数学史上的三次危机及其解决

别妄想泡我
654次浏览
2021年02月16日 18:06
最佳经验
本文由作者推荐

公司组织架构图-

2021年2月16日发(作者:万喜良)



论数学史上的三次数学危机




学号:


100521026


姓名:付东群




摘要:


数学发展从来不是完全直线,


而是常常出现悖 论。


历史上一连串的数学


悖论动摇了人们对数学的可靠性的信仰 ,


数学史上曾经发生了三次数学危机。



学悖论的产生和危机的出现,


不单给数学带来麻烦和失望,


更 重要的是给数学的


发展带来新的生机和希望,促进了数学的繁荣。危机的产生、解决,又 产生的无


穷反复过程,


不断推动着数学的发展,


这个过程也是数学思想获得重要发展的过


程。




关键词:


数学危机;无理数;微积分 ;集合论;悖论;




引言:


数学史不仅仅是单纯的数学成就的编年记录。数学的发展决不是一


帆 风顺,在更多的情况下是充满犹豫、徘徊,要经历艰难曲折,甚至面临危机。


数学史也是 数学家们克服困难和战胜的斗争记录。


无理数的发现,


微积分和 非欧


集合的创立,


乃至费马定理的证明


......


这样的例子在数学史上不胜枚举,


他们

< p>
可以帮助人们了解数学创造的完美过程。


对这种创造的过程的了解则可以使 我们


从前人的探索与奋斗中西区教益,获得鼓舞和增强信心。




第一次数学危机(


无理数的产生




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。



(



)


、危机 的起源




毕达哥拉斯学派认为“万 物皆数”


,这个数就是整数,他们确定数学的目的是


企图通过数 的奥秘来探索宇宙的永恒真理,


并且认为宇宙间的一切现象都能归结

为整数或整数之比。后来这个学派发现了毕达哥拉斯学定理(勾股定理)


,他们


认为这是一件很了不起的事,


然而了不起的事后面还有更了不起的事 。


毕达哥拉


斯学派的希帕索斯从毕达哥拉斯定理出发,


发现边长为


1


的正方形对角线不能用

< p>
整数来表示,


这就产生了这个无理数。


这无疑对< /p>


“万物皆数”


产生了巨大的冲击,


由此引 发了第一次数学危机



1


< p>



(二)


、危机的解决




由无理数引发的第一次数学危机对古希腊的数学观点产生了 极大的冲击。


动摇


数学基础的第一次危机并没有很轻易地被解决 。


大约到了公元前


370


年,


这个矛


盾终于被毕达哥拉斯学派的欧多克斯通过给比例下新定义的方法巧 妙的处理了。


但这个问题直到


19


世纪 的戴德金和康托尔等人建立了现代实数理论才算彻底解


决了。



(三)


、对数学发展的意义



第一次危机的产生最大的意义是导致了无理数地产生,


打破了长时间的禁 锢数学


发展的枷锁。


这次数学危机也使整数的权威地位开始动摇 ,


而几何学的身份升高


了,在以后的一两千年中,几何支撑了数 学的发展。同时危机也表明,直觉和经


验不一定靠得住,


推理证 明才是最可靠的,


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



第二次数学危机(


微积分工具


< p>


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。

< p>
但是不管是牛顿,


还是莱布尼茨所创


立的微积分理 论都是不严格的。



(一)


、危机的起源



因为牛顿和莱布尼茨的微积分理论是建立在无穷小分析之上的,


但他们对作为< /p>


基本概念的无穷小量的理解与应用是混乱的。


1734

< p>
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。


笼统的说,


贝克莱悖论 可以表述


为“无穷小量究竟是否为


0


” 的问题。这一问题的提出在当时的数学界引起了一


定的混乱,由此导致了第二次数学危机 的产生



2





(二)


、危机的解决




为了解决第二次数学危机,


数学家 们开始在严格化基础上重建微积分,


其中贡


献最大的是法国数学 家柯西,他在《分析教程》和《无穷小计算讲义》中给出了


数学分析一系列基本概念的精 确定义。


例如:


他给出了精确的极限定义,

然后用


极限定义连续性、导数、微分,定积分和无穷级数的收敛性。后来,魏尔斯特 拉


斯及其追随者们实现了分析的算术化。至此,数学史上的第二次危机已经克服,


数学的整个结构已被恢复



3





(三)


、对数学发展的意义




牛顿和莱布尼茨创立的微积分理论虽然存在一定的缺陷,< /p>


但微积分仍然很受重


视,被广泛地应用于物理学、力学、天文学中 。危机爆发后,经过柯西等人的不


懈努力,


严格的极限理论建立 起来了,


为微积分奠定了理论基础。


微积分理论的


建立在数学史上有深远的意义。


一方面它消除了微积分长期以来的神秘性,< /p>


使数


学以及其他科学冲破了宗教的束缚,为以后的独立发展创造了 条件;另一方面,


微积分理论基础的建立加速了微积分的发展,


产生了复变函数、


实变函数、


微分


方程 、变分学、积分方程、泛函分析等学科,形成了庞大的分析体系,成为数学


的重要分支< /p>



4





公司组织架构图-


公司组织架构图-


公司组织架构图-


公司组织架构图-


公司组织架构图-


公司组织架构图-


公司组织架构图-


公司组织架构图-