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三次数学危机当初都解决了吗?

目前我们所学的数学体系相对比较完备,说明三次数学危机都基本解决。为了使读者更清晰的了解这个问题,下面谈一谈三次数学危机都是什么?并如何解决的?

第一次数学危机

早在古希腊时期,数学家毕达格拉斯认为,宇宙的一切都是数,而且是整数。当然,这里很多小朋友会误会,毕达哥拉斯所说的数,包括整数和整数的比,用我们今天的话来翻译,宇宙的一切都是由有理数组成。

后来他的学生希帕索斯,提出问题,边长为一的正方形的对角线如何用两个整数的比表示出来?这冲击了当时的希腊数学整个体系,你当时的数学家深感不安,这就是第一次数学危机。

有一个说法,希帕索斯不仅提出这个问题,同时也给出过证明,彻彻底底推翻了比达格拉斯的理论,所以希帕索斯才惨遭毒手。至于是不是这样的就不得而知了。

第一次数学危机的解决表明,几何量不能完全用整数表示,反之,任何数却可以有几何量表示出来。直到人们认识了无理数,认识了实数系,第一次数学危机,算是彻底解决。也是这一次危机促成了公理几何与逻辑的诞生。

第二次数学危机

第二次数学危机于牛顿时代,此时已经诞生了微积分,就是牛顿-莱布尼茨站在巨人的肩膀上,开创了基于微积分的数学新时代!

这次危机的关键问题是无穷小量究竟是不是零?两种答案都会产生矛盾,如果无穷小量是零,那么凭什么他当分母?如果无穷小量不是零,那么,凭什么在计算中忽略它的存在。

第二次数学危机的解决,是著名数学家柯西引入了极限的概念,认为无穷小量和无穷大量都是变量,只不过无穷小量的极限是零而已。

在此基础上重新定义了微分和积分,也就是现在我们所学的微积分都是严格的,建立在极限的基础之上,无论是高中还是大学课本都是先引入极限的概念,在此基础上,继续学习微积分。这次数学危机促成了分析基础理论的完善。

第三次数学危机

所有的高中课本的第一节都是集合,而高中教材都会用一页纸的地方介绍集合论的创立人康托尔,康托尔的集合论也成为现代数学的基石,著名数学家庞加莱曾说过:借助集合论,我们可以建造整个数学大厦。这是对集合论最高的赞美。

众所周知,集合有三要素:“确定性,无序性,互异性”,这么简洁美丽的体系即将迎来前所未有的挑战!

几十年后,罗素悖论产生,提出者当然是罗素。他指出:如果一个理发师只给不自己理发的人理发。那么他应该给自己理发吗?细心的人发现,这个理发师怎么做都不对,并且又符合集合的定义,这个悖论严重挑战了集合中的“确定性”!

用集合的语言来说:如果存在一个集合A={x | x∉x },那么A∈A是否成立?如果它成立,那么A∈A,不满足A的特征性质。如果它不成立,A就满足了特征性质。

后来,德国数学家策梅罗,寻找到一种解决办法,把集合论建立在一组公理之上,目的是回避悖论。后来通过一系列数学家的完善,形成了一个集合论的公理系统,在这个系统之内没有悖论。这套系统也叫做“ZF公理系统”

到此第三次数学危机基本缓和下来。

当然,也有这样的说法,认为第三次数学危机表面上解决了,其实不是解决了,是回避了悖论,然而,数学的确定性却逐渐消失,实质上,第三次数学危机以更深刻的形式在延续着,至今没有解决。

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