綜觀人類的整個數(shù)學發(fā)展史,“極限”始終做為一條重要的線索,貫穿于其中,起到了至關(guān)重要的作用。
中國古代很多的數(shù)學成果,一直都是遙遙領先于世界的,直至“極限”思想的提出之后,才開始慢慢地落后于世界。
其主要的原因是,我國古代封建社會的統(tǒng)治階層一直重文輕理,數(shù)學家的地位非常低下,在浩瀚的史料當中,與王侯將相和文人墨客的鴻篇巨制相比,數(shù)學家們的生平資料幾乎無從考證。
盡管如此,歷史的塵埃也無法掩蓋我國古代這樣一位偉大數(shù)學家的光芒,他的名字叫劉徽。
劉徽是我國魏晉時期的偉大數(shù)學家,是中國“古典數(shù)學理論”的奠基人,他的數(shù)學著作,是中華民族的寶貴遺產(chǎn),為人類文明的發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻。
劉徽是我國首位以“邏輯推理”的方式來論證數(shù)學命題的數(shù)學家,他的社會地位雖然低下,卻將一生都獻給了數(shù)學,所做出的數(shù)學成果,遙遙領先于世界。特別是在隋唐時期,他所作注的《九章算術(shù)》被譯成多種文字,在朝鮮、日本、西歐等國家廣為流傳,促進了世界數(shù)學的發(fā)展。
“極限”思想是人類文明中閃爍著璀璨光芒的珍珠,而劉徽是人類歷史上第一個明確提出“極限”思想的數(shù)學家。
劉徽將“極限”思想應用于“割圓術(shù)”,為計算“圓周率”提供了“嚴密的理論”和“完善的算法”。
1667年,英國數(shù)學家牛頓與萊布尼茨完成了“微積分”的創(chuàng)立,但他們最初還沒有意識到“極限”思想的重要性,所以他們最先是在“無窮小”概念的基礎上建立起“微積分”的。
但是,建立在“無窮小”概念基礎上的“微積分”很快被發(fā)現(xiàn)了嚴重的邏輯問題(即“無窮小悖論”),因而引發(fā)了“第二次數(shù)學危機”,整個“微積分”理論差點被推翻。
為了解決危機,無數(shù)的數(shù)學家建議使用“極限”思想做為“微積分”的基礎。最終由法國數(shù)學家柯西總結(jié)前人的成果,提出了“柯西極限存在準則(又叫柯西收斂理論)”,在“分析的嚴格化”思想的指導下,完成了“極限”理論的創(chuàng)立,使“微積分”建立在了嚴謹?shù)摹皹O限理論”基礎之上,徹底解決了“第二次數(shù)學危機”。
無論是偉大的“微積分”的創(chuàng)立,還是“第二次數(shù)學危機”的解決,凝聚的是來自世界各國歷代數(shù)學家無數(shù)的心血,而其根源則可以追溯到我國數(shù)學家劉徽所創(chuàng)的 “割圓術(shù)”,他在人類歷史上首次將“極限”和“無窮小分割”引入“數(shù)學證明”,在人類文明的發(fā)展史上寫下了光輝奪目的篇章。
劉徽除了在“極限”思想的應用上作出了重大貢獻之外,在其它的數(shù)學研究上也取得了極其重要的成果:
他提出的“求徽數(shù)”思想,與現(xiàn)代求“無理根近似值”的方法完全一致,為“圓周率”的精確計算提供了理論基礎,促進了“十進小數(shù)”的產(chǎn)生。
他創(chuàng)造了比直除法更簡便的“線性方程組解法”和解“不定方程問題”,與現(xiàn)代解法基本一致。
他還建立了等差級數(shù)“前n項求和公式”,他的推理非常嚴謹,雖然沒有寫出自成體系的著作,但他所運用的數(shù)學知識,實際上已經(jīng)形成了一個獨具特色的理論體系。
我國古代的數(shù)學所取得的成就是無比輝煌與偉大的,比西方數(shù)學毫不遜色,只不過有太多的數(shù)學家和數(shù)學成果一直沒有受到古代封建統(tǒng)治階層的重視,致使大部分的研究成果遺失,實在令人心痛。特別是到了明朝之后,我國的數(shù)學研究完全陷入停滯,為我們的民族在近代遭受百年之辱埋下了禍根。
在我國漫長的歷史當中,到底有多少像劉徽這樣偉大的數(shù)學家連名字都沒有流傳下來?到底有多少像《九章算術(shù)》一樣偉大的數(shù)學巨著被遺失?這成了一個永遠的迷。
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