心理上引起了极大震惊,这个发现是早期希腊人的重大成就之一。
它是在公元前5世纪或6世纪的某一时期又毕达哥拉斯学派的成员首先获得的。
这是数学史上的一个里程碑。
毕达哥拉斯学派发现单位正方形的边与对角线不可公度,即对角线的长不能表为qp/的形式,也就是说不存在作为公共量度单位的线断。
后来,又发现数轴上还存在许多点也不对应于任何有理数。
因此,必须发明一些新的数,使之与这样的点对应,因为这些数不能是有理数,所以把它们称为无理数。
例如,,22,8,62等都是无理数。
无理数的发现推翻了早期希腊人坚持的另一信念:给定任何两个线段,必定能找到第三线段,也许很短,使得给定的线段都是这个线段的整数倍。
事实上,即使现代人也会这样认为,如果他还不知道情况并非如此的话。
第一次数学危机表明,当时希腊的数学已经发展到这样的阶段:1.数学已由经验科学变为演绎科学;2.把证明引入了数学;3.演绎的思考首先出现在几何中,而不是在代数中,使几何具有更加重要的地位。
这种状态已知保持到笛卡儿解析几何的诞生。
中国、埃及、巴比伦、印度等国的数学没有经历这样的危机,因而一直停留在实验科学。
即算术阶段。
希腊则走上了完全不同的道路,形成了欧几里得的《几何原本》与亚里斯多得的逻辑体系, 而成为现代科学的始祖。
在当时的所有民族中为什么只有希腊人认为几何事实必须通过合乎逻辑的论证而不能通过实验来建立?这个原因被称为希腊的奥秘。
总之,第一次数学危机是人类文明史上的重大事件。
无理数与不可公度量的发现在毕达哥拉斯学派内部引起了极大的震动。
首先,这是对毕达哥拉斯哲学思想的核心,即“万物皆依赖于整数”的致命一击;既然像2这样的无理数不能写成两个整数之比,那么,它究竟怎样依赖于整数呢?其次,这与通常的直觉相矛盾,因为人们在直觉上总认为任何两个线段都是可以公度的。
三次数学危机论⽂ 数学史上出现的三次数学危机,与其说是“数学的危机”,不如说是“数学哲学的危机”.下⾯店铺给你分享三次数学危机论⽂,欢迎阅读。
三次数学危机论⽂篇⼀ 摘要:本⽂主要通过数学史上的三次危机的产⽣与消除,针对它们的本质浅谈⾃⼰的认识,实际导致这三次危机原因在与⼈的认识。
第⼀次数学危机是⼈们对万物皆数的误解,随着⽆理数的发现,把第⼀次数学危机度过了。
第⼆次数学危机是⼈们对⽆穷⼩的误解,微积分的出现产⽣了⼀种新的⽅法,即分析⽅法,分析⽅法是算和证的结合。
是通过⽆穷趋近⽽确定某⼀结果。
罗素悖论的发现,给数学界以极⼤的震动,导致了数学史上的第三次危机。
为了探求其根源和解决难题的途径,在数学界逻辑界进⾏了不懈的探讨,提出了⼀系列解决⽅案,并在不知不觉中⼤⼤推动了数学和逻辑学的发展。
关键词:危机;万物皆数;⽆穷⼩;分析⽅法;集合 ⼀、前 ⾔ 数学常常被⼈们认为是⾃然科学中发展得最完善的⼀门学科,但在数学的发展史中,却经历了三次危机,⼈们为了使数学向前发展,从⽽引⼊⼀些新的东西使问题化解,在第⼀次危机中导致⽆理数的产⽣;第⼆次危机发⽣在⼗七世纪微积分诞⽣后,⽆穷⼩量的刻画问题,最后是柯西解决了这个问题;第三次危机发⽣在19世纪末,罗素悖论的产⽣引起数学界的轩然⼤波,最后是将集合论建⽴在⼀组公理之上,以回避悖论来缓解数学危机。
本⽂回顾了数学上三次危机的产⽣与发展,并给出了⾃⼰对这三次危机的看法,最后得出确定性丧失的结论。
⼆、数学史上的第⼀次“危机” 第⼀次数学危机是发⽣在公元前580-568年之间的古希腊。
那时的数学正值昌盛,忒被是以毕达哥拉斯为代表的毕⽒学派对数的认识进⾏了研究,他们认为“万物旨数”。
所谓数就是指整数,他们确定数的⽬的是企图通过揭⽰数的奥秘来探索宇宙的永恒真理,信条是:宇宙间的⼀切现象都能归结为整数或整数之⽐,即世界上只存在整数与分数,除此之外他们不认识也不承认别的数。
在那个时期。
《校园百家讲坛》演讲稿数学史上的三次危机及对数学发展的影响主讲卢伯友一引言“校园百家讲坛”很早就邀请我,要我给同学们讲点什么,因为这个讲坛的神圣性和严肃性,我一直没有敢答应下来。
今天,站在这个讲坛上,我仍然感到诚惶诚恐的。
讲什么呢?从哪儿开始呢?我一直思考着这个问题。
国学大师王国维在《人间词话》中说过:“诗人对宇宙人生,须入乎其内,又须出乎其外。
入乎其内,故能写之。
出乎其外,故能观之。
入乎其内,故有生气。
出乎其外,故有高致。
”同学们平时听课、读书、做习题是入乎其内,今天听讲座是出乎其外,两者相互相成。
只知入乎其内,那是见木不见林,常常会迷失方向。
所以,还要辅助以出乎其外,站出来作高瞻远瞩。
正所谓“风声、雨声、读书声、声声入耳;家事、国事、天下事,事事关心!”整个人类文明的历史就像长江的波浪一样,一浪高过一浪,滚滚向前,科学巨人们站在时代的潮头,以他们的勇气、智慧和勤劳把人类的文明从一个高潮推向另一个高潮。
我们认为,整个人类文明可以分为三个层次:(1) 以锄头为代表的农耕文明;(2) 以大机器流水线作业为代表的工业文明; (3) 以计算机为代表的信息文明。
数学在这三个文明中都是深层次的动力,其作用一次比一次明显。
基于此原因,我今天演讲的题目是:数学史上的三次危机及对数学发展的影响古人讲,欲穷千里目,更上一层楼。
今天,我们站在历史的角度,剖析历史上发生的三次数学危机及其对数学发展的重要影响,让同学们不仅从数学自身的思想方法和应用的角度,而且从文化和历史的高度审视数学的全貌和美丽。
赞美数学思想的博大精深,赞美由数学文化引出的理性精神,以及在理性精神的指导下,人类文明的蓬勃发展。
二数学史上的三次危机及对数学发展的影响1毕达哥拉斯与第一次数学危机1.1第一次数学危机的内容毕达哥拉斯是公元前五世纪古希腊的著名数学家与哲学家。
他曾创立了一个合政治、学术、宗教三位一体的神秘主义派别:毕达哥拉斯学派。
由毕达哥拉斯提出的著名命题“万物皆数”是该学派的哲学基石。
数学史上的三次危机第一次危机:希腊数学危机希腊数学家们是数学历史上的伟大人物,他们创造了许多数学概念和理论,如欧几里得几何、三角学、锥曲线等。
但在公元前4世纪到公元前3世纪的时期,希腊数学发生了危机。
这一时期的希腊数学家纷纷开始关注无穷大和无穷小的概念。
然而,这些概念并不符合当时的逻辑和数学标准,他们甚至不能用现代的数学符号来表示。
因此,这些数学家的理论并没有得到广泛的认可和接受。
在这一时期,希腊数学的道路出现了两条分支。
一条是传统的代数学派,他们注重整数、有理数和分数的研究;另一条是几何学派,他们将一切几何测量归纳为单个不可减少的点。
两个学派的意见相左,争论不断,导致了希腊数学的危机。
这一时期的数学发展为数学的发展带来了许多思考,但也让希腊数学陷入了停滞和分化的境地。
第二次危机:19世纪末的非欧几何危机19世纪末期,非欧几何成为了当时的热门话题。
在欧几里得几何中,平行公设是一项基本性质,两条不重合的直线在平面上永远不会相交。
然而,非欧几何学派质疑这一性质,提出了一种名为反射性的新性质,也就是说,两条不重合的直线在特定的情况下是可以相交的。
这种观点的提出,引起了数学界的强烈反响和激烈争议。
欧几里得几何是基础数学,因此许多人认为非欧几何在一定程度上是在否认这一基础。
在这种文化和学术背景下,非欧几何的认可难以达成,成为了数学史上的一次危机。
第三次危机:20世纪初的集合论危机20世纪初,集合论成为了数学的新话题。
然而,当时对于集合论的探讨往往涉及到关于无限的思考,这些思考往往与人的直觉相悖,甚至有些违反逻辑。
其中最著名的例子就是悖论:一个包含所有时空中的点的集合是否存在?如果存在,那么这个集合中是否包含它自身?如果不包含,那么就不能称其为包含所有时空中的点的集合;如果包含,那么这个集合就非常巨大,超出了我们的想象。
这个悖论意味着个体和整体的关系无法解决,出现了数学中的自我矛盾。
这一数学危机的解决需要借鉴哲学和逻辑学的工具,很多数学家因此开始关注哲学基础和逻辑体系,试图建立一个完备的集合论,以应对数学的自我矛盾和前进。
论数学史上的三次危机提到数学,我有一种感觉,数学是自然中最基础的学科,它是所有科学之父,没有数学,就不可能有其他科学的产生。
就人类发展史而言,数学在其中起的作用是巨大的,难怪有人说数学是人类科学中最美的科学。
但在数学的发展史中,并不是那么一帆风顺的,其中历史上曾发生过三大危机,危机的发生促使了数学本生的发展,因此我们应该辨证地看待这三大危机。
人类数学史上出现过三次“危机”,这实际上是数学发展中三次伟大的突破,都是人们认识领域中的变革性发展,都是人们头脑中数学认识结构的转换。
第一次数学危机使数系扩展了,万物皆数的整数算术观念被动摇了,世界上竟存在着不能用整数表示的、不可通约的非比实数,被认为是“异物”的东西,成了新体系中合理的“存在物”。
第二次数学危机是方法论的领域扩大了,确立了一种崭新的“分析方法”。
“分析”的结果与“运算”或“证明”的结果有着同等程度的确定性。
第二次数学危机先后沿续一百多年,无非是为“分析”结果的确定性寻找基础,寻求证明和建立“分析”的步骤程序。
这在数学发展史上被称之为“分析中注入严密性”。
第三次数学危机是人的认知领域扩展到无穷,扩大了人们的思维方式,通过对一系列悖论的研究,确立了关于无穷运算的规则。
人类对数的认识经历了一个不断深化的过程,在这一过程中数的概念进行了多次扩充与发展。
其中无理数的引入在数学上更具有特别重要的意义,它在西方数学史上曾导致了一场大的风波,史称“第一次数学危机”。
第一次危机发生在公元前580~568年之间的古希腊,数学家毕达哥拉斯建立了毕达哥拉斯学派。
这个学派集宗教、科学和哲学于一体,该学派人数固定,知识保密,所有发明创造都归于学派领袖。
当时人们对有理数的认识还很有限,对于无理数的概念更是一无所知,毕达哥拉斯学派所说的数,原来是指整数,他们不把分数看成一种数,而仅看作两个整数之比,他们错误地认为,宇宙间的一切现象都归结为整数或整数之比。
该学派的成员希伯索斯根据勾股定理(西方称为毕达哥拉斯定理)通过逻辑推理发现,边长为1的正方形的对角线长度既不是整数,也不是整数的比所能表示。
《校园百家讲坛》演讲稿数学史上的三次危机及对数学发展的影响主讲卢伯友一引言“校园百家讲坛”很早就邀请我,要我给同学们讲点什么,因为这个讲坛的神圣性和严肃性,我一直没有敢答应下来。
今天,站在这个讲坛上,我仍然感到诚惶诚恐的。
讲什么呢?从哪儿开始呢?我一直思考着这个问题。
国学大师王国维在《人间词话》中说过:“诗人对宇宙人生,须入乎其内,又须出乎其外。
入乎其内,故能写之。
出乎其外,故能观之。
入乎其内,故有生气。
出乎其外,故有高致。
”同学们平时听课、读书、做习题是入乎其内,今天听讲座是出乎其外,两者相互相成。
只知入乎其内,那是见木不见林,常常会迷失方向。
所以,还要辅助以出乎其外,站出来作高瞻远瞩。
正所谓“风声、雨声、读书声、声声入耳;家事、国事、天下事,事事关心!”整个人类文明的历史就像长江的波浪一样,一浪高过一浪,滚滚向前,科学巨人们站在时代的潮头,以他们的勇气、智慧和勤劳把人类的文明从一个高潮推向另一个高潮。
我们认为,整个人类文明可以分为三个层次:(1) 以锄头为代表的农耕文明;(2) 以大机器流水线作业为代表的工业文明; (3) 以计算机为代表的信息文明。
数学在这三个文明中都是深层次的动力,其作用一次比一次明显。
基于此原因,我今天演讲的题目是:数学史上的三次危机及对数学发展的影响古人讲,欲穷千里目,更上一层楼。
今天,我们站在历史的角度,剖析历史上发生的三次数学危机及其对数学发展的重要影响,让同学们不仅从数学自身的思想方法和应用的角度,而且从文化和历史的高度审视数学的全貌和美丽。
赞美数学思想的博大精深,赞美由数学文化引出的理性精神,以及在理性精神的指导下,人类文明的蓬勃发展。
二数学史上的三次危机及对数学发展的影响1毕达哥拉斯与第一次数学危机1.1第一次数学危机的内容毕达哥拉斯是公元前五世纪古希腊的著名数学家与哲学家。
他曾创立了一个合政治、学术、宗教三位一体的神秘主义派别:毕达哥拉斯学派。
由毕达哥拉斯提出的著名命题“万物皆数”是该学派的哲学基石。
数学史上的三次危机1 无理数的发现——第一次数学危机大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥拉斯悖论。
当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中不变因素的研究,把几何、算数、天文、音乐称为“四艺”,在其中追求宇宙的和谐规律性。
他们认为:宇宙间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此也发现了一些直角三角形的斜边不可能表示成整数或整数之比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三角形就是如此。
这一悖论直接触犯了毕氏学派的根本信条,导致了当时认识上的“危机”,从而产生了第一次数学危机。
到了公元前370年,这个矛盾被毕氏学派的欧多克斯通过给比例下新定义的方法解决了。
他的处理不可通约量的方法,出现在欧几里得《原本》第5卷中,欧多克斯和狄德金于1872年给出的无理数的解释和现代解释基本一致。
今天中学几何课本中对相似三角形的处理,仍然反映出由不可通约量而带来的某些困难和微妙之处。
第一次数学危机对古希腊的数学家观点有极大冲击。
这表明,几何学的某些真理和算数无关,几何量不能完全由整数及其比来表示,反之却可以由几何量来表示出来,整数的权威地位开始动摇,而几何学的身份升高了。
危机也表明,直觉和经验不一定靠得住,推理证明才是可靠的。
从此希腊人开始重视演绎推理,并由此建立了几何公理体系,这不能不说是数学思想上的一次巨大革命!2 无穷小量是零吗?——第二次数学危机18世纪,微分法和积分法在生产和实践上都有了广泛而成功的应用,大部分数学家对这一理论的可靠性是毫不怀疑的。
1734年,英国哲学家、大主教贝克莱发表《分析学家或者向一个不信正教数学家的进言》,矛头指向微积分的基础——无穷小的问题,提出了所谓贝克莱悖论。
他指出:“牛顿在求x n的导数时,采取了先给x以增量0,应用二项式(x+0)n,从中减去x n以求得增量,并除以0以求出x n的增量与x增量之比,然后又让0消逝,这样得出增量的最终比。
论第一次数学危机产生的原因和影响目录第一次数学危机的简介: (2)第一次数学危机产生的原因: (3)第一次数学危机的解决: (4)第一次数学危机的产物:古典逻辑与欧氏几何学 (5)第一次数学危机的影响: (6)参考文献 (7)数学科学学院数学与应用数学赵文君0710120040摘要:毕达哥拉斯关于数的信条及以数为基础的宇宙模型的破产,导致了第一次数学危机。
这一危机的影响是巨大的,它不仅推动了数学及其相关学科的发展,使古希腊数学的基础发生了根本性的变化,而且推动了整个科学的发展。
本文就第一次数学危机的产生、解决到影响作了简单的介绍。
关键词:第一次数学危机无理数毕达哥拉斯我们了解的数学危机有三大,如果说每次危机都把数学家们推入黑暗,但是随着危机的解决带来是更好的光明,三大数学危机带来的也是三大数学成就。
从哲学的观点来看矛盾就是无处不在的,数学这么严密的学科也不例外。
纵观数学的发展,就是不断的产生冲突和危机并把它们解决的过程。
知识是人们总结出来的,人的认识是有限的,所以知识本身是应该随着社会的发展不断地突破的。
一次大的数学危机,对人们的影响是非常大的,当你一直认为理所当然的事却被指出是错的的时候,人们是很难接受的,所以危机的解除也是相当困难的事情。
我们并未经历这么大的数学危机,不能体会自己的观念完全被推翻的感受。
基于对此我爱好或者说好奇,我选择了这个主题。
第一次数学危机的简介:从某种意义上来讲,现代意义下的数学来源于古希腊的毕达哥加斯学派。
这个学派兴旺的时期为公元前500年左右,它是一个违心主义流派。
他们重视自然及社会中不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为“四艺”,在其中追求宇宙的和谐及规律性。
他们认为“万物皆数”,认为数学的知识是可靠的、准确的,而且可以应用于现实的世界。
数学的知识是由于纯粹的思维而获得,并不需要观察、直觉及日常经验。
毕达哥加斯的数是指整数,他们在数学上的一项重大发现是证明了勾股定理。
毕达哥拉斯悖论与数学史上的第一次数学危机公元前六世纪,在古希腊学术界占统治地位的毕达哥拉斯学派,其思想在当时被认为是绝对权威的真理,毕达哥拉斯学派认为宇宙的本质就是数的和谐,倡导一种“唯数论”的哲学观点,认为“万物皆数(有理数)”,而数只有两种,就是正整数和可通约的数(即分数,两个整数的比),除此之外不再有别的数。
然而不久毕达哥拉斯学派的一个学生希伯索斯(Hippasus)很快便发现了这个论断的问题。
他发现边长相等的正方形其对角线长并不能用整数或整数之比来表示。
假设正方形边长为1,并设其对角线长为d,依勾股定理应有d2=12+12=2,即d2=2,那么d是多少呢?显然根据“万物皆数(有理数)”的哲学,d不是整数,就是两整数之比。
希伯索斯花了很多时间来寻找这两个整数之比,结果没找着,反而找到了两数不可通约性的证明,用反证法证明如下:设Rt△ABC,两直角边为a=b,则由勾股定理有c2=2a2,设已将a和c中的公约数约去,即a、c已经互素,于是c为偶数,a 为奇数,不妨令c=2m,则有(2m)2=2a2,a2=2m2,于是a为偶数,这与前面已证a为奇数矛盾。
这一发现历史上称为毕达哥拉斯悖论(悖论是指在某一一定的理论体系的基础上,根据合理的推理原则,推出了两个互相矛盾的命题,或者是证明了这样一个复合命题,它表现为两个互相矛盾的命题的等价式),与毕达哥拉斯学派的“万物皆数(有理数)”的哲学大相径庭,使得毕氏学派领导人惶恐,认为这将动摇他们在学术界的统治地位,于是极力封锁该真理的流传,希伯索斯被迫流亡他乡,不幸的是,在一条海船上还是遇到了毕氏门徒,于是希伯索斯被残忍的扔进了大海。
希伯索斯的发现,第一次向人们揭示了有理数所对应的数轴上的点并没有布满数轴。
在数轴上存在着不能用有理数表示的“孔隙”,而这种“孔隙”经后人证明简直多的不可胜数。
无理数的发现被称为数学史上的第一次危机,对以后2000多年数学的发展产生了深远的影响。
论第一次数学危机产生的原因和影响数学是一门基础科学,是现代科技和社会发展的基石之一。
在历史上的不同时期,数学曾经发生过多次危机,其中最为著名的一次就是20世纪初的第一次数学危机。
这次危机的根源在于数学的基本原理出现了矛盾和不完备性,给整个数学领域带来了深远的影响。
第一次数学危机是产生于19世纪末和20世纪初期的一次理论危机,主要表现为数学基础的不稳定性和不完备性。
在这个时期,数学界已经开始了对数学基础的严格重构和升级,试图建立一套更加严密和完整的数学体系。
然而,在这个过程中,很快就发现了一些基本原理和假设的矛盾和不一致性,导致了整个数学体系的不稳定和不完备。
此时,一些数学家开始怀疑整个数学体系的合理性,并提出了一系列问题来考验数学的逻辑和适用性,例如:“1+1等于几?”,“所有整数的和是否存在?”,“是否存在完全不可解的问题?”等等。
这些问题表明数学的基本原理已经无法满足解决复杂问题的需要,需要对整个数学体系进行修补和改进。
第一次数学危机对整个数学领域产生了广泛而深刻的影响。
首先是数学的基础和原则已经不再是无可置疑的。
为了解决这个问题,数学家们开始对数学的基础进行重新设计和建立,形成了一系列新的数学体系和原则,例如集合论、公理化的数学体系等等,使得数学的基础更加严密和完善。
其次,数学思想的革新和变革促进了数学的发展。
在这个时期,数学家们开始采取更加创新和自由的思维方式,推崇证明和实践相结合,探索新的理论和方法。
这种变革对数学的领域的发展产生了很大的促进作用,为数学的不断探索和创新提供了一种思维方式和方法论。
最后,数学危机也促进了现代数学的建立和发展。
第一次数学危机的发生,是由于数学在基础原理上的矛盾和不完备性,而现代数学则是在解决这些问题的基础上不断发展壮大的。
在经历了这次危机后,数学家们更加注重数学原理的严谨和证明的权威性,并建立了一系列现代数学的分支学科,如代数、数论、拓扑学、微积分等等,使得数学的发展进入了一个新的阶段。
人类对数的认识经历了一个不断深化的过程,在这一过程中数的概念进行了多次扩充与发展。
其中无理数的引入在数学上更具有特别重要的意义,它在西方数学史上曾导致了一场大的风波,史称“第一次数学危机”。
如果追溯这一危机的来龙去脉,那么就需要我们把目光投向公元前6世纪的古希腊。
那时,在数学界占统治地位的是毕达哥拉斯学派。
这一学派的创立者毕达哥拉斯是著名的哲学家、数学家。
他在哲学上提出“万物皆数”的论断,并认为宇宙的本质在于“数的和谐”。
他所谓“数的和谐”是指:一切事物和现象都可以归结为整数与整数的比。
与此相对应,在数学中他提出任意两条线段的比都可表为整数或整数的比,用他的话说就是:任意两条线段都是可通约的。
他在数学上最重要的功绩是提出并证明了毕达哥拉斯定理,即我们所说的勾股定理。
然而深具讽刺意味的是,正是他在数学上的这一最重要发现,却把他推向了两难的尴尬境地。
他的一个学生希帕索斯在摆弄老师的著名成果毕达哥拉斯定理时,提出了这样一个问题:正方形的对角线与边长这两条线段是不是可通约的呢?换句话说,两者的比是不是有理数呢?经过认真的思考,他发现这个数既不是整数,也不是一个分数,而是一个全新的数,我们现在知道这个数。
这是人类历史上诞生的第一个无理数。
它的诞生是人类对数认识的一次重大飞跃,是数学史上的伟大发现。
然而作为老师的毕达哥拉斯并没有为这一重大发现而欢欣鼓舞,相反他陷入极度不安之中。
如果不赞同它,理智上无法接受,学生的论断毕竟是找不出毛病的呀!可是如果赞同,感情上更难接受。
因为这一发现对他来说是致命的,它将完全推翻他自己的数学与哲学信条。
于是这就导致了“毕达哥拉斯的两难”。
在这两难处境下,他先是在学派内封锁这一发现,不让它传到外界。
后来当希帕索斯本人把发现泄漏后,他让学派内的成员把希帕索斯抛入了大海。
这就是聪明的学生从伟大的老师那里获得的“奖赏”!被后人尊为“智慧之神”的毕达哥拉斯不是有勇气承认自己的错误,而是想通过暴力压制真理,这一作法令他一生蒙羞,成为他一生中的最大污点。
第一次数学危机的内容第一次数学危机:开启了数学危机的大门在数学史上,有一个重要的历史节点,被称为“第一次数学危机”。
这一事件不仅对数学领域产生了深远的影响,也为后来的数学发展奠定了基础。
本文将从多个角度探讨第一次数学危机的内容,以期带领读者更好地理解这一重要事件。
一、背景第一次数学危机发生在19世纪末20世纪初的数学界。
在那个时候,欧洲的数学家们正在为了解决一类特殊的数学问题而竭尽全力。
这个问题是人们关于无理数的猜想,即无理数是否能够通过有理数的四则运算得到。
而无理数在数学中有着重要的地位,它们既不能表示为两个整数的比值,也不能表示为有限小数或循环小数。
二、挑战对于这个问题,欧洲的数学家们陷入了一种无法解决的困境。
他们试图通过有理数的四则运算,以及根号的开方运算,来逼近或构造无理数。
然而,他们的努力始终没有取得重大突破。
这使得数学界一时间笼罩在一片迷雾之中。
一些人开始质疑数学是否存在根本性的问题,甚至有人怀疑数学的完备性。
三、突破然而,正当数学界陷入困境之时,一位名叫康托尔(Georg Cantor)的数学家站了出来。
他提出了一个革命性的思想,即集合论。
康托尔认为,数学中的所有对象都可以看作是集合,并通过集合的运算来进行研究。
他将无理数看作是一个特殊的集合,通过集合的运算,康托尔成功地解决了无理数的问题,从而打破了数学危机的僵局。
四、影响康托尔的集合论不仅为解决无理数问题提供了新的思路,也为数学的发展开辟了新的领域。
集合论成为数学的重要分支之一,对数学的基础理论产生了深远的影响。
康托尔还通过集合论的思想,提出了无穷的概念,引入了无穷集合的研究,进一步推动了数学的发展。
五、启示第一次数学危机的发生,让人们意识到数学并非一成不变的,它是不断发展的。
数学家们通过面对危机,寻找新的思路和方法,推动了数学的进步。
这给我们一个启示,即在面对问题和困境时,我们应该保持开放的心态,勇于尝试新的思路和方法,不断探索和创新。