(完整版)简述数学史上的三大危机

合集下载

数学史上三大危机和三大猜想

数学史上三大危机和三大猜想

数学史上三大危机和三大猜想数学史上的三大危机分别为无理数理论,微积分理论,罗素悖论,数学史上的三大猜想分别为费马大定理,四色定理,哥德巴赫猜想,这三大危机和三大猜想都间接地推动了整个数学理论的进步,许许多多的数学家也因此付出了巨大的贡献,才有了今天数学的伟大辉煌。

一、无理数理论众所周知,世界上所有的实数都可以分为有理数和无理数。

然而,在最初的时候并没有发现无理数的存在,所以很多数学家认为所有数都是有限小数,而希帕苏斯首先提出了二的算术平方根概念,发现了世界上有一类数,他们是无限不循环小数,然而遭受了当时科学界的否定。

二、微积分理论微积分是世界数学史上璀璨的辉煌,微积分使用微元的概念,解决了很多不能够解决的问题。

特别对于复杂的图形,有很厉害的求解作用,但是由于微积分刚提出来的时候,理论非常复杂,没有在当时的数学界广为接受。

三、罗素悖论罗素悖论是对于集合理论的悖论,世界上所有的物体都能够通过集合来表达,但是罗素指出,如果一个集合中所有的元素都不是他本来的元素,那么这样的一个集合是否还能表现为原有的集合,这理论被称为罗素悖论,后来根据数学家修改集合的.定义规则,才避免了这样的悖论。

四、费马大定理费马大定理有这样一个猜想当整数n>2时,关于x,y,z的不定方程x^n+y^n=z^n无正整数解。

这样的一个看似简单的地理,后来经过后世许多人的证明,终于确定费马大定理成立,是数学史上的一个伟大猜想。

五、四色定理四色定理表明,如果许多国家围绕着一个点拥有很多的边界,那么只要用四种颜色就能够将所有的国家全部区分开来,四色定理是对二维空间的终极解释,也表明了两个直线,只要相交一定有四个区的出现。

六、哥德巴赫猜想哥德巴赫猜想,如果把1算做一个质数,那么世界上任何大于二的数都可以由三个质数通过相加的方式得成,后来科学家们经过艰难的计算,终于算出了哥德巴赫猜想。

(整理)数学史上的三次危机.

(整理)数学史上的三次危机.

数学史上的三次危机张清利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世纪的某一时期由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q p /的形式,也就是说不存在作为公共度量单位的线段。

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, ,22,8,6,2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。

这种状态一直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》与亚里士多得的逻辑体系, 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。

数学史上三次危机

数学史上三次危机

数学史上三次危机对于数学仅限于学校里学的那点东西,薄如蝉翼,谈不上什么深刻理解,但也听说过数学史上有三次危机。

限于老郭水平不高,能力有限无法深入,蜻蜓点水的说一下。

第一次数学危机-无理数的发现勾股定理是咱们小伙伴们都熟悉的,a^2+b^2=c^2。

这个公式出来之后就用到了已知两条边长求解直角三角形第三条边的边长问题上。

很明显,开平方之后会出现根号2、根号3这种情况,这种不能完全开平方的数是无限不循环的小数,我们现在叫做无理数。

我们现在理解这些数当然是没问题的,不过在当时,这种数的出现,打破了毕达哥拉斯学派认为的世界的和谐性质。

他们认为宇宙万物都可以归结为整数或者是整数之比。

这就导致了一种认识上的“危机”,这个危机被称为第一次数学危机。

其实,这次“危机”(我并不认为这是什么危机)给几何的发展带来了一次推动。

因为,出现了无理数意味着,人类依靠直觉和经验建立的科学不一定是可靠的,而严格的推理证明才是靠得住的。

从那以后,希腊人开始重视演绎推理,并且建立了几何公理体系。

这就是危难之中的机遇,古希腊人抓住了这个机遇,创造了平面几何的第一次辉煌。

第二次数学危机-阿基里斯追不上乌龟“阿基里斯追不上乌龟”:阿基里斯总是首先必须到达乌龟的出发点,因而乌龟必定总是跑在前头。

这个数学悖论故事是很有名的,其实我们现在的小伙伴都能知道,这是不可能发生的事,只要求一个极限,这个事就搞定了,跟本不存在追不上乌龟的事情。

然而在17世纪,微积分刚刚诞生那个时代,这个事还真是个大事。

当时包括牛顿、莱布尼茨等等大佬都没有找到解决这个问题的办法。

当时微积分刚刚初创,逻辑基础非常的不牢固。

很多基础问题,无穷小概念,从而导数、微分、积分等概念不清楚;无穷大概念不清楚;发散级数求和的任意性等等;符号的不严格使用;不考虑连续性就进行微分,不考虑导数及积分的存在性以及函数可否展成幂级数等等。

那时候,这个问题争论的焦点就在于无穷小量究竞是不是零?无穷小及其分析是否合理?由此而引起了数学界甚至哲学界长达一个半世纪的争论,造成了第二次数学危机。

数学史三次危机简介

数学史三次危机简介

数学史三次危机简介
数学史上的三次危机,简要概括如下:
1. 第一次数学危机:公元前5世纪,毕达哥拉斯学派发现无理数,挑战了当时“万物皆数”(指整数或整数之比)的信念。

这次危机通过实数理论的建立得到解决。

2. 第二次数学危机:17至18世纪,围绕无穷小量的问题,主要与微积分的发展有关。

微积分学在理论不完善的情况下被广泛应用,但其基础—无穷小的概念受到质疑。

最终,通过实数理论和极限理论的建立,这次危机得到了缓解。

3. 第三次数学危机:19世纪末,集合论悖论的出现,如著名的罗素悖论,暴露了自洽性问题。

这些悖论挑战了集合论作为数学基础的地位。

至今,尽管哥德尔的不完备定理对形式系统的局限性做了阐述,但第三次数学危机并没有完全解决。

数学史上一共发生过三次危机,都是怎么回事

数学史上一共发生过三次危机,都是怎么回事

数学史上一共发生过三次危机,都是怎么回事?在数学历史上,有三次大的危机深刻影响着数学的发展,三次数学危机分别是:无理数的发现、微积分的完备性、罗素悖论。

第一次数学危机第一次数学危机发生在公元400年前,在古希腊时期,毕达哥拉斯学派对“数”进行了定义,认为任何数字都可以写成两个整数之商,也就是认为所有数字都是有理数。

但是该学派的一个门徒希帕索斯发现,边长为“1”的正方形,其对角线“√2”无法写成两个整数的商,由此发现了第一个无理数。

毕达哥拉斯的其他门徒知道后,为了维护门派的正统性,把希帕索斯杀害了,并抛入大海之中,看来古人也是解决不了问题时,先解决提出问题的人。

即便如此,无理数的发现很快引起了一场数学革命,史称第一次数学危机,这危机影响数学史近两千年的时间。

第二次数学危机微积分是一项伟大的发明,牛顿和莱布尼茨都是微积分的发明者,两人的发现思路截然不同;但是两人对微积分基本概念的定义,都存在模糊的地方,这遭到了一些人的强烈反对和攻击,其中攻击最强烈的是英国大主教贝克莱,他提出了一个悖论:从微积分的推导中我们可以看到,△x在作为分母时不为零,但是在最后的公式中又等于零,这种矛盾的结果是灾难性的,很长一段时间内数学家都找不到解决办法。

直到微积分发明100多年后,法国数学家柯西用极限定义了无穷小量,才彻底解决了这个问题。

第三次数学危机数学家总有一个梦想,试图建立一些基本的公理,然后利用严格的数理逻辑,推导和证明数学的所有定理;康托尔发明集合论后,让数学家们看到了曙光,法国科学家庞加莱认为:我们可以借助结合论,建造起整座数学大厦。

正在数学家高兴之时,英国哲学家、逻辑学家罗素,提出了一个惊人的悖论——罗素悖论:罗素悖论通俗描述为:在某个城市中,有一位名誉满城的理发师说:“我将为本城所有不给自己刮脸的人刮脸,我也只给这些人刮脸。

”那么请问理发师自己的脸该由谁来刮?罗素悖论的提出,引发了数学上的又一次危机,数学家辛辛苦苦建立的数学大厦,最后发现基础居然存在缺陷,数学家们纷纷提出自己的解决方案;直到1908年,第一个公理化集合论体系的建立,才弥补了集合论的缺陷。

数学三次危机的内容

数学三次危机的内容

数学三次危机的内容全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:数学科学中的三次危机是指在20世纪上半叶发生的一系列重大数学问题,这些问题深刻地影响了数学家们的研究方向和方法论。

这三次危机分别是庞加莱猜想、康托尔难题和哈尔定理。

在这篇文章中,我们将对这三个数学难题进行详细介绍,并探讨它们对数学领域的影响。

让我们来了解一下庞加莱猜想。

庞加莱猜想是法国数学家亨利·庞加莱于1904年提出的一个关于拓扑学的问题。

该猜想的内容是“三维球面是唯一的紧致单连通的拓扑空间”。

庞加莱猜想对数学家们提出了一个挑战,因为在当时,拓扑学还处于发展的初级阶段,很多概念和理论尚未完善。

庞加莱猜想的证明一直是数学界的一个巨大难题,直到2003年,俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼通过使用里卡蒂流和流形拓扑学,证明了该猜想。

这一证明不仅解决了庞加莱猜想,也为流形拓扑学的发展提供了新的思路。

让我们来看看康托尔难题。

康托尔难题是德国数学家乔治·康托尔在19世纪末提出的一个极具挑战性的数学难题。

该难题的核心内容是研究无限集合的基数大小。

康托尔提出了连续统假设,即不存在介于自然数和实数之间的集合。

康托尔难题的解决涉及到了极限集合论、集合论和拓扑学等多个领域,成为20世纪数学发展的一个重大挑战。

直到1960年代,由保罗·科恩证明了连续统假设和选择公理的独立性,康托尔难题才得以部分解决。

康托尔难题的解决为数学领域的发展开辟了新的方向,促进了集合论和拓扑学的深入研究。

让我们来谈谈哈尔定理。

哈尔定理是由挪威数学家埃米尔·哈尔于1900年提出的一个著名数学难题。

该定理的内容是“任意一个连续函数序列在闭区间上一致收敛于一个连续函数”,这个定理在分析学中起到了至关重要的作用。

哈尔定理的证明引入了严格的收敛性概念和一致收敛性概念,为数学家们提供了新的研究方法。

哈尔定理的证明通过构造逼近序列和使用极限过程,为数学分析领域的研究提供了新的思路和工具。

数学三大危机

数学三大危机

数学三大危机数学三大危机简述:第一,希帕索斯(Hippasus,米太旁登地方人,公元前5世纪)发现了一个腰为1的等腰直角三角形的斜边(即根号2)永远无法用最简整数比(不可公度比)来表示,从而发现了第一个无理数,推翻了毕达哥拉斯的著名理论。

相传当时毕达哥拉斯派的人正在海上,但就因为这一发现而把希帕索斯抛入大海;第二,微积分的合理性遭到严重质疑,险些要把整个微积分理论推翻;第三,罗素悖论:S由一切不是自身元素的集合所组成,那S包含S吗?罗素悖论的可怕在于,它不像最大序数悖论或最大基数悖论那样涉及集合高深知识,它很简单,却可以轻松摧毁集合理论!第一次数学危机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。

毕达哥拉斯学派所说的数仅指整数。

而“一切数均可表成整数或整数之比”则是这一学派的数学信仰。

然而,具有戏剧性的是由毕达哥拉斯建立的毕达哥拉斯定理却成了毕达哥拉斯学派数学信仰的“掘墓人”。

毕达哥拉斯定理提出后,其学派中的一个成员希帕索斯考虑了一个问题:边长为1的正方形其对角线长度是多少呢?他发现这一长度既不能用整数,也不能用分数表示,而只能用一个新数来表示。

希帕索斯的发现导致了数学史上第一个无理数的诞生。

小小的出现,却在当时的数学界掀起了一场巨大风暴。

它直接动摇了毕达哥拉斯学派的数学信仰,使毕达哥拉斯学派为之大为恐慌。

实际上,这一伟大发现不但是对毕达哥拉斯学派的致命打击。

对于当时所有古希腊人的观念这都是一个极大的冲击。

这一结论的悖论性表现在它与常识的冲突上:任何量,在任何精确度的范围内都可以表示成有理数。

这不但在希腊当时是人们普遍接受的信仰,就是在今天,测量技术已经高度发展时,这个断言也毫无例外是正确的!可是为我们的经验所确信的,完全符合常识的论断居然被小小的√2的存在而推翻了!这应该是多么违反常识,多么荒谬的事!它简直把以前所知道的事情根本推翻了。

史上数学三大危机简介

史上数学三大危机简介

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------史上数学三大危机简介数学三大危机数学三大危机简述:第一,希帕索斯(Hippasu,米太旁登地方人,公元前 5 世纪)发现了一个腰为 1 的等腰直角三角形的斜边(即根号 2)永远无法用最简整数比(不可公度比)来表示,从而发现了第一个无理数,推翻了毕达哥拉斯的著名理论。

相传当时毕达哥拉斯派的人正在海上,但就因为这一发现而把希帕索斯抛入大海;第二,微积分的合理性遭到严重质疑,险些要把整个微积分理论推翻;第三,罗素悖论:S 由一切不是自身元素的集合所组成,那 S 包含 S 吗?用通俗一点的话来说,小明有一天说:我正在撒谎!问小明到底撒谎还是说实话。

罗素悖论的可怕在于,它不像最大序数悖论或最大基数悖论那样涉及集合高深知识,它很简单,却可以轻松摧毁集合理论!第一次数学危机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。

毕达哥拉斯学派所说的数仅指整数。

而一切数均可表成整数或整数之比则是这一学派的数学信仰。

1 / 6然而,具有戏剧性的是由毕达哥拉斯建立的毕达哥拉斯定理却成了毕达哥拉斯学派数学信仰的掘墓人。

毕达哥拉斯定理提出后,其学派中的一个成员希帕索斯考虑了一个问题:边长为 1 的正方形其对角线长度是多少呢?他发现这一长度既不能用整数,也不能用分数表示,而只能用一个新数来表示。

希帕索斯的发现导致了数学史上第一个无理数的诞生。

小小的出现,却在当时的数学界掀起了一场巨大风暴。

它直接动摇了毕达哥拉斯学派的数学信仰,使毕达哥拉斯学派为之大为恐慌。

实际上,这一伟大发现不但是对毕达哥拉斯学派的致命打击,对于当时所有古希腊人的观念这都是一个极大的冲击。

数学史上的三次危机3篇

数学史上的三次危机3篇

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。

史上的三次数学危机

史上的三次数学危机

史上的三次数学危机第一次数学危机历史背景毕达哥拉斯(约公元前572年——公元前492年)是一位古希腊的数学家及哲学家,他曾有一句名言「凡物皆数」,意思是万物的本原是数,数的规律统治万物。

不过要注意的是,在那个年代,他们相信一切数字皆可以表达为整数或整数之比——分数,简单而言,他们所认识的只是「有理数」。

有趣的有理数当时的人只有「有理数」的观念是绝不奇怪的。

对于整数,在数在线我们可以知道是一点点分散的,而且点与点之间的距离是一,那就是说,整数不能完全填满整条数线,但有理数则不同了,我们发现任何两个有理数之间,必定有另一个有理数存在,例如:1与2之间有1/2,1与1/2之间有1/4等,因此令人很容易以为「有理数」可以完全填满整条数线,「有理数」就是等于一切数,可惜这个想法是错的,因为……勾股定理、毕氏铁拳伟大的时刻来临了,毕达哥拉斯发现了现时众所周知的勾股定理(其实中国于公元前一千一百年已有此定理),从这个定理中,毕达哥拉斯发现了一件不可思议的事,就是腰长为1的等腰直角三角形的斜边长度,竟然是一个无法写成为有理数的数。

亦即是说有理数并非一切数,存在有理数以外的数,有理数不可以完全填满整条数线,他们心中的信念完完全全被破坏了,他们所恃和所自豪的信念完全被粉碎。

在当时的数学界来说,是一个极大的震撼,也是历史上的「第一次数学危机」。

新的一页原来「第一次数学危机」是「无理数」的发现,不过它还说出了「有理数」的不完备性,亦即有理数不可以完全填满整条数线,在有理数之间还有「罅隙」,无疑这些都是可被证明的事实,是不能否定的。

面对着事实,数学家展开广阔的胸襟,把「无理数」引入数学的大家庭,令数学更丰富更完备,加添了无理数,数线终于被填满了。

第二次数学危机「飞矢不动」的吊诡古代的希腊是研究哲学的人聚集的地方,在云云的哲学学派之中,其中一派主张「存在是静止的,不变的,永恒的,变化与运动只是幻觉。

」至于这个主张的理念,不是我们的讨论范围,不过,这个学派的学者之一——芝诺,为了论证运动是幻象,提出了「飞矢不动」的「理论」:箭在每一瞬间都要占据一定的空间位置,即箭在每一瞬间存在,即箭在每一瞬间都是静止的,又怎可能动呢?数学——打破吊诡的武器当然我们完全明白「飞矢不动」是一个歪论,但数学是一个讲究严谨的学科,数学家们要从问题的核心「动」作为开始,要证明「飞矢必动」。

数学发展史上三次数学危机

数学发展史上三次数学危机

数学发展史上三次数学危机第一次数学危机“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。

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整数来表示,这就产生了这个无理数。

这无疑对“万物皆数” 产生了巨大的冲击,由此引发了第一次数学危机。

第二次数学危机“微积分工具”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。

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。

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,但他们对作为基本概念的无穷小量的理解与应用是混乱的。

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。

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。

第三次数学危机“罗素悖论”到 19 世纪末,康托尔的集合论已经得到数学家的承认,集合论也成功地应用到其他的数学分支。

集合论是数学的基础,由于集合论的使用,数学似乎已经达到了无懈可击的地步。

但是,正当数学家们熟练地应用集合论时,数学帝国又爆发了一次危机。

康托尔集合论的创造性成果为数学提供了广泛的理论基础,所以在 1900 年巴黎国际数学会议上,法国大数学家庞加莱宣称:“数学的严格性,看来直到今天才可以说实现了。

数学历史上三大危机

数学历史上三大危机

数学历史上三大危机数学作为一门研究数量、结构、变化和空间等概念的学科,自诞生以来就不断面临着各种挑战和危机。

其中,数学历史上最为著名的三大危机,分别是无理数的发现、无穷小量的悖论以及集合论中的罗素悖论。

这三大危机不仅推动了数学的发展,也深刻地影响了数学哲学和科学哲学的演变。

一、无理数的发现无理数的发现是数学史上的一次重大突破,也是数学历史上第一次危机。

自古以来,人们一直认为所有的数都可以表示为分数,即两个整数的比例。

然而,公元前5世纪,古希腊数学家毕达哥拉斯学派发现了一个重要的几何事实:边长为1的正方形的对角线长度无法用两个整数的比例来表示。

这个发现不仅颠覆了毕达哥拉斯学派关于数的理论,也引发了一场关于无理数存在性的哲学争论。

无理数的发现揭示了数学中存在着一类无法用分数精确表示的数,这对当时的数学观念产生了巨大的冲击。

为了解决这个问题,古希腊数学家们发展了无理数的理论,并提出了诸如平方根、立方根等概念。

无理数的发现不仅推动了数学的发展,也促使人们重新审视数学的基础和本质。

二、无穷小量的悖论无穷小量的悖论是数学史上第二次重大危机。

在17世纪,随着微积分的诞生,无穷小量的概念逐渐被引入数学研究。

然而,无穷小量的性质和应用却引发了诸多悖论和争论。

例如,无穷小量是0还是非0?无穷小量乘以无穷大是什么?这些问题困扰着当时的数学家,也对微积分的发展产生了阻碍。

为了解决无穷小量的悖论,数学家们进行了深入的研究和探索。

19世纪,柯西、黎曼等数学家提出了极限的概念,建立了微积分的严格基础。

极限概念的引入不仅解决了无穷小量的悖论,也推动了数学分析的进一步发展。

三、集合论中的罗素悖论集合论中的罗素悖论是数学史上第三次重大危机。

19世纪末,德国数学家康托尔创立了集合论,为数学提供了一个全新的研究对象。

然而,1901年,英国哲学家罗素发现了一个关于集合论的基本悖论:一个集合如果包含所有不包含自身的集合,那么这个集合是否包含自身?罗素悖论揭示了集合论中存在的基本矛盾,对数学的基础产生了严重的挑战。

数学三大危机简介

数学三大危机简介

数学三大危机简介数学三大危机,涉及无理数、微积分和集合等数学概念。

今天小编在这给大家整理了数学三大危机资料,接下来随着小编一起来看看吧!数学三大危机第一次数学危机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。

毕达哥拉斯学派所说的数仅指整数。

而“一切数均可表示成整数或整数之比”则是这一学派的数学信仰。

然而,具有戏剧性的是由毕达哥拉斯建立的毕达哥拉斯定理却成了毕达哥拉斯学派数学信仰的“掘墓人”。

毕达哥拉斯定理提出后,其学派中的一个成员希帕索斯考虑了一个问题:边长为1的正方形其对角线长度是多少呢?他发现这一长度既不能用整数,也不能用分数表示,而只能用一个新数来表示。

希帕索斯的发现导致了数学史上第一个无理数根号2的诞生。

小小根号2的出现,却在当时的数学界掀起了一场巨大风暴。

它直接动摇了毕达哥拉斯学派的数学信仰,使毕达哥拉斯学派为之大为恐慌。

实际上,这一伟大发现不但是对毕达哥拉斯学派的致命打击,对于当时所有古希腊人的观念这都是一个极大的冲击。

这一结论的悖论性表现在它与常识的冲突上:任何量,在任何精确度的范围内都可以表示成有理数。

这不但在希腊当时是人们普遍接受的信仰,就是在今天,测量技术已经高度发展时,这个断言也毫无例外是正确的!可是为我们的经验所确信的,完全符合常识的论断居然被小小的根号2的存在而推翻了!这应该是多么违反常识,多么荒谬的事!它简直把以前所知道的事情根本推翻了。

更糟糕的是,面对这一荒谬人们竟然毫无办法。

这就在当时直接导致了人们认识上的危机,从而导致了西方数学史上一场大的风波,史称“第一次数学危机”。

第二次数学危机出现第二次数学危机导源于微积分工具的使用。

伴随着人们科学理论与实践认识的提高,十七世纪几乎在同一时期,微积分这一锐利无比的数学工具为牛顿、莱布尼兹共同发现。

数学历史上三大危机

数学历史上三大危机
Байду номын сангаас
(Leibniz,1646年—1716年),德国哲学家、数学 家。与牛顿一起被认为是微积分的奠基者。
第二次数学危机
• 这是他著名的名言“存在就是 被感知”的基本原理。。 • 一回,贝克莱突发奇想,想知 道上吊是什么感觉,然后他就 上吊了,幸好有朋友及时赶到, 救了他一命。 • 贝克莱悖论:无穷小量到底是 不是零?
第一次数学危机
• 为庆贺毕达哥拉斯定理(即勾股定理) 的发现用了一百头牛设宴,也叫“百 牛定理”“蒋铭祖定理”。 • 他认为万物皆数:“1”是万物之母; “2”是对立和否定的原则;“3” 是万物的形体和形式;“4”是正义; “5” 雄性与雌性和结合;“6” 是 灵魂;“7”是机会;“8”是和谐, 也是爱情和友谊;“9”是理性和强 大;“10” 是完满和美好。 • 毕达哥拉斯的得意弟子希帕索斯发现 了无理数投进了爱琴海,因为这动摇 了学派的根基。
( Newton 1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英国 皇家学会会长,物理学家,百科全书式的“全才”。
第二次数学危机
• 莱布尼茨最大的贡献不是发明微积分, 而是发明了微积分中使用的数学符号, 他对二进制的发展做出了贡献。 • 2006年7月1日,德国的汉诺威大学 正式改名为汉诺威莱布尼茨大学。 • 牛顿与莱布尼茨在微积分上的著作权 之争,演变成了英国科学界与德国科 学界、乃至与整个欧洲大陆科学界的 对抗。
数学曾有过三次危机
历史上,数学的发展有顺利也有曲折。大 的挫折也可以叫做危机。危机也意味着挑战, 危机的解决就意味着进步。所以,危机往往是 数学发展的先导。数学发展史上有三次数学危 机。每一次数学危机,都是数学的基础部分受 到质疑。实际上,也恰恰是这三次危机,引发 了数学上的三次思想解放,大大推动了数学科 学的发展。

数学史上的三大数学危机

数学史上的三大数学危机

a
d
t
a mt
d nt
5
实例
① 形数(表示图形所用点的个数)
6
三边形数 四边形数 五边形数
六边形数
3
4
5
6
6
9
12
15
10
16
22
28
15
25
35
45
1 3 (2n 1) n2
1 5 (4n 3) 2n2 n
1 2 n n(n 1) 2
1 4 (3n 2) n(3n 2) 2
实数理论—极限理论—微积分。 而“历史顺序”则正好相反。
29
三、第三次数学危机
1.“数学基础”的曙光——集合论
到19世纪,数学从各方面走向成熟。非欧几何 的出现使几何理论更加扩展和完善;实数理论(和 极限理论)的出现使微积分有了牢靠的基础;群的 理论、算术公理的出现使算术、代数的逻辑基础更 为明晰,等等。人们水到渠成地思索:整个数学的 基础在哪里?正在这时,19世纪末,集合论出现了。 人们感觉到,集合论有可能成为整个数学的基础。
34
罗素悖论是:以 M表示“是其本身成员的
所有集合的集合”(所有异常集合的集合),
而以 N表示“不是它本身成员的所有集合的集
合”(所有正常集合的集合),于是任一集合
或者属于M ,或者属于 N ,两者必居其一,且
只居其一。然后问:集合N 是否是它本身的 成员?(集合 N 是否是异常集合?)
35
如果 N 是它本身的成员,则按 M 及 N 的定 义,N 是 M 的成员,而不是 N 的成员,即N 不
有公式 S(t) 1 gt ,2 其中 g 是固定的重力加速度。
2
我们要求物体在t 0

数学三次危机的内容

数学三次危机的内容

数学三次危机的内容全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:数学三次危机,是指19世纪末20世纪初数学领域内的三次危机,分别是克里斯托弗·沃尔夫(Christopher Wolfe)在美国《数学评论》上提到的第一次危机、大卫·希尔伯特在1900年的国际数学家大会上提到的第二次危机以及数学家布朗在1960年代关于数学逻辑基础的研究中提出的第三次危机。

第一次危机是指19世纪末20世纪初,数学家们对欧几里得几何学的基础进行重新审视的过程。

欧几里得几何学是古希腊数学家欧几里得创立的一种几何学体系,至今被广泛运用。

19世纪末出现了一些疑问,比如平行公设、非欧几何学等问题,这些问题对欧几里得几何学的基础提出了挑战。

数学家们面临的困境是如何从最基础的公设出发重新建立几何学的基础。

数学家们开始重新思考几何学的基础,试图通过推导出新的公设来建立一个更加完善的几何学体系。

第二次危机是在1900年,当时大卫·希尔伯特在巴黎召开的国际数学家大会上提出了23个重要的数学问题,其中有一些问题一直未能得到解决。

这些问题涉及到了数学领域的各个方面,如代数、几何、数论等。

这些问题的存在引发了数学家们对数学的基础是否牢固的疑问,希尔伯特提出的这些问题为后来20世纪的数学家们提供了方向。

第三次危机是在1960年代,数学家布朗在研究数学逻辑基础时提出了关于数学的第三次危机。

他指出,数学家们面临的一个重要问题是如何确立数学的基础,并且确定数学体系的完备性。

这些问题涉及到了尤里·奈斯特林和阿尔弗雷德·特斯克勒等数学家们提出的不完全定理。

这些定理表明,数学体系内部存在无法证明的命题,这对数学的基础产生了挑战。

数学家们为了解决这些问题,开始研究递归理论、模型论等新的理论方法,以确保数学的基础是牢固的。

数学三次危机是数学领域内的三次挑战,数学家们通过不断的努力和研究,逐渐解决了这些问题,使得数学体系更加完善和牢固。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

简述数学史上的三大危机
世界曾经发生过金融危机,比如美国的金融危机席卷全球,造成了史无前例的影响。

实际上,在数学界也发生过翻天覆地的变革,那就是数学史上的三次数学危机。

在古希腊,哲学家都是格外重视数学。

像无论是最早的唯物主义哲学家泰勒斯,还是最早的唯心主义哲学家毕达哥拉斯,都特别推崇数学。

在那些伟大的数学家中,在数学上成就最大的,当推毕达哥拉斯。

毕达哥拉斯建立了一个带有神秘色彩的团体,被称为毕达哥拉斯学派。

这个学派传授知识,研究数学,还很重视音乐。

“数”与“和谐”是他们的主要哲学思想。

他们认为数是万物的本源,数产生万物,数的规律统治万物,也就是“万物皆数”的观点。

“万物皆数”就是万物皆可用自然数或分数表示。

然而,这一观点在后来确被毕达哥拉斯自己给推翻了。

这还得从一个有趣的故事说起。

有一次毕达哥拉斯去朋友家做客,他发现朋友家的地板上的方形图案很有意思,凭借着他数学家头脑的直觉,得出了我们今天所学的勾股定理以及证明。

然而根据勾股定理,边长为1的正方形,其对角线的长度应当是根号2,毕达哥拉斯发现根号2既不是自然数,也不是分数。

这个事实的发现,是毕达哥拉斯学派的一大成就,它标志着人类思维有了更高的抽象能力。

但这一发现引起了毕达哥拉斯学派的惶恐不安。

因为他们心目中的数只有自然数与自然数之比---分数。

如今发现边长为1的正方形的
对角线这个明明白白地摆在那里的东西竟不能用“数”表示。

这难道不是自己否定自己信仰的真理吗?于是毕达哥拉斯学派千方百计封锁消息,但是纸包不住火终于还是传开了。

当时研究数学的希腊学者们便对数的重要性有了怀疑。

哲学家们认为世界上的量都可以用数表示,任何两个分数,无论多么近,他们之间还有无穷对个分数,这么多的数居然还不能表示出线段上某些点的长度,数的万能的力量因为根号2的出现被否定了,这就是所谓的第一次数学危机。

第二次数学危机
我们生活着的这个世界,在一刻不停地变化着。

古希腊哲学家赫拉克利特说:人不能两次踏入同一条河流,因为河水在流动,当人第二次踏进同一条河流时,已经不是第一次踏进时的河水了。

赫拉克利特用这个生动的比喻说明万物皆在不断变化之中,但严格说起来他的话在概念上存在疑问。

当时他的对立者巴门尼德宣扬相反的观点,他主张存在是静止的,不变的,永恒的。

他的得意门生芝诺还提出“飞矢不动”的诡论。

然而数学是讲究概念严密的,他们的说法都在概念上存在漏洞。

像什么叫“动”与“不动”,古代哲学家对于如何从逻辑上严格把握事物的运动与变化和相对静止与稳定的统一是不清楚的,直到17世纪,数学上出现了变量与函数的概念才找到了精确描述运动与变化的工具。

对于事物的运动与变化,哲学家常有这一种说法:“运动就是矛盾”,“矛盾”是一个定义的术语,它揭示出事物的共性,但没指出运动的特殊性,而数学中用映射或函数描述运动却能勾画出运动的特殊
性,这对运动物体的瞬时状态的研究提供了基础。

运动着的物体有快有慢,描述快慢程度的数量指标叫速度,考虑速度问题离不开时间。

用物体走过的距离除以所用的时间得到的是平均速度,不是真正的速度。

而我们希望知道的真正速度,是物体某一时刻的速度,是所谓瞬时速度。

但是,在数学上却遇到了逻辑的困难。

按速度的本来意义,是一段时间去除物体在这段时间内走过的距离所得的商。

一个时刻,时间是0,物体走过的距离是0 ,时间和距离都没有了,速度有从何谈起?0除以0在数学上有什么意义?于是在物理上看来有意义的东西,在数学上却无法指出它的意义是什么。

于是17世纪的一批数学家投入了这一工作,而总其集大成者是微积分学的创始人牛顿和莱布尼茨。

牛顿的工作正是直接从瞬时速度这一概念的数学表达式入手的。

牛顿面临两个任务,一是定义出数学上的瞬时速度的概念,二是给出具体计算瞬时速度的方法。

想知道速度,让时间从t0变到t1,走过的距离记做s。

牛顿设想当他们最后都成为无穷小、就要成为0而不是0的时候,比值作为两个无穷小之比,就是所要的瞬时速度。

也同时给出了计算方法。

这一新生的有力的数学方法受到了数学家和物理学家的热烈欢迎。

大家充分地运用它,解决了大量过去无法问津的科技问题。

但由于它逻辑上的漏洞,招来了哲学上的嘲讽和攻击,代表人物是贝克莱主教。

由于牛顿没有清除那些模糊不清的陈述,又没有严格界说极限的含义,因而牛顿和其后一百年间的数学家都不能有力地回答贝克莱的攻击,这就是数学史上所谓的第二次数学危机。

第三次数学危机
生活中处处有数学,“集合”概念和集合元素“一样多”的概念在日常生活中早有基础,康托的集合论的成果在当时使数学家们欢欣鼓舞,集合论不仅使人们认识了实在的无穷,而且自然而然地被看成数学的基础。

19世纪的数学家与逻辑学家弗雷格,根据康托集合论的思想,写了一本《算术基础》,主张把算术的基础归结为逻辑。

它在各门科学中都被不加怀疑地使用。

弗雷格从逻辑中所谓概念的外延出发进行阐述,但是如果承认“概念的外延”属于逻辑范畴,弗雷格就算是把算术归结为逻辑。

但是正当弗雷格的著作即将出版之际,罗素提出了悖论。

他列举了许多通俗化悖论模型,如理发师悖论、机器人悖论等。

罗素悖论的特点是只用到“集合”、“元素”、“属于”这些最基本的概念。

罗素从如此基本的概念竟推出了矛盾,这就表明在集合论中存在着大漏洞。

罗素的悖论给当时正为了微积分的严格基础被建立而欢欣鼓舞的数学家们泼了一盆冷水。

一向认为推理严密、结论永远正确的数学,竟在自己最基础的部分推出了矛盾!而推出矛盾的推理方法如此简单明了,解就是所谓的第三次数学危机。

相关文档
最新文档