第六章 现代数学史

玛丽莲梦兔
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2021年02月16日 18:22
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巫婆汤-

2021年2月16日发(作者:法拉奇)


第六章





现代数学史




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新世纪 的序幕与


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个数学问题


< p>
20


世纪的数学呈现出指数式的飞速发展。现代数学不再是代数、几何、分 析等


经典学科的集合,而已成为分支众多的、庞大的知识体系。




19


世纪相比,

20


世纪的数学的发展表现出如下主要的特征或趋势:





更高的抽象性;





更深的统一性;





更深入的基础探讨。



1900



8


月,国际数学家大会在法国巴黎举行。在 会上,德国数学家希尔伯特


作了题为《数学问题》的著名讲演。他根据

< br>19


世纪数学研究的成果和发展趋势提出



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个数学问题。由此拉开了新世纪数学发展的序幕。


(见


272


页)




2




更高层次的抽象



更高的抽象性是


20


世纪的纯粹数学的主要趋势之一。


这种 趋势,


最初是受到了


两大因素的推动:


集合论观点的渗透和公理化方法的运用。


并直接导致了


20


世纪上


半叶大量新学科的诞生:








勒贝格积分与实变函数论:勒贝格、博雷尔。


(被称为现代分析)








泛函分 析:


起源于变分法的研究,


泛函一词由阿达马首先采用,


意为


“函


数的函数”



泛函分析的另一个来源是积分方程理论。


并由希尔伯特推广到 内积空间


(希尔伯特空间)



后来又被 波兰数学家巴拿赫推广到更一般的赋范空间


(即巴拿赫


空间)< /p>


。泛函分析就是在这种抽象函数空间上的微积分。






抽象代 数:其研究的对象已突破了数的范畴。引进了:群、环、域和格


的概念。并将代数结构作 为抽象代数的研究中心。在这方面有突出贡献的数学家有


诺特学派及布尔巴基学派。






拓扑学:研究几何图形的连续性质,即在连续变形下保持不变的性质。






概率论 :概率论的公理化,是


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世纪数学抽象化的又一成果。






集合论悖论






数理逻辑的发展:公理化集合论、证明论、模型论、递归论。






数学的 统一化与数学三大学派:逻辑主义(以罗素和怀特黑德为代表)



直觉主义(以庞加莱、克罗内克、布劳威尔为代表)坚持发展构造性数学;形式主


义( 以希尔伯特为代表)坚持将数学彻底形式化为一个系统。




3




数学向其他学科的渗透



20


世纪应用数学的蓬勃发展已形成为当代数学的一股强大潮流。这时期的数学




1






5




具有以下几方面的特点:





数学的应用突破了传统的范围而向 人类几乎所有的知识领域渗透。





纯粹数学几乎所有的分支都获得了应用,包括一些抽象的分支。





现代数学对生产技术的应用变得越来越直接。





现代数学在向外渗透的过程中,产 生了一些相对独立的应用学科。



如:






数学物理







生物数学







数理经济学







数理统计








筹学








控制论等




4




计算机与现代数学




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世纪中叶高速电子计算机的出现对现代数学的发展带来了深刻影响,


这是


20


世纪数学区别于以往任何时代的一大 特点。








计算机的诞生








从手工到机械自动



计算机是人类对计 算工具的不懈努力追求的最好回报。我们的祖先早在史前时


期就已经知道了用石块和贝壳 计数。


随着文化的发展,


人类创造了简单的计算工具。


我国在唐朝就开始使用算盘,


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世纪出现了计 算尺,


这些都是著名的手动计算工具。







1642


年,法国数学家帕斯卡(


Pasc al


)创造了第一台能完成加、减运算的机械


计算器,用来计算 税收,取得了很大的成功。


1673


年德国莱布尼兹(


Leibnitz


)改进


了帕斯卡的设计,增加 了乘、除运算。这一时期的计算机有一个共同的特点,就是


每一步运算都需要人工干预,


即操作数由操作者提供,


计算结果由操作者重新安排。


这些发明在灵巧性上有些进步,但都无一例外,没有突破手工操作的局限。



直到


19


世纪

20


年代,英国数学家巴贝奇(


Babbage

< p>
)才取得突破,从手动机械


跃入机械自动时代,巴贝奇提出了自动计算机的 基本概念:要使计算机能自动进行


计算,必须把计算步骤和原始数据预先地存放在机器内 ,并使计算机能取出这些数


据,


在必要时能进行一些简单的判断 ,


决定自己下一步的计算顺序。


他还分别于

1823


年和


1834


年设计了一 台差分机和一台分析机,


提出了一些创造性的建议,


从而奠定< /p>


了现代数字计算机的基础。





从机械计算到电动计算







188 4


年,美国工程师赫尔曼•霍雷斯(


Herman

< p>
Hollerith


)制造了第一台电动计


算机, 采用穿孔卡和弱电流技术进行数据处理,在美国人口普查中大显身手。



美国哈佛大学应用数学教授霍华德•阿肯受巴贝奇思想启发,在


1937


年得到美


国海军部的经费支持,开始设计“马克


1


号”


(由


IBM

< br>承建)


,于


1944


年交付使用 。



“马克


1


号”采用全继电器,



51


英尺、高< /p>


8


英尺,看上去像一节列车,



750000


个零部件,里面的各种导线加起来总长

500


英里。总耗资四五十万美元。


“马克


1


号”做乘法运算一次最多需要

6


秒,除法


10


多秒。运算速度不 算太快,但精确度很


高(小数点后


23


位)






2






5



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