数学文化

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集合论的创立者格奥尔 格·康托尔
1869年康托尔取得在哈勒大学任教的资格,不久就升为副教授,并在1879年升为教授,他一直到去 世都在哈勒大学工作。哈勒是一个小地方,而且薪金微薄。康托尔原来希望在柏林找到一个薪金较高、 声望更大的教授职位,但是在柏林,那位很有势力而且又专横跋扈的克洛耐克处处跟他为难,阻塞了他 所有的道路。原因是克洛耐克对于他的集合论,特别是他的“超穷数”观点持根本否定的态度。由于用 脑过度和精神紧张,从1884年起,他不时犯深度精神抑郁症,常常住在疗养院里。1918年1月6日他在哈 勒大学附近的精神病院中去世。 集合论的诞生可以说是在1873年年底。1873年11月,康托尔在和戴德金的通信中提出了一个问题, 这个问题使他从以前关于数学分析的研究转到一个新方向。他认为,有理数的集合是可以“数”的,也 就是可以和自然数的集合成一对一的对应。但是他不知道,对于实数集合这种一对一的对应是否能办到。 他相信不能有一对一的对应,但是他“讲不出什么理由”。 不久之后,他承认他“没有认真地考虑这个问题,因为它似乎没有什么价值”。接着他又补充一句, “要是你认为它因此不值得再花费力气,那我就会完全赞同”。可是,康托尔又考虑起集合的映射问题 来。很快,他在1873年12月7日又写信给戴德金,说他已能成功地证明实数的“集体”是不可数的了, 这一天可以看成是集合论的诞生日。
集合论的创立者格奥尔 格·康托尔
戴德金热烈的祝贺了康托尔取得的成功。其间,证明的意义也越 来越清楚。因为康托尔还成功地证明代数数的集合也是可数的。所谓 代数数就是整系数代数方程的根,而象π与e这样的不能成为任何整系 数代数方程的根的数,则称为超越数。 早在1847年,刘维尔就通过构造的方法(当时大家认为是唯一可 接受的方法)证明了超越数的存在,也就是具体造出超越数来。可是, 康托尔1874年发表的有关集合论的头一篇论文《论所有实代数集合的 一个性质》断言,所有实代数数的集合是可数的,所有实数的集合是 不可数的。因此,非代数数的超越数是存在的,并且其总数要比我们 熟知的实代数数多得多,也就是说超越数的集合也是不可数的。
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演讲:谢嘉骁
无Байду номын сангаас数的发明
古希腊的一位数学家有一个令人惊讶的发现:边 长为1的正方形的对角线的长度既不能用整数,也不能 用分数表示!这个发现不但导致了无理数的诞生,更在 当时的数学界掀起了一场巨大风波,史称“第一次数 学危机”。直到2 000年后实数理论的建立,才让无理 数在数学中真正扎下了根。
集合论的创立者格奥尔 格·康托尔
1845年3月3日出生于俄国圣彼得堡(前苏联列宁格勒)一个商人家 庭。他在中学时期就对数学感兴趣。1862年,他到苏黎世上大学,1863 年转入柏林大学。 当时柏林大学正在形成一个数学教学与研究的中心,他在1867年的 博土论文中就已经反映出“离经叛道”的观点,他认为在数学中提问的艺 术比起解法来更为重要。的确,他原来的成就并不总是在于解决间题,他 对数学的独特贡献在于他以特殊提问的方式开辟了广阔的研究领域。他所 提出的问题一部分被他自己解决,一部分被他的后继者解决,一些没有解 决的问题则始终支配着某一个方向的发展,例如著名的连续统假设。
进位制的发明
为了表示大数,人们产生了进位制的思想。古埃及人和古 印度人采用十进制,但还没有数位的概念。两河流域的泥板书显 示,古巴比伦人采用的是六十进制。中国是世界上第一个既采用 十进制又使用位值制的国家,而且中国的八卦中也蕴含了二进制 的思想。
证法最多的定理
勾股定理是平面几何中最精彩、最著名和最有用的定理, 关于它的故事有许许多多。中国古人早就提出了“勾三股四 弦五”的说法;古希腊数学家毕达哥拉斯发现它后欣喜若狂, 杀牛百头以示庆贺;“第一次数学危机”也由它引起。它有500 多种不同的证明方法,是数学上证明方法最多的定理之一。
三角函数的由来
我们都知道正弦、余弦等三角函数的名称,但事 实上,三角学的概念远比函数出现得早。它起源于古希 腊,目的是预测天体运行路线、推算日历等,在航海和 地理中也会用到。在很长一段时间内,三角学几乎是天 文学的一部分,直到16世纪,才变为数学的一个分支。
集合论的创立者格奥尔 格·康托尔
康托尔,1862年入苏黎世大学学工,翌年转入柏林大学攻读数学和神学,受教于库默尔 (Kummer,Ernst Eduard,1810.1.29-1893.5.14)、维尔斯特拉斯(Weierstrass,Karl Theodor Wilhelm,1815.10.31-1897.2.19)和克罗内克(Kronecker,Leopold,1823.12.7-1891.12.29)。1866 年曾去格丁根学习一学期。1867年在库默尔指导下以解决一般整系数不定方程ax2+by2+cz2=0 求解问题的论文获博士学位。毕业后受魏尔斯特拉斯的直接影响,由数论转向严格的分析理 论的研究,不久崭露头角。他在哈雷大学任教(1869-1913)的初期证明了复合变量函数三角级 数展开的唯一性,继而用有理数列极限定义无理数。1872年成为该校副教授,1879年任教授。 由于学术观点上受到的沉重打击,康托尔曾一度患精神分裂症,虽在1887年恢复了健康,继 续工作,但晚年一直病魔缠身。1918年1月6日在德国哈雷(Halle)-维滕贝格大学附属精神病院 去世。 康托尔爱好广泛,极有个性,终身信奉宗教。早期在数学方面的兴趣是数论,1870年开 始研究三角级数并由此导致19世纪末、20世纪初最伟大的数学成就--集合论和超穷数理论的建 立。除此之外,他还努力探讨在新理论创立过程中所涉及的数理哲学问题.1888-1893年康托尔 任柏林数学会第一任会长,1890年领导创立德国数学家联合会并任首届主席。
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