數學傳奇

畢達哥拉斯定理

畢達哥拉斯(公元前570年-----公元前500(490)年)

蘇格拉底(公元前469年---公元前399年)----->柏拉圖(公元前427年---公元前347年)------>亞里士多德(公元前384年---公元前322年)

歐幾里得(公元前325年---公元前265年)

阿基米德(公元前287年--公元前212年)

畢達哥拉斯之後的數學家  芝諾(前5世紀)  柏拉圖  亞里士多德  歐幾里得  阿基米德  阿波羅尼奧斯  埃拉托色尼  海倫  丟番圖 (246年---330年)  希帕蒂亞(5世紀)

歐瑪爾·海亞姆

默罕默德(570-),他的話被後人總結成古蘭經->是用詩歌寫的。聖經使用散文寫的。

8世紀後期9世紀前半頁--馬赫迪、拉希德、麥蒙、哈倫

771年->天文學、五功兩篇論文->後來加上古希臘的數學,阿拉伯數學得到了很大發展。

花拉子密(約783-850)《代數學》->最早認識到二次方程的根有兩個,《印度計算學》->印度數碼和十進制

歐瑪爾· 海亞姆(1048-1131)  中國北宋沈括(1031-1095)蘇東坡(1037-1101)->非歐幾何第五公設(三角形內角和爲180度,最後沒有成功)->三角形內角和小於180度(羅巴切夫斯基幾何)三角形內角和大於180度(黎曼幾何)

納西爾丁,正弦定理 a/sinA=b/sinB=c/sinC

卡西(---1429)圓周率算到了第16位,半角公式

 

秦九韶,道古橋  《數術九章》

周公(公元前11世紀,周武王的弟弟)孔子(公元前6世紀)漢武帝(公元2世紀)

周髀算經   勾股定理

九章算術  約1世紀

趙爽  3世紀  東吳  閒圖與勾股定理

劉徽 3世紀  魏晉  割圓術  球體積

祖沖之父子  5世紀  南北朝  圓周率  球體積

唐代《算經十書》------《周髀算經》《九章算術》《海島算經》(劉徽)《綴術》(祖沖之)《孫子算經》《張丘建算經》《緝古算經》

13世紀前後,出現了“宋元四大家”楊輝、秦九韶、李治、朱世傑

秦九韶(1202-1261)    數術九章給出一般高次代數方程的解。最高10次。大衍總數術。

【馬可波羅(1254--1324),在華17年,《遊記》

利瑪竇(1552-1610)在華30年,《幾何原本》,孔子著作

李約瑟(1900-1995)《中國科學技術史》】

徐光啓(1670)幾何

薛風祚(1644)對數

李善蘭   代數 函數微分積分級數切線法線漸近線拋物線雙曲線 指數 多項式

 

從笛卡爾到龐加萊----法國數學的人文傳統

中世紀(公元476-公元1453年)(主要是西歐),自西羅馬帝國滅亡(公元476年)到東羅馬帝國滅亡(公元1453年)的這段時期。

中世紀出了一個非常著名的數學家叫斐波那契(意大利比薩人1175--1250)。

法國第一個比較有名的數學家格爾松尼迪斯或列維(1288-1344)

奧雷姆(1322-1382)數學家,也是中世紀最偉大的經濟學家->《貨幣論》。第一個使用分數指數,第一個使用座標確定點的位置。

15世紀,歐洲開始文藝復興,法國數學進展仍然不大,這個世紀最傑出的的數學家是邱凱,邱凱率先考慮了負整數的指數,他的名著《算數三編》討論了這樣三個問題,有理數的計算、無理數的計算和方程論,此外他還提出了均值法則。均值法則:如果ABCD是正數,則(A+B)/(C+D)處於A/C與B/D之間。

16世紀最偉大的數學家是韋達(1540年-1603年)。最偉大的貢獻是數學的符號化。用字母表示已知數和未知數。笛卡爾就建議abc表示已知數,xyz表示未知數。

法國人的數學在文藝復興之初已接近於世界先進水平,但與意大利人相比尚有差距。

在笛卡爾以前,意大利在世界文明的進程中走在最前列,他們在數學和科學領域處於領先地位。塔爾塔里亞與卡爾達諾及助手費拉里在3次和4次方程的解法研究上取得了突破,他們3人的成就無人可及。

法國在以後的期間誕生了很多優秀的數學家比如德札爾格、笛卡爾、費爾馬、帕斯卡。

德札爾格--射影幾何學

笛卡爾(1596--1650年)在烏爾姆發現了直角座標系,建立解析幾何。過了幾百年,愛因斯坦在這個地方出生。歐拉--笛卡爾公式V-E+F=2。近代哲學之父(黑格爾語德國哲學家)--笛卡爾的二元論---我思故我在。

哥德巴赫猜想(1742年),在笛卡爾的遺作中,就已經提出了。早了一百多年。

費爾馬(1601---1665)->費爾馬大定理x^n+y^n=z^n,當n大於等於3的時候,這個方程沒有正整數解。->1995年被英國數學家懷爾斯證明。爲了證明費馬大定理髮展出了數論。引申了一下,A+B=C,ABC=D^n,(A,B,C)=d,ABCD都是正整數的。

帕斯卡(1623---1662)概率論的奠基人,帕斯卡定理(射影幾何),旋輪線(再造拱橋的時候很有用),加法計算機,計算機語言---帕斯卡語言,流體力學--帕斯卡定律,大氣力學--大氣壓強單位(帕),帕斯卡三角(楊輝三角)

從帕斯卡到龐加萊

自從龐加萊與1662年去世後,法國數學家有半個世紀的沉積,之後的100年間,接連誕生一批數學大師。克萊羅、達朗貝爾、蘭伯特、拉格朗日、拉普拉斯、勒讓德、蒙日、卡諾、傅里葉、泊松、柯西、蓬斯萊、伽羅瓦。。。

達朗貝爾(1717--1783年)---偏微分方程的開創者。

拉格朗日(1736--1813年)---微積分學、微分方程、變分法、數論和羣論等。中年以後,對數學熱情銳減轉向了宗教。晚年的時候德國人高斯出現了,說明了數學並不會沒落。

拉普拉斯“法蘭西的牛頓”(1749--1827)----微分方程、概率論、測地學和天體力學。與拉格朗日是拿破崙的老師。

蒙日(1746--1818)----畫法幾何的創立者(開拓了機械製圖),微分幾何之父(用微積分學研究曲率,啓發高斯和黎曼發展出了黎曼幾何學)。

柯西(1789--1857)----數學領域的金字塔(拿破崙稱他)(19世紀前半世紀最傑出的的分析學家)

伽羅華(1811--1832)---21歲死於情人決鬥。伽羅瓦理論奠定了羣論的基礎。羣的概念不僅是抽象代數在20世紀興起的重要因素,在幾何學中也起到立法分類作用,同時推動了量子物理。

龐加萊(1854--1912)被認爲是通曉全部數學與應用數學知識的最後一個人,21世紀只有英國物理學家霍金才能與他媲美。---->龐加萊猜想,對拓撲學的貢獻最重要。龐加萊猜想:任意三維的單連通閉流形必與三維球面同胚。(美國數學家斯梅爾1966年菲爾茨獎證明了五維或者五維以上,費裏德曼證明了四維的1986年菲爾茨獎,佩雷爾曼證明了三維的2006年菲爾茨獎)數學以外的貢獻:相對論、光學、電學、電報、彈性力學、熱力學、量子論、勢論、毛細現象、宇宙起源。---->影響了愛因斯坦和畢加索

 

英國:牛頓在他的“非典”時期---兼談微積分優先權之爭

韋達的影響   Recorde(威爾士人,1557)  =    Oughtred(沃利斯老師,1631)x和·  沃利斯是牛頓的老師

1550年英國第一個重要的數學家誕生了,是納皮爾,是蘇格蘭人。--->發明了對數。對數思想來自於哪裏呢?來自於從積化和差到對數。2cosAcosB=cos(A+B)+cos(A-B)(乘積轉化成了加減)  logAB=log A+log B對數最大的好處是可以把乘法和除法變成加法和減法,計算方面就大大簡化了。

牛頓(1643--1727)之前有兩個著名的數學家---沃利斯(1616年出生(莎士比亞(1564---1616)去世),四個發現:第一個他給出了指數乘法和除法公式,第二個他定義了無窮大這個符號,第三個無窮乘積得到第一個積分(4/π=3/2*3/4*5/4*5/6*7/6.......)第四個是一個定積分)和巴羅(三件事:微分三角形、切線的方法。第二件:《幾何原本》翻譯三件:讓位牛頓),這兩人是微積分的先驅。

1642年聖誕節出生(這一年伽利略去世)->1665年回到故鄉(這一年費馬去世),1665年和1666年,這讓他有足夠時間獨立思考,開始了數學、力學和光學的一系列偉大發現,獲得瞭解決微積分問題的一般方法,觀察到太陽光的光譜分解,並提出了力學上的重要定律。   筆記自己說是廢書,像二項式定理、極座標、微積分和萬有引力等在內的研究心得都在其中。

積分學和微分學

阿基米德那個時代就已經有了微積分的思想,但是沒有發展起來。17世紀科學發展的需要,與幾個天文學家有關係一個是伽利略(1564--1642)一個是開普勒(1571--1630)哥白尼,第谷都以爲行星的軌道是圓的,(伽利略也未曾否定,)開普勒的第一行星運動定律卻認定“行星運動的軌道是橢圓,太陽位於該橢圓的一個焦點上”.。在此之前,微分學和積分學是分開的,微分學最好的嘗試是笛卡爾和巴羅。他們嘗試求一般曲線的切線,分別採用了被後人稱爲“圓法”的代數方法和“微分三角形”的幾何方法。費馬在求函數極值時採用了微分方法。費馬可能是最接近成功的一位。現在輪到牛頓和萊布尼茨(1646--1716)建功立業了。

1665年11月發明了“正流數術”(微分學),次年5月發明“負流數術”(積分學)。也就是說,牛頓與之前所有探求微積分學的同行不同,他吧微分和積分作爲矛盾的對立面一起考慮並加以解決的(萊布尼茨也是如此)。

牛頓假定,曲線y下方面積是z,n是整數或者分數。z=ax^n。

萊布尼茨是從幾何學的角度出發。1675年,萊布尼茨引進了積分符號∫,後來得到了微積分公式。爲了求出縱座標爲y的曲線下面積,只需求出一條縱座標爲z的曲線,使其切線斜率爲dz/dx=y。牛頓萊布尼茨公式:數學傳奇

萊布尼茨除了微積分,還發明瞭二進制,接着改進了帕斯卡加法器,製造出了第一臺可用乘除和開放的計算機。還創立了形式優美的行列式理論,並把二項式理論推廣到一個變數上。最重要的成就無疑是微積分學的發明。這是科學史上劃時代的貢獻,從此數學開始在自然科學和社會生活中扮演極其重要的角色,同時給喜歡數學的人提供了成千上萬的工作崗位。

讓人愉悅的發現:π/4=1-1/3+1/5-1/7+....從此要精確不要再用割圓術了只需要多加幾項就可以了,有了計算機,你要多少位都可以了。

數學傳承:不是師徒的意義,與藝術家的心靈感應類似。歐拉悉心研究費馬的遺產,萊布尼茨對帕斯卡的工作尤爲關注。例如微積分的最初靈感、乘除計算機、多項式係數。

牛頓與萊布尼茨的微積分發明權之爭。牛頓與胡克爭論。胡克就是彈性定律。牛頓的朋友:泰勒,麥克勞林,哈雷。從牛頓之後,英國的數學很長時間停滯不前了,出現了西爾維斯特凱萊纔算是恢復了。

 

馮諾依曼(1903--1957):因爲他世界更加美好

二戰之後他創立的博弈論對數學經濟學產生很大的影響。

找學經濟學的同學推薦經濟學的入門書。

跟各種不同行業的頂尖人物打交道,自己都變的特別牛。

ZF系統,柏林  集合論  老師施密特,希爾伯特學生,策梅羅(Z)朋友

哥德爾證明不完備性定理(1931)後,ZF系統(Z策梅羅,F)成爲康托爾連續統假設的唯一希望,最後仍被美國人科恩摧毀(1963菲爾茨獎)

量子力學    牛頓力學適用於我們肉眼所能看見的一切事物。只有當物體運動速度太快時,愛因斯坦相對論的某些定律纔開始起作用。而當物體太小時,量子力學起了支配作用,它使得我們能夠描述分子、原子和電子的狀態,普朗克發現,光、X射線以及波只能一份份的發出,每一份稱爲“一個量子”。

量子力學是理論物理學和現代技術的基礎,它直接導致電子革命和原子彈的誕生。量子力學的一個基本點是原子狀態的數學描述,馮諾依曼賦予它以全新形式:原子的狀態是由希爾伯特空間的單位向量表示,這使得量子力學兩種表示方式---------海森堡矩陣力學和薛定諤波動力學相互統一。

 博弈論是馮諾依曼的創造。如何運作贏得最大的利潤。
        圖靈是馮諾依曼的助手。馮諾依曼提出了十個加速計算機快速計算的技巧。

 

中國古代的朝代時間表,來對應分析他們處於我們的哪個朝代

 

數學傳奇

PS:這是看了蔡天新教授的課之後,將內容重點寫了下來,我爲什麼要寫這篇博客?這是因爲我對數學很感興趣,但是對於數學的發展史很不瞭解,也不知道每一個數學家在各自的那個階段做了什麼樣的事情,之間有什麼樣的聯繫,都不是很清楚。通過這個總結,自己明白了數學的發展史,使自己對於數學的發展狀況更加清晰了。

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