数学的基石有哪些?
数学的基石有哪些?
在中国的古代,运算过程中所常用的方法是算筹。所谓算筹就是一些用木、竹制作的匀称的小棍,算筹纵横布置,就可以表示任何一个自然数。据考证,至少在公元前8〜5世纪的春秋时代,我国算筹记法已经成熟并完备,而印度正式使用0这一符号是在公元876年以后。
只有表示0的方法使用后,十进制才算完备。因此,中国是名副其实的十进制故乡。当数学进入到高级领域的时候,许多的数学家都为走过这一段颇不平坦的路途,付出了艰辛的劳动。人们很早就已经知道了一元一次方程和一元二次方程的求解方法。关于一元三次方程,我国在公元七世纪,也已经得到了一般的近似解法,这在唐朝数学家王孝通所编的《古算经》就有叙述。
到了十三世纪,宋代数学家秦九韶在他所著的〈傲书九章》这部书的“正负开方术”里,充分研究了数字高次方程的求解方法,也就是说,秦九韶那时候已得到了高次方程的一般解法。在西方,直到十六世纪初的文艺复兴时期,意大利的数学家塔塔 里亚发现了一元三次方程解的公式,即“卡当公式”。
一元三次方程被解出来后,一般的一元四次方程很快就被意大利 的费拉里(1522~1560)解出。这就很自然地促使数学家们继续努力 寻求一元五次及五次以上的高次方程的解法。遗憾的是这个问题虽然耗费了许多数学家的时间和精力,但一直持续了长达三个多世纪,都 没有解决。
到了 19世纪初,挪威的一位青年数学家阿贝尔(1802〜1829)证 明了一元五次或五次以上的方程不可能有代数解。即这些方程的解不能用方程的系数通过加、减、乘、除、乘方、开方这些代数运算表示 出来。阿贝尔的这个证明不但比较难,而且也没有回答每一个具体的方程是否可以用代数方法求解的问题。
后来,一元五次或五次以上的方程不可能有代数解的问题,由法 国的一位青年数学家伽罗华彻底解决了。伽罗华曾经给朋友舍瓦利叶的信中说:“我在分析方面有了一些新发现。有些是关于方程论的;有些是关于整函数的…”。公开请求 雅可比或高斯,不是对这些定理的正确性,而是对这些定理的重要性发表意见。
我希望将来有人发现消除所有这些混乱对它们是有益的。”随着时间的推移,伽罗华研究成果的重要意义越来越被人们所认 识。除了方程之外,他解决的问题中,还提出了“群”的概念,并由此发展了一整套关于群和域的理论,开辟了代数学的一个崭新的天地,直 接影响了代数学研究方法的变革。
从此,代数学不再以方程理论为中心内容,而转向对代数结构性质的研究,促进了代数学的进一步的发展。
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