數學(xué)史上三大危機和三大猜想
數學(xué)史上的三大危機分別為無(wú)理數理論,微積分理論,羅素悖論,數學(xué)史上的三大猜想分別為費馬大定理,四色定理,哥德巴赫猜想,這三大危機和三大猜想都間接地推動(dòng)了整個(gè)數學(xué)理論的進(jìn)步,許許多多的數學(xué)家也因此付出了巨大的貢獻,才有了今天數學(xué)的偉大輝煌。下面和小編一起來(lái)看數學(xué)史上三大危機和三大猜想,希望有所幫助!
一、無(wú)理數理論
眾所周知,世界上所有的實(shí)數都可以分為有理數和無(wú)理數。然而,在最初的時(shí)候并沒(méi)有發(fā)現無(wú)理數的存在,所以很多數學(xué)家認為所有數都是有限小數,而希帕蘇斯首先提出了二的算術(shù)平方根概念,發(fā)現了世界上有一類(lèi)數,他們是無(wú)限不循環(huán)小數,然而遭受了當時(shí)科學(xué)界的否定。
二、微積分理論
微積分是世界數學(xué)史上璀璨的輝煌,微積分使用微元的概念,解決了很多不能夠解決的問(wèn)題。特別對于復雜的圖形,有很厲害的求解作用,但是由于微積分剛提出來(lái)的時(shí)候,理論非常復雜,沒(méi)有在當時(shí)的數學(xué)界廣為接受。
三、羅素悖論
羅素悖論是對于集合理論的悖論,世界上所有的物體都能夠通過(guò)集合來(lái)表達,但是羅素指出,如果一個(gè)集合中所有的元素都不是他本來(lái)的元素,那么這樣的一個(gè)集合是否還能表現為原有的集合,這理論被稱(chēng)為羅素悖論,后來(lái)根據數學(xué)家修改集合的定義規則,才避免了這樣的悖論。
四、費馬大定理
費馬大定理有這樣一個(gè)猜想當整數n>2時(shí),關(guān)于x,y,z的不定方程x^n+y^n=z^n無(wú)正整數解。這樣的一個(gè)看似簡(jiǎn)單的地理,后來(lái)經(jīng)過(guò)后世許多人的證明,終于確定費馬大定理成立,是數學(xué)史上的一個(gè)偉大猜想。
五、四色定理
四色定理表明,如果許多國家圍繞著(zhù)一個(gè)點(diǎn)擁有很多的邊界,那么只要用四種顏色就能夠將所有的國家全部區分開(kāi)來(lái),四色定理是對二維空間的終極解釋?zhuān)脖砻髁藘蓚(gè)直線(xiàn),只要相交一定有四個(gè)區的出現。
六、哥德巴赫猜想
哥德巴赫猜想,如果把1算做一個(gè)質(zhì)數,那么世界上任何大于二的數都可以由三個(gè)質(zhì)數通過(guò)相加的方式得成,后來(lái)科學(xué)家們經(jīng)過(guò)艱難的計算,終于算出了哥德巴赫猜想。
數學(xué)史上最無(wú)恥的局經(jīng)典故事
數學(xué)史上最無(wú)恥的局分馬的故事:從前,有一個(gè)老漢,臨死前對三個(gè)兒子說(shuō):我不行了。咱們家只有十七匹馬,我死后,老大分二分之一,老二分三分之一,老三分九分之一,但都必須分得活馬。老漢死了。兄弟三人安葬了父親,便來(lái)到馬圈,按老人的遺囑分馬,怎么分也分不開(kāi),兄弟三個(gè)一籌莫展,誰(shuí)也沒(méi)有辦法。
正在這時(shí),一個(gè)鄰居騎馬路過(guò)這里,看到他們愁眉苦臉的樣子,便上前問(wèn)道:兄弟仨這般發(fā)愁,為了何事?三兄弟把父親的臨終囑咐和分馬的'難處告訴了他。這個(gè)鄰居略一沉思,就想出了一個(gè)分馬的好辦法。
鄰居的辦法是將自己的一匹馬借與他們,然后夠成了18匹馬,結果是老大9匹,老二6匹,老三分了2匹,還剩余1匹又還給了鄰居。
其實(shí)這道題是沒(méi)有答案的,上面的答案是錯的,給我們造了一個(gè)假象。
其一,根據題目的要求要分的是活馬,17匹馬按照所給的1/2,1/3,1/6,的比例是無(wú)法分割的,結果不可能得到整的馬匹數。
其二,我們假設可以得到小數點(diǎn)的馬匹數,那老大的馬數是8.5,老二5.666666,老三是1.888888,那應該還余17/18匹馬沒(méi)有歸屬,如果按照鄰居的算法兄弟三人的馬匹數都大了。
原因是鄰居一匹馬的介入,使17/18匹馬又一次被劃分給了兄弟三人,這顯然是不符合遺囑的,盡管鄰居的分法是整馬數(PS:因為按照老人的遺囑理解,單位1是17匹馬,而不是18匹)。
如此多的自相矛盾,所以這道題該是無(wú)解的,可是這個(gè)答案卻如此堂而皇之地流行了數千年,從小學(xué)就開(kāi)始欺騙了我們,它還依然存在繼續欺騙我們的后代。
數學(xué)史上的一則冤案的故事
人類(lèi)很早就掌握了一元二次方程的解法,但是對一元三次方程的研究,則是進(jìn)展緩慢。古代中國、希臘和印度等地的數學(xué)家,都曾努力研究過(guò)一元三次方程,但是他們所發(fā)明的幾種解法,都僅僅能夠解決特殊形式的三次方程,對一般形式的三次方程就不適用了。
在十六世紀的歐洲,隨著(zhù)數學(xué)的發(fā)展,一元三次方程也有了固定的求解方法。在很多數學(xué)文獻上,把三次方程的求根公式稱(chēng)為卡爾丹諾公式,這顯然是為了紀念世界上第一位發(fā)表一元三次方程求根公式的意大利數學(xué)家卡爾丹諾。那么,一元三次方程的通式解,是不是卡爾丹諾首先發(fā)現的呢?歷史事實(shí)并不是這樣。
數學(xué)史上最早發(fā)現一元三次方程通式解的人,是十六世紀意大利的另一位數學(xué)家尼柯洛馮塔納(Niccolo Fontana)。
馮塔納出身貧寒,少年喪父,家中也沒(méi)有條件供他念書(shū),但是他通過(guò)艱苦的努力,終于自學(xué)成才,成為十六世紀意大利最有成就的學(xué)者之一。由于馮塔納患有口吃癥,所以當時(shí)的人們昵稱(chēng)他為塔爾塔里亞(Tartaglia),
也就是意大利語(yǔ)中結巴的意思。后來(lái)的很多數學(xué)書(shū)中,都直接用塔爾塔里亞來(lái)稱(chēng)呼馮塔納。
經(jīng)過(guò)多年的探索和研究,馮塔納利用十分巧妙的方法,找到了一元三次方程一般形式的求根方法。這個(gè)成就,使他在幾次公開(kāi)的數學(xué)較量中大獲全勝,從此名揚歐洲。但是馮塔納不愿意將他的這個(gè)重要發(fā)現公之于世。
當時(shí)的另一位意大利數學(xué)家兼醫生卡爾丹諾,對馮塔納的發(fā)現非常感興趣。他幾次誠懇地登門(mén)請教,希望獲得馮塔納的求根公式?墒邱T塔納始終守口如瓶,滴水不漏。雖然卡爾丹諾屢次受挫,但他極為執著(zhù),軟磨硬泡地向馮塔納挖秘訣。后來(lái),馮塔納終于用一種隱晦得如同咒語(yǔ)般的語(yǔ)言,把三次方程的解法透露給了卡爾丹諾。馮塔納認為卡爾丹諾很難破解他的咒語(yǔ),可是卡爾丹諾的悟性太棒了,他通過(guò)解三次方程的對比實(shí)踐,很快就徹底破譯了馮塔納的秘密。
卡爾丹諾把馮塔納的三次方程求根公式,寫(xiě)進(jìn)了自己的學(xué)術(shù)著(zhù)作《大法》中,但并未提到馮塔納的名字。隨著(zhù)《大法》在歐洲的出版發(fā)行,人們才了解到三次方程的一般求解方法。由于第一個(gè)發(fā)表三次方程求根公式的人確實(shí)是卡爾丹諾,因此后人就把這種求解方法稱(chēng)為卡爾丹諾公式。
卡爾丹諾剽竊他人的學(xué)術(shù)成果,并且據為已有,這一行為在人類(lèi)數學(xué)史上留下了不甚光彩的一頁(yè)。這個(gè)結果,對于付出艱辛勞動(dòng)的馮塔納當然是不公平的。但是,馮塔納堅持不公開(kāi)他的研究成果,也不能算是正確的做法,起碼對于人類(lèi)科學(xué)發(fā)展而言,是一種不負責任的態(tài)度。
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