數學發展史大致可分為四個階段
一、 數學形成時期 ( ——公元前 5 世紀)
建立自然數的概念,創造簡單的計算法,認識簡單的幾何圖形;算術與幾何尚未分開。
二、 常量數學時期 (前 5 世紀——公元 17 世紀)
也稱初等數學時期,形成了初等數學的主要分支:算術、幾
何、代數、三角。該時期的基本成果,構成中學數學的主要內容。
1.古希臘 (前 5 世紀——公元 17 世紀)
畢達哥拉斯 ——“萬物皆數”
歐幾里得 ——《幾何原本》
阿基米德 —— 面積、體積
阿波羅尼奧斯—— 《圓錐曲線論》
托勒密 —— 三角學
丟番圖 —— 不定方程
2.東方 (公元 2 世紀——15 世紀)
1) 中國
西漢(前 2 世紀) ——《周髀算經》、《九章算術》
魏晉南北朝(公元 3 世紀——5 世紀)——劉徽、祖沖之
出入相補原理,割圓術,算 π
宋元時期 (公元 10 世紀——14 世紀)——宋元四大家
楊輝、秦九韶、李冶、朱世傑
天元術、正負開方術——高次方程數值求解;
大衍總數術 —— 一次同餘式組求解
2) 印度
現代記數法(公元 8 世紀)——印度數碼、有 0;十進制
(後經阿拉伯傳入歐洲,也稱阿拉伯記數法)
數學與天文學交織在一起
阿耶波多——《阿耶波多歷數書》(公元 499 年)
開創弧度制度量
婆羅摩笈多——《婆羅摩修正體系》、《肯特卡迪亞格》
代數成就可貴
婆什迦羅——《莉拉沃蒂》、《算法本源》(12 世紀)
算術、代數、組合學
3)阿拉伯國家(公元 8 世紀——15 世紀)
花粒子米——《代數學》曾長期作為歐洲的數學課本
“代數”一詞,即起源於此;阿拉伯語原意是“還原”,即
“移項”;此後,代數學的內容,主要是解方程。
阿布爾.維法
奧馬爾.海亞姆
阿拉伯學者在吸收、融匯、保存古希臘、印度和中國數學成果的基礎上,又有他們自己的創造,使阿拉伯數學對歐洲文藝復興時期數學的崛起,作了很好的學術準備。
3.歐洲文藝復興時期(公元 16 世紀——17 世紀)
1)方程與符號
意大利 - 塔塔利亞、卡爾丹、費拉里
三次方程的求根公式 法國 - 韋達
引入符號系統,代數成為獨立的學科
2)透視與射影幾何
畫家 - 布努雷契、柯爾比、迪勒、達.芬奇
數學家 - 阿爾貝蒂、德沙格、帕斯卡、拉伊爾
3)對數
簡化天文、航海方面煩雜計算,希望把乘除轉化為加減。
英國數學家 - 納皮爾
三、變量數學時期(公元 17 世紀——19 世紀)
家庭手工業、作坊 →→ 工場手工業 →→ 機器大工業
對運動和變化的研究成了自然科學的中心
1. 笛卡爾的座標系(1637 年的《幾何學》)
恩格斯:“數學中的轉折點是笛卡兒的變數,有了變數,運動進入為數學,有了變數,辯證法進入了數學,有了變數,微分和積分也就立刻成為必要的了⋯⋯”
2. 牛頓和萊布尼茲的微積分(17 世紀後半期)
3. 微分方程、微分幾何、複變函數、概率論,第三個時期的基本結果,如解析幾何、微積分、微分方程,高等代數、概率論等已成為高等學校數學教育的主要內容。
四、現代數學時期(公元 19 世紀 70 年代—— )
1. 康託的“集合論”
2. 柯西、魏爾斯特拉斯等人的“數學分析”
3. 希爾伯特的“公理化體系”
4. 高斯、羅巴契夫斯基、波約爾、黎曼的“非歐幾何”
5. 伽羅瓦創立的“抽象代數”
6. 黎曼開創的“現代微分幾何”
7. 其它:數論、拓撲學、隨機過程、數理邏輯、組合數學、分形與混沌等等
現代數學時期的結果,部分地成為高校數學、力學、物理學等學科數學教學的內容,並被工作者所使用。
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