三次数学危机及其影响.pptVIP

三次数学危机及其影响数学历史之：1整理课件 一. 第一次数学危机一. 第一次数学危机1.危机的起因： 第一次数学危机是由 不 能写成两个整数之比引发的。毕达哥拉斯（约公元前580-前500）古希腊哲学家、数学家、天文学家2整理课件 例：如边长为1的正方形，对角线的长度就不能以整数之比表示。 危机的实质： 是无理数，全体整数之构成的是有理数系，有理数系需要扩充，需要添加无理数.3整理课件 当时古希腊的欧多克索斯部分地解决了这一危机。他采用了一个十分巧妙的关于“两个量之比”的新说法，回避了它是无理数的实质，而是用几何的方法去处理不可公度比。这样做的结果，使几何的基础牢靠了，几何从全部数学中脱颖而出。欧几里得的《几何原本》中也采用了这一说法，以致在以后的近二千年中，几何变成了几乎是全部严密数学的基础。4整理课件 危机的解决 彻底解决这一危机是在19世纪，依赖于数系的扩张。直到人类认识了实数系，这次危机才算彻底解决，这已经是两千多年以后的事情了5整理课件 二. 第二次数学危机 第二次数学危机发生在牛顿创立微积分的十七世纪。第一次数学危机是由毕达哥拉斯学派内部提出的，第二次数学危机则是由牛顿学派的外部、贝克莱大主教提出的，是对牛顿 “无穷小量”说法的质疑引起的。6整理课件 微积分的奠基人莱布尼茨 牛顿7整理课件 所以，由“无穷小”引发的第二次数学危机，实质上是缺少严密的极限概念和极限理论作为微积分学的基础。8整理课件 无穷小量例如：微积分有时把无穷小量看作 无穷小量 = 0 无穷小量 ? 0 由于这些问题，引起了数学界的极大争论，就就是所谓【第二次数学危机】.9整理课件 三、第三次数学危机1．“数学基础”的曙光——集合论 到19世纪，数学从各方面走向成熟。非欧几何的出现使几何理论更加扩展和完善；实数理论（和极限理论）的出现使微积分有了牢靠的基础；群的理论、算术公理的出现使算术、代数的逻辑基础更为明晰，等等。人们水到渠成地思索：整个数学的基础在哪里？正在这时，19世纪末，集合论出现了。人们感觉到，集合论有可能成为整个数学的基础。10整理课件 罗素悖论但罗素在1903年出版了《数学的原理》，书中提到著名的罗素悖论，使数学基础产生了裂纹，因而震动了整个数学界，这就是所说的第三次数学危机。11整理课件 理发师悖论罗素罗素悖论的通俗化——“理发师悖论”：某村的一个理发师宣称，他给且只给村里自己不给自己刮脸的人刮脸。问：理发师是否给自己刮脸？12整理课件 最后，这些既属于自己而又不属于自己的集合 (Set)，便成了集合论的矛盾，引发起第三次数学危机。13整理课件 危机的消除 危机出现以后，包括罗素本人在内的许多数学家作了巨大的努力来消除悖论。当时消除悖论的选择有两种，一种是抛弃集合论，再寻找新的理论基础，另一种是分析悖论产生的原因，改造集合论，探讨消除悖论的可能。14整理课件 1908年，策梅洛（E.F.F.Zermelo,1871—1953）提出了由7条公理组成的集合论体系，称为Z-系统。 1922年，弗兰克（A.A.Fraenkel）又加进一条公理，还把公理用符号逻辑表示出来，形成了集合论的ZF-系统。再后来，还有改进的ZFC-系统。 这样，大体完成了由朴素集合论到公理集合论的发展过程，悖论消除了。15整理课件 但是，新的系统的相容性尚未证明。因此，庞加莱在策梅洛的公理化集合论出来后不久，形象地评论道：“为了防狼，羊群已经用篱笆圈起来了，但却不知道圈内有没有狼”。 这就是说，第三次数学危机的解决，并不是完全令人满意的。16整理课件 参考网址：香港皇家数学 数学人文精神论坛 维基百科17整理课件