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研究性学习课题:数学发展的历史
1910 11 12
数学史发展的意义及特点
(1)数学史的科学意义 每一门科学都有其发展的历史,作为历史上的 科学,既有其历史性又有其现实性。其现实性首先 表 现在科学概念与方法的延续性方面,今日的科学研 究在某种程度上是对历史上科学传统的深化与发 展,或者是对历史上科学难题的解决,因此我们无 法割裂科学现实与科学史之间的联系。数学科学具 有悠久的历史,与自然科学相比,数学更是积累性 科学,其概念和方法更具有延续性 .科学史的现实 性还表现在为我们今日的科学研究提供经验教训和 历史借鉴同时,总结我国数学发展史上的经验教训, 对我国当今数学发展不无益处。
(3)数学发展史的特点
数学发展史是一个曲折漫长的过程,不同的
国家的数学在发展过程中有不同的特点. 在发展过程中遇到过挫折与危机,但是数学 由浅显逐渐变的成熟正是因为危机.才使更 多的人在研究数学的时候少走弯路. 随着数学的发展,也涌现出了诸多的数学家, 从而更家推动了数学的发展. 数学史的发展为其他学科的完善也起了一定 作用.对其他科学知识有很大影响.
数学发展具有阶段性,因此研究者根据一 定的原则把数学史分成若干时期。目前学术界 通常将数学发展划分为以下五个时期: 1.数学萌芽期(公元前600年以前); 2.初等数学时期(公元前600年至17世纪中 叶); 3.变量数学时期(17世纪中叶至19世纪20年 代); 4.近代数学时期(19世纪20年代至第二次世 界大战); 5.现代数学时期(20世纪40年代以来)。
①通史研究
代表作可以举出M.B.康托尔的《数学史讲义》
许多古希腊数学家的著作被译成现代文字
②古希腊数学史
③古埃及和巴比伦数学史 把巴比伦楔形文字泥板算书和古埃及纸 草算书译成现代文字是艰难的工作。 范· 德· 瓦尔登的《科学的觉醒》(1954)一书,则又加进古希 腊数学史,成为古代世界数学史的权威性著作之一。 ④断代史和分科史研究 德国数学家(C.)F.克莱因著的《19世纪数学发展 史讲义》(1926~1927)一书,是断代体近现代数学史研究的开始,它成书于 20世纪,但其中所反映的对数学的看法却大都是19世纪的。直到1978年法国 数学家J.迪厄多内所写的《1700~1900数学史概论》出版之前,断代体数学 史专著并不多,但却有(C.H.)H.外尔写的《半个世纪的数学》之类的著名 论文。
近代西欧各国的数学史:
是从18世纪,由J.蒙蒂克拉、C.博絮埃、A.C.克斯特纳同时开始,而以蒙 蒂克拉1758年出版的《数学史》(1799~1802年又经J.de拉朗德增补)为代表。 从19世纪末叶起,研究数学史的人逐渐增多,断代史和分科史的研究也逐渐展 开,1945年以后,更有了新的发展。19世纪末叶以后的数学史研究可以分为下述 几个方面。
数学史的发展
古代数学史: 下来。 ①古希腊曾有人写过《几何学史》,未能流传
②5世纪普罗克洛斯对欧几里得《几何原本》第 一卷的注文中还保留有一部分资料。
③中世纪阿拉伯国家的一些传记作品和数学著 作中,讲述到一些数学家的生平以及其他有关数学史的 材料。 ④12世纪时,古希腊和中世纪阿拉伯数学书籍 传入西欧。这些著作的翻译既是数学研究,也是对古典 数学著作的整理和保存。
研 究 内 容
1数学史的研究对象
2数学史的分期 3数学史的发展 4几次重大的思想方法突破 5中外著名数学家
6数学发展的意义及特点
7总结
数学史的研究对象
数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科 学,简单地说就是研究数学的历史。它不仅追溯数 学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且还探 索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学 的发展对人类文明所带来的影响。因此,数学史研 究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史 学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内 容,是一门交叉性学科 .
毕达哥拉斯
高 斯
• 高斯 (C.F.Gauss,1777.4.30~ 1855.2.23)是德国数学家、 物理学家和天文学家 .高斯的学 术地位,历来为人们推崇得很高。 他有“数学王子”、“数学家之 王”的美称、被认为是人类有史 以来“最伟大的三位(或四位) 数学家之一”(阿基米德、牛顿、 高斯或加上欧拉)。高斯的研究 领域,遍及纯粹数学和应用数学 的各个领域,并且开辟了许多新 的数学领域,从最抽象的代数数 论到内蕴几何学,都留下了他的 足迹。
⑤历代数学家的传记以及他们的全集与《选集》的整理和出版 这是数学史 研究的大量工作之一。此外还有多种《数学经典论著选读》出现,辑录了历代 数学家成名之作的珍贵片断。 ⑥专业性学术杂志 最早出现于19世纪末,现代则有国际科学史协会数学史 分会主编的《国际数学史杂志》。
中国数学史:
中国以历史传统悠久而著称于世界,在历代正史的《律历志》“备数”条 内常常论述到数学的作用和数学的历史。例如较早的《汉书· 律历志》说数学 是“推历、生律、 制器、 规圆、矩方、权重、衡平、准绳、嘉量,探赜索稳, 钩深致远,莫不用焉”。《隋书· 律历志》记述了圆周率计算的历史,记载了祖 冲之的光辉成就。历代正史《列传》中,有时也给出了数学家的传记。正史 的《经籍志》则记载有数学书目。
(2)数学史的文化意义
“数学不仅是一种方法、一门艺术或一 种语言,数学更主要是一门有着丰富内容的 知识体系,其内容对自然科学家、社会科学 家、哲学家、逻辑学家和艺术家十分有用, 同时影响着政治家和神学家的学说”。数学 已经广泛地影响着人类的生活和思想,是形 成现代文化的主要力量。因而数学史是从一 个侧面反映的人类文化史,又是人类文明史 的最重要的组成部分。美国数学史家m.克莱 因曾经说过:“一个时代的总的特征在很大程 度上与这个时代的数学活动密切相关。这种 关系在我们这个时代尤为明显”
数学发展史上的三次危机
无理数的发现──第一次数学危机 无穷小是零吗?── 第二次数学危机 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 悖论的产生 --- 第三次数学危机 数学史上的第三次危机,是由1897 年的突然冲击而出现的
1. 承认“无理数”是对“万物皆数”的思想解放 古希腊有一个毕达哥拉斯学派,是一个研究数学、 科学和哲学的团体。他们认为“数”是万物的本源, 是数学严密性和次序性的唯一依据,是在宇宙体系里 控制着自然的永恒关系,数是世界的准则和关系,是 决定一切事物的,“数统治着宇宙”,支配着整个自 然界和人类社会。但是学派中一个叫希帕索斯的学生 在研究 1与2的比例中项时,发现没有一个能用整数比 例写成的数可以表示它。无理数的发现推翻了毕达哥 拉斯等人的信条,打破了所谓给定任何两个线段,必 定能找到第三个线段使得给定的线段都是这个线段的 整数倍。
中外著名数学家
祖冲之
祖冲之在数学上的杰出成就,是 关于圆周率的计算 .祖冲之在前人 成就的基础上,经过刻苦钻研,反复 演算,求出π3.1415926与3.1415927 之间。并得出了π分数形式的近似值, 取 为约率 ,取 为密率,其中 取六位 小数是3.141929,它是分子分母在 1000以内最接近π值的分数。祖冲之 还与他的儿子祖暅(也是我国著名的 数学家)一起,用巧妙的方法解决了 球体体积的计算。他们当时采用的一 条原理是:"幂势既同,则积不容异。 "了纪念祖氏父子发现这一原理的重 大贡献,大家也称这原理为"祖暅原 理"。 打印
高一(7)班 课题组
研究性学习
课 组 题:数学发展的历史 长:彭森鑫
指导教师:黄夏秋 成 员:兰克清 钟水玲 钟丽英 雷玉婷 连艳
数学在实际需要的基础之上产生并发展起 来的.它经经历了不同时期的过渡,才逐 渐变的完善起来. 不同时期的数学有其特点,直到现阶段, 数学仍然在不断发展.随着实践带来新的 发展.
数学史研究的任务在于,弄清数学发展过 程中的基本史实,再现其本来面貌,同时透过 这些历史现象对数学成就、理论体系与发展模 式作出科学、合理的解释、说明与评价,进而 探究数学科学发展的规律与文化本质。作为数 学史研究的基本方法与手段,常有历史考证、 数理分析、比较研究等方法。 学史既属史学领域,又属数学科学领域, 因此,数学史研究既要遵循史学规律,又要遵 循数理科学的规律。根据这一特点,可以将数 理分析作为数学史研究的特殊的辅助手段,在 缺乏史料或史料真伪莫辨的情况下,站在现代 数学的高度,对古代数学内容与方法进行数学 原理分析,以达到正本清源、理论概括以及提 出历史假说的目的。数理分析实际上是“古” 与“今”间的一种联系。
3 非欧几何的诞生是第三次思想解放 ' 希腊人在几何学上取得很大成就, 最典型的是《几何原本》。 《几何原本》从五个公理、五个公设 出发推演出有关的数学问题,这就给 了人们一个价值尺度,一把尺子。非 欧几何的创建打破了 2000多年来欧氏 几何一统天下的局面,从根本上革新 和拓宽了人们对几何学观念的认识。 4 罗索悖论引出的数学基础研究是第 四次思想解放 ,MGEO o GIA-, G " 第三次危机,涉及到了“数学自身的 基础是什么”的根本问题。它的起因 是19世纪的弗雷格根据康托尔创立的 集合论思想撰写一本《算术基础》, 其主要思想是把算术的基础全部归结 为逻辑,以期能建立:数学→算术→
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毕达哥拉斯 (Pythagoras,572BC?~497BC?),古 希腊数学家、哲学家。 毕达哥拉斯和他的 学派在数学上有很多创造,尤其对整数的 变化规律感兴趣。例如,把(除其本身以外) 全部因数之和等于本身的数称为完全数(如 6,28,496等),而将本身大于其因数之 和的数称为盈数;将小于其因数之和的数 称为亏数。他们还发现了“直角三角形两 直角边平方和等于斜边平方”,西方人称 之为毕达哥拉斯定理,我国称为勾股定理。 在几何学方面,毕达哥拉斯学派证明了 “三角形内角之和等于两个直角”的论断; 研究了黄金分割;发现了正五角形和相似 多边形的作法;还证明了正多面体只有五 种——正四面体、正六面体、正八面体、 正十二面体和正二十面体。