2019年趣谈数学符号发展史-文档资料

趣谈数学符号发展史

数学是上帝用来书写宇宙的文字—伽利略

符号常常比发明它们的数学家更能推广。—F·克莱茵

教学也是一种语言，且是现存的结构与内容方面最完美的语言。……可以说，自然用这个语言讲话超世主已用它说过话，而世界的保护者继续用它讲话。—C·戴尔曼

人总想给客观事物赋于某种意义和价值，利用符号认识新事物，研究新问题，从而使客观世界秩序化，这便创造了科学、文化、艺术、……

符号就是某种事物的代号，人们总是探索用简单的记号去表现复杂的事物，符号也正是这样产生的。

文字是用声音和形象表达事物的符号，一个语种就是一个“符号系统”。这些符号的组合便是语言。

人们试图用“精密”的方法研究艺术，这在很大程度上依靠符号，“艺术符号学”这门新兴学科应运而生了，它是美学的一个部分。

1961年，苏联数学家科尔莫哥洛夫把统计学分析应用到诗歌语言研究中，把语言中的转换和其他符号学系统中的转换相比较，论述了符号学的一般意义。

符号对于数学的发展来讲更是极为重要的，它可使人们摆脱数学自身的抽象与约束，集中精力于主要环节，这在事实上增加了人们的思维能力。没有符号去表示数及其运算，数学

的发展是不可想象的。数是科学的语言，符号则是记录、表达这些语言的文字。正如没有文字，语言也难以发展一样。几乎每一个数学分支都是靠一种符号语言而生存，数学符号是贯穿于数学全部的支柱。

古代数学的漫长历程、今日数学的飞速发展；十七、十八世纪欧洲数学的兴起、我国几千年数学发展进程的缓慢，这些在某种程度上也都归咎于数学符号的运用得当与否，简练、方便的数学符号对于书写、运算、推理来讲，都是何等方便！反之，没有符号或符号不恰当、不简练，是必影响到数学的推理和演算。

然而，数学符号的产生(发明)、使用和流传(传播)却经历了一个十分漫长的过程。这个过程的始终贯穿着自然、和谐与美。

古埃及和我国一样，是世界上四大文明古国之一。早在四千多年以前，埃及人已懂得了数学，在数的计算方面还会使用分数，不过他们是用“单位分数”(分子是1的分数)进行运算的。此外，他们还能计算直线形和圆的面积，他们知道了圆周率约为3.16，同时也懂得了棱台和球的体积计算等。可是记数他们却是用下面的符号(这里面多是写真，显然包含着美)进行的：

1101001000100001000001000000这样书写和运算起来都不

方便，比如要写数2314，就要用符号表示。

后来他们把符号作了简化而成为：

古代巴比伦人(巴比伦即当今希腊一带地方)计算使用的是

六十进制，当然它也有其优点，因为60有约数2、3、4、5、6、10、12、15、30、60等，这样在计算分数时会带来某种方便(现在时间上的小时、分、秒制及角的度制，仍是六十进制)。巴比伦人已经研究了二次方程和某些三次方程的解法。他们在公元前2019年就开始将楔形线条组成的符号(称为楔形文字)刻在泥板上，然后放到烈日下晒干。同样他们也是用楔形文字表示数的(简洁、粗犷)：

我国在纸张没有发明以前，已经开始用“算筹”进行记数和运算了。“算筹”是指用来计算用的小竹棍(或木、骨棍)，这也是世界上最早的计算工具。用“算筹”表示数的方法是：

记数时个位用纵式，其余位纵横相间，故有“一纵十横，百立千僵”之说。数字中有0时，将其位置空出，比如86021可表示为：

甲骨文字中数字是用下面符号表示的(形象、自如)：

阿位伯数字未流行以前，我国商业上还通用所谓“苏州码”的记数方法(方便、明快)：

它在计数和运算上已带来较大方便。

在计数上欧洲人开始使用的是罗马数字：阿拉伯数字据说是印度人发明的，后传入阿拉伯国家，经阿拉伯人改进、使用，

因其简便性而传遍整个世界，成为通用的记数符号。

我们再来看看代数学的重要内容：“方程”符号产生的历史。

在埃及出土的三千六百年前的莱因特纸草上有下面一串符号：

它既不是什么绘画艺术，也不是什么装饰图案，它表达的却是一个代数方程式，用今天的符号表示即：宋、元时期我国也开始了相当于现在“方程论”的研究，当时记数仍使用的是“算筹”，在那时出现的数学著作中，就是用右图中的记号来表示二次三项式412x2-x+136的。其中x系数旁边注以“元”字，常数项注以“太”字，筹上画斜线表示“负数”。到了十六世纪，数学家卡当、韦达等人对方程符号有了改进直到笛卡儿(法国数学家)才第一个倡用x、y、z表示未知数，他曾用xxx-9xxx+26x－24∝0

表示

x3-9x2+26x-24=0，

这与现在的方程写法几乎一致。

我们还想指出一点：数及其运算只有用符号去表示，才能更加确切和明了。随着数学的发展，随着人们对于数认识的加深，用原有符号去表示新的概念，有时竟会感到无能为力(没有根号如何表示某些无理数？)，这需要创新。

圆周率(圆的周长与直径的比)是一个常数，1737年Euler首

先倡导用希文π来表示它(早在1600年英国数学家W．Oughtred曾用π作为圆周长的符号)，且通用于全世界。用e表示特殊的无理常数(也是超越数)——欧拉常数：

的也是Euler。我们知道要具体写出圆周率或欧拉常数根本不可能(它们

，然而用数学符号却可精确地表示它们。

年首创的(这也使我们想到：欧拉的成就与他对数学符号的创造不无关系)。

(那么奇妙的等式eiπ+1＝0（①在这里若1、0代表算术，i 代表代数，π代表几何，超越数e则代表分析学。那么此式将许多数学分支融合到了一起。）中的五个数中的三个书写符号都是出自数学大师Euler之手！)

代数学就其某种意义上说是符号形式的运算。关于方程式符号的演变，我们在前面已经阐述，关于其他一些数学符号的产生可见下表：

当然数学中还有许多符号，这些符号均有其独特含义，使用它们不仅方便而且简洁，比如“！”号表示阶乘，那么

n！＝n×(n-1)×…×2×1，

这种符号的进一步使用与推广便是“∏”：

与之相应的还有求和号“∑”含义是：

有趣的是求和概念的推广—函数求积中积分符号“∫”似

乎是“∑”号的拉伸人们也意识到：只有使用不曾为那些含