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数学史

2023-10-07 19:56| 来源: 网络整理| 查看: 265

笛卡尔对当时几何和代数的研究方法进行了分析和比较,他认为没有任何东西比几何图形更容易印入人的脑际了。因此用几何这种方式表达事物是非常有益的,但他对欧几里德几何中的每一个证明都要求某种新的往往是奇巧的想法,这一点深感不安。(在学习几何时,往往有这样的体会,有的几何证明方法是太精妙了,以至于都不知道他是怎么想出来的。)他同时强调代数的一般性,以及它把程序机械化和把解题工作量减小的价值(代数程序机械化的计算解决几何问题比那些奇思妙想的几何作图更能让人接受)。他看到代数具有作为一门普遍的科学方法的潜力。他对当时通行的代数也加以批评,说它完全受公式和法则的控制,不像一门改进思想的科学。因此它主张采取代数和几何中一切最好的东西,互相以长补短。它所作的工作就是把代数用到几何上去。在这里,他对方法的普遍兴趣和他对代数的专门知识,就组成了联合力量,于是就产生了下文的《几何学》一书。 1637年,笛卡尔发表了他的著作《方法论》 ,这本书的后面有三篇附录,其中一篇叫《几何学》,其中的中心思想是建立起一种“普遍”的数学,把算术、代数、几何统一起来。他设想,把任何数学问题化为一个代数问题,在把任何代数问题归结到去解一个方程式。 为了实现上述的设想,笛卡尔从天文和地理的经纬制度出发,指出平面上的点和实数对(x,y)的对应关系。x,y的不同数值可以确定平面上许多不同的点,这样就可以用代数的方法研究曲线的性质。这就是解析几何的基本思想。 具体地说,平面解析几何的基本思想有两个要点:第一,在平面建立坐标系,一点的坐标与一组有序的实数对相对应;第二,在平面上建立了坐标系后,平面上的一条曲线就可由带两个变数的一个代数方程来表示了。从这里可以看到,运用坐标法不仅可以把几何问题通过代数的方法解决,而且还把变量、函数以及数和形等重要概念密切联系了起来。

解析几何刚出现被冷落

从上面的叙述我们可以看出,费尔马和笛卡尔良人各自都研究了坐标几何,但是有种种原因,使坐标几何的思想──用代数方程表示并研究曲线的思想,在当时没有很快地被数学家们热情地接受并利用(在科学史上,很多先进的思想和方法在刚出现是都有这样的待遇)。一个原因是因为费尔马的书《平面和立体的轨迹引论》到1679年才出版,而笛卡尔的《几何》中对几何作图题的强调,遮蔽了方程和曲线的主要思想。事实上,许多和他同时代的人,都认为坐标几何主要是解决作图问题的工具,甚至莱布尼兹说笛卡尔的工作是退回到古代。虽然笛卡尔本人确实知道,它的贡献远远不限于提供一个解决作图问题的工具,他在《几何》的引言中说:“我在第二卷中所作的关于曲线性质的讨论,以及考察在这些性质的方法,根据我看远远超出了普通几何的论述。”但他利用曲线方程之处,确实被他的作图问题所掩盖。

坐标几何传播速度缓慢的另一个原因,是笛卡尔的书《几何》写得使人难懂。书中许多模糊不清之处,是他故意搞的。它说欧洲几乎没有一个数学家能读懂他的著作,他只约略指出作图法和证法,而留给别人去填写入细节。他在一封信中把他的工作比作建筑师的工作,只是定出计划,指明什么是应该做的,而把手工操作留给木工和瓦工。他还说:“我没有做过任何不经心得删节,但我预见到,对于那些自命无所不知的人,我如果写的使他们能充分理解,他们将不失机会地说我写的都是他们已经知道的东西。” 还有另一理由,在《几何》中他说,他不愿意夺去读者们自己进行加工的乐趣。的确,它的思想必须从它的书中许多解出的例题里去推测,他说,他之所以删去绝大多数定理的证明,是因为如果有人不嫌麻烦而去系统地考察这些例题,一般定理的证明就成为显然的了,而且照这样去学习是更为有益的。

影响坐标几何被迅速接收的原因,还有一个是许多数学家反对把代数和几何结合起来,认为数量运算和几何量的运算要加以区别,不能混淆。再一个原因是当时代数被认为是缺乏严密性的。

上述种种原因,虽然阻碍了对费尔马和笛卡尔的贡献的了解, 但随着16,17世纪物理学,天文学和光学的快速发展,对几何学需求越来越高,慢慢的很多人逐渐采用并扩展了坐标几何,(数学推广最后还需落实到实际应用)使得解析几何得到了长足的发展。 返回搜狐,查看更多



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