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数学的发展矛盾
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:6/25/2006

 

整个数学的发展史就是一部矛盾斗争的历史。数学内部的矛盾是推动数学长河滚滚向前的主要力量之一。

  数学以现实世界的空间形式和数量关系作为自己研究的对家,为了在纯粹形态上研究这些形式和关系,就必须和现实世界的内容割裂开来。但是,离开内容的形式和关系是不存在的。因此,数学按它的本质企图实现这种割裂,是企图实现一种不可能的事情。这是在数学本质中的根本矛盾,它是认识的普遍矛盾在数学方面的特殊表现。在越来越接近现实的各个认识阶段上,不断解决和重复上述矛盾,数学就不断地前进、发展,由简单到复杂,由低级向高级。

  人类最早认识的是自然数,引进零和负数就经过了斗争:要么引进这些数,要么大量的数的减法就行不通。同样,引进分数使乘法有了逆运算—除法,否则许多实际问题也不能解决。

  但是接着又出现了这样的问题:是否所有的量都能够用有理数来表示?发现无理数并最终使得第一次数学危机的解决,促使了逻辑的发展和几何学的系统化。方程解的问题导致虚数的出现,虚数从一开始就被认为是“不实的”,可是这种不实的数却解决了实数所不能解决的问题,从而为自己争得了存在的权利。数学就是这样在矛盾斗争中发展的。几何学从欧几里得几何的一统天下发展到多种几何,也是如此。

19世纪发现了许多用传统方法不能解决的问题,如五次及五次以上代数方程不能通过加、减、乘、除、开方求出根来;古希腊几何三大问题不能通过圆规和直尺作图来解决等等。这些否定的结果表明了传统方法的局限性,也反映了人类认识的深入。

  这些发现给有关学科带来了极大的冲击,几乎完全改变了它们的方向。例如,代数学从此以后向抽象代数的方面发展,而求解方程的根也变成了分析及计算数学的课题。在第三次数学危机中,这种情况也多次出现,尤其是包含整数算术在内的形式系统的不完全性、许多问题的不可判定性,都大大提高了人们的认识,也促进了数理逻辑的大发展。

  由无穷小量的矛盾引起的第二次数学危机,反映了数学内部的有限与无穷的矛盾。第三次数学危机涉及集合论和数理逻辑,但它一开始就牵涉到无穷集合,而现代数学脱离无穷集合就寸步难行。一种极端的观点是只考虑有限集合或至多是可数的集合,不过这样一来绝大部分数学将不复存在。

  即使这些有限数学的内容也有许多要涉及无穷的方法,有很多的数学证明都要用有限的步骤解决涉及无穷的问题。借助于计算机完成的四色定理的证明,首先也要把无穷多种可能的地图归结成有限的情形。对于无穷,计算机也是无能为力的。可见数学永远回避不了有限与无穷这对矛盾,可以说它是数学矛盾的根源之一。

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