"三次数学危机:从无穷小量的矛盾到深刻的矛盾"
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更新于2024-01-02
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三次数学危机的发生,展现了数学发展中不可避免的矛盾与斗争,以及解决这些矛盾带来的新的内容和进展。为了理解第三次数学危机的来龙去脉,首先需要明确什么是数学危机。
一般来说,危机是指一种激化的、非解决不可的矛盾。即便是在被认为确定无疑的数学领域中,矛盾也无处不在、不可避免。数学中存在许多大小矛盾,例如正与负、加法与减法、微分与积分、有理数与无理数、实数与虚数等。然而,在整个数学发展的历程中,还存在着更深刻的矛盾,如有穷与无穷、连续与离散、存在与构造、逻辑与直观、具体对象与抽象对象、概念与计算等等。
在数学发展的历史中,贯穿着矛盾斗争与解决的过程。当矛盾激化到涉及整个数学基础的程度时,就会出现数学危机。解决矛盾和危机通常会给数学带来新的内容、新的进展甚至产生革命性的变革。这也反映出矛盾斗争是事物发展的历史动力的基本原理。整个数学的发展史就是矛盾斗争的历史,斗争的结果就是数学领域的进展。
最早人类所认识的是自然数。引入零和负数的引进经历了一系列的斗争:要么引入这些数,要么大量的数的减法将无法进行。同样地,引入分数使乘法有了逆运算——除法,否则无法解决许多实际问题。然而,这也引发了更深层次的问题:是否所有的量都可以用有理数来表示?因此,发现无理数也引起了数学危机的发生。
第一次数学危机是自然数与无理数的矛盾导致的。在古希腊时期,数学家们发现了无法用有理数来表示的量,即无理数。无理数的发现对欧几里得几何学和希帕索几何学产生了深远的影响,破坏了这些几何学最初的一些基础,因而遭遇了巨大的危机。
第二次数学危机是由无穷小量的矛盾引起的。17世纪,微积分的发展极大地推动了数学的进展。然而,当人们开始研究无穷小量,尤其是微分和积分时,发现了一些矛盾。这些矛盾包括对无穷小量的定义以及如何处理无穷小量的运算等问题。这些矛盾引发了对微积分基础的数学危机,导致数学家们重新思考微积分的基础,最终发展出了更为严谨的实数理论和分析学。
第三次数学危机是一次深刻的数学危机,其矛盾涉及到数学的基本概念和计算。20世纪初,数学家们在基于集合论的数学基础上建立了公理化的数学体系。然而,这个体系在数学的应用中也出现了一些矛盾,包括罗素悖论等问题。这些矛盾表明了数学的基础蕴含着难以解决的问题,给整个数学领域带来了危机。
总的来说,三次数学危机的发生表明了数学发展过程中不可避免的矛盾与斗争,并通过解决这些矛盾带来了新的内容和进展。数学危机的发生是数学领域中重要的历史事件,也为数学的发展提供了契机和动力。未来,随着数学的不断发展,可能还会面临新的数学危机,这将带来新的挑战,也将推动数学的进一步发展。
2021-10-05 上传
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