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如何化解數學三大危機

發布時間:2022-05-21 12:50:16

⑴ 數學史上的三次危機是什麼

數學三大危機,涉及無理數、微積分和集合等數學概念。

1、危機一,希巴斯(Hippasus,米太旁登地方人,公元前470年左右)發現了一個腰為1的等腰直角三角形的斜邊(即2的2次方根)永遠無法用最簡整數比(不可公度比)來表示,從而發現了第一個無理數,推翻了畢達哥拉斯的著名理論。

2、危機二,微積分的合理性遭到嚴重質疑,險些要把整個微積分理論推翻。

3、危機三,羅素悖論:S由一切不是自身元素的集合所組成,那S屬於S嗎?用通俗一點的話來說,小明有一天說:「我正在撒謊!」問小明到底撒謊還是說實話。羅素悖論的可怕在於,它不像最大序數悖論或最大基數悖論那樣涉及集合高深知識,它很簡單,卻可以輕松摧毀集合理論。

(1)如何化解數學三大危機擴展閱讀:

排除悖論

危機產生後,數學家紛紛提出自己的解決方案。人們希望能夠通過對康托爾的集合論進行改造,通過對集合定義加以限制來排除悖論,這就需要建立新的原則。

公理化集合系統

成功排除了集合論中出現的悖論,從而比較圓滿地解決了第三次數學危機。但在另一方面,羅素悖論對數學而言有著更為深刻的影響。


參考資料網路-數學三大危機

⑵ 簡答歷史上的三次數學危機產生的根源與解決

論數學史上的三次數學危機 學號:100521026 姓名:付東群 摘要:數學發展從來不是完全直線,而是常常出現悖論。歷史上一連串的數學 悖論動搖了人們對數學的可靠性的信仰,數學史上曾經發生了三次數學危機。數 學悖論的產生和危機的出現, 不單給數學帶來麻煩和失望,更重要的是給數學的 發展帶來新的生機和希望,促進了數學的繁榮。危機的產生、解決,又產生的無 窮反復過程, 不斷推動著數學的發展,這個過程也是數學思想獲得重要發展的過 程。 關鍵詞:數學危機;無理數;微積分;集合論;悖論; 引言:數學史不僅僅是單純的數學成就的編年記錄。數學的發展決不是一 帆風順,在更多的情況下是充滿猶豫、徘徊,要經歷艱難曲折,甚至面臨危機。 數學史也是數學家們克服困難和戰勝的斗爭記錄。無理數的發現,微積分和非歐 集合的創立, 乃至費馬定理的證明......這樣的例子在數學史上不勝枚舉,他們 可以幫助人們了解數學創造的完美過程。 對這種創造的過程的了解則可以使我們 從前人的探索與奮斗中西區教益,獲得鼓舞和增強信心。 第一次數學危機(無理數的產生) 第一次危機發生在公元前 580~568 年之間的古希臘,數學家畢達哥拉斯建立 了畢達哥拉斯學派。這個學派集宗教、科學和哲學於一體,該學派人數固定,知 識保密,所有發明創造都歸於學派領袖。 (一)、危機的起源 畢達哥拉斯學派認為「萬物皆數」 ,這個數就是整數,他們確定數學的目的是 企圖通過數的奧秘來探索宇宙的永恆真理, 並且認為宇宙間的一切現象都能歸結 為整數或整數之比。後來這個學派發現了畢達哥拉斯學定理(勾股定理) ,他們 認為這是一件很了不起的事, 然而了不起的事後面還有更了不起的事。畢達哥拉 斯學派的希帕索斯從畢達哥拉斯定理出發, 發現邊長為 1 的正方形對角線不能用 整數來表示, 這就產生了這個無理數。 這無疑對 「萬物皆數」 產生了巨大的沖擊, 由此引發了第一次數學危機【1】 。 (二) 、危機的解決 由無理數引發的第一次數學危機對古希臘的數學觀點產生了極大的沖擊。 動搖 數學基礎的第一次危機並沒有很輕易地被解決。大約到了公元前 370 年,這個矛 盾終於被畢達哥拉斯學派的歐多克斯通過給比例下新定義的方法巧妙的處理了。 但這個問題直到 19 世紀的戴德金和康托爾等人建立了現代實數理論才算徹底解 決了。 (三) 、對數學發展的意義 第一次危機的產生最大的意義是導致了無理數地產生, 打破了長時間的禁錮數學 發展的枷鎖。 這次數學危機也使整數的權威地位開始動搖,而幾何學的身份升高 了,在以後的一兩千年中,幾何支撐了數學的發展。同時危機也表明,直覺和經 驗不一定靠得住,推理證明才是最可靠的,從此希臘人開始重視演譯推理,並由 此建立了幾何公理體系,這不能不說是數學思想上的一次巨大革命 第二次數學危機(微積分工具) 18 世紀,微分法和積分法在生產和實踐上都有了廣泛而成功的應用,大部分 數學家對這一理論的可靠性是毫不懷疑的。但是不管是牛頓,還是萊布尼茨所創 立的微積分理論都是不嚴格的。 (一) 、危機的起源 因為牛頓和萊布尼茨的微積分理論是建立在無窮小分析之上的, 但他們對作為 基本概念的無窮小量的理解與應用是混亂的。1734 年,英國哲學家、大主教貝 克萊發表《分析學家或者向一個不信正教數學家的進言》 ,矛頭指向微積分的基 礎——無窮小的問題,提出了所謂貝克萊悖論。籠統的說,貝克萊悖論可以表述 為「無窮小量究竟是否為 0」的問題。這一問題的提出在當時的數學界引起了一 定的混亂,由此導致了第二次數學危機的產生【2】 。 (二) 、危機的解決 為了解決第二次數學危機, 數學家們開始在嚴格化基礎上重建微積分,其中貢 獻最大的是法國數學家柯西,他在《分析教程》和《無窮小計算講義》中給出了 數學分析一系列基本概念的精確定義。例如:他給出了精確的極限定義,然後用 極限定義連續性、導數、微分,定積分和無窮級數的收斂性。後來,魏爾斯特拉 斯及其追隨者們實現了分析的算術化。至此,數學史上的第二次危機已經克服, 數學的整個結構已被恢復【3】 。 (三) 、對數學發展的意義 牛頓和萊布尼茨創立的微積分理論雖然存在一定的缺陷, 但微積分仍然很受重 視,被廣泛地應用於物理學、力學、天文學中。危機爆發後,經過柯西等人的不 懈努力,嚴格的極限理論建立起來了,為微積分奠定了理論基礎。微積分理論的 建立在數學史上有深遠的意義。 一方面它消除了微積分長期以來的神秘性,使數 學以及其他科學沖破了宗教的束縛,為以後的獨立發展創造了條件;另一方面, 微積分理論基礎的建立加速了微積分的發展,產生了復變函數、實變函數、微分 方程、變分學、積分方程、泛函分析等學科,形成了龐大的分析體系,成為數學 的重要分支【4】 。 第三次數學危機(羅素悖論) 到 19 世紀末,康托爾的集合論已經得到數學家的承認,集合論也成功地應用 到其他的數學分支。集合論是數學的基礎,由於集合論的使用,數學似乎已經達 到了無懈可擊的地步。但是,正當數學家們熟練地應用集合論時,數學帝國又爆 發了一次危機。 (一) 、危機的起源 康托爾集合論的創造性成果為數學提供了廣泛的理論基礎,所以在 1900 年巴 黎國際數學會議上,法國大數學家龐加萊宣稱: 「數學的嚴格性,看來直到今天 才可以說實現了。 」但事隔兩年後,卻傳出一個驚人的消息:集合論的概念本身 出現了矛盾。 這就是英國數學家羅素提出的著名的悖論,羅素悖論的內容用一句 話表述就是:所有不以自己為元素的集合組成一個集合,記為 A;則有集合 A 包 含 A 等價於集何 A 不包含 A 這樣的悖理【5】 羅素悖論一提出就在當時的數學界和 。 邏輯學界引起了極大的震動。 這一悖論引起的巨大反響則導致了數學史上的第三 次危機。 (二) 、危機的解決 危機產生後,數學家紛紛提出自己的解決方案。其中以羅素為主要代表的邏 輯主義學派,提出了類型論以及後來的曲折理論、限制大小理論、非類理論和分 支理論, 這些理論都對消除悖論起到了一定的作用;而最重要的是德國數學家策 梅羅提出的集合論的公理化, 策梅羅認為, 適當的公理體系可以限制集合的概念, 從邏輯上保證集合的純粹性,他首次提出了集合論公理系統,後經費蘭克爾、 馮·諾伊曼等人的補充形成了一個完整的集合論公理體系(ZFC 系統)【6】,ZFC 系統的建立, 使各種矛盾得到迴避,從而消除了羅素悖論為代表的一系列集合悖 論,第三次數學危機表面上解決了。 (三)、對數學發展的意義 集合論公理系統的建立, 成功排除了集合論中出現的悖論,從而比較圓滿地解 決了第三次數學危機。 但在另一方面, 羅素悖論對數學而言有著更為深刻的影響, 它使得數學基礎問題第一次以最迫切的需要的姿態擺到數學家面前, 導致了數學 家對數學基礎的研究。為了消除第三次數學危機,數理邏輯也取得了很大發展, 證明論、 模型論和遞歸論相繼誕生, 出現了數學基礎理論、 類型論和多值邏輯等。 可以說第三次數學危機大大促進了數學基礎研究及數理邏輯的現代性, 而且也直 接造成了數學哲學研究的「黃金時代」。 四、悖論與數學發展 歷史上的三次數學危機,給數學界帶來了極大的麻煩,危機的產生使數學家 認識到了現有理論的缺陷, 科學中悖論的產生常常預示著人類的認識將進入一個 新階段,所以悖論是科學發展的產物,又是科學發展動力之一。希帕索斯悖論、 貝克萊悖論以及羅素悖論分別引發了數學發展史上的三次危機。然而,這三次危 機又不同程度的促進了數學的發展。第一次數學危機使人們發現無理數,建立了 完整的實數理論, 歐氏幾何也應運而生並建立了幾何公理體系;第二次數學危機 促成了分析基礎理論的完善與集合論的創立; 第三次數學危機促成了數理邏輯的 發展與一批現代數學的產生,使集合論成為一個完整的集合論公理體系。 總結:數學史上的三次危機,雖給數學的發展帶來了空前的困難,但是給數學 以極大的推動。 這三次危機的解決都豐富了數學理論, 推動了數學的嚴密化發展。 經歷了歷史上三次數學危機的數學界,是否從此就與數學危機「絕緣」呢?不! 因為人類的認識在各個歷史階段中的局限性和相對性, 在人類的認識的各個歷史 階段所形成的各個理論系統中, 本來就具有悖論產生的可能性,但在人類認識世 界的深化過程中同樣具有排除悖論的可能性,數學大廈的基礎任然存在著裂縫, 並不如想像中的那樣完美與和諧。因此,我們要正確的看待數學史所產生的危機 和他對數學等學科發展所起的巨大作用。 參考文獻: 【1】王保紅.數學三次危機的認識論意義[J].山西教育學院學報,2001,第 4 期:106-107. 【2】董海瑞.漫談數學史上的三次危機[J].太原大學教育學院學報,2007 年 6 月,83(25). 【3】陳雲波.數學發展史上的三次危機[J].教學與管理,2004. 【5】王桂芹.數學在克服危機中前進[J].天中學刊,2000,15(5) :65-67. 【4】趙院娥.喬淑莉.悖論及其對數學發展的影響[J]。延安大學學報 2004,2(1) :21-25 【6】聶銘.三次數學危機的產生與解決[J].六盤水師專學報,2011,13(4).

⑶ 第三次數學危機是怎麼化解的你覺得第四次在哪裡

數學史上的第三次危機,是由1897年的突然沖擊而出現的,到現在,從整體來看,還沒有解決到令人滿意的程度。這次危機是由於在康托的一般集合理論的邊緣發現悖論造成的。由於集合概念已經滲透到眾多的數學分支,並且實際上集合論成了數學的基礎,因此集合論中悖論的發現自然地引起了對數學的整個基本結構的有效性的懷疑。
1897年,福爾蒂揭示了集合論中的第一個悖論。兩年後,康托發現了很相似的悖論。1902年,羅素又發現了一個悖論,它除了涉及集合概念本身外不涉及別的概念。羅素悖論曾被以多種形式通俗化。其中最著名的是羅素於1919年給出的,它涉及到某村理發師的困境。理發師宣布了這樣一條原則:他給所有不給自己刮臉的人刮臉,並且,只給村裡這樣的人刮臉。當人們試圖回答下列疑問時,就認識到了這種情況的悖論性質:"理發師是否自己給自己刮臉?"如果他不給自己刮臉,那麼他按原則就該為自己刮臉;如果他給自己刮臉,那麼他就不符合他的原則。
羅素悖論使整個數學大廈動搖了。無怪乎弗雷格在收到羅素的信之後,在他剛要出版的《算術的基本法則》第2卷末尾寫道:"一位科學家不會碰到比這更難堪的事情了,即在工作完成之時,它的基礎垮掉了,當本書等待印出的時候,羅素先生的一封信把我置於這種境地"。於是終結了近12年的刻苦鑽研。
承認無窮集合,承認無窮基數,就好像一切災難都出來了,這就是第三次數學危機的實質。盡管悖論可以消除,矛盾可以解決,然而數學的確定性卻在一步一步地喪失。現代公理集合論的大堆公理,簡直難說孰真孰假,可是又不能把它們都消除掉,它們跟整個數學是血肉相連的。所以,第三次危機表面上解決了,實質上更深刻地以其它形式延續著。
我覺得第四次可能是在中國,因為在曾經就有一位中國的數學愛好者李明波就宣稱發現過第四次數學危機但是卻被人認為是嘩眾取寵。

⑷ 數學三大危機是什麼。

第一,希伯斯(Hippasu,米太旁登地方人,公元前5世紀)發現了一個腰為1的等腰直角三角形的斜邊(即根號2)永遠無法用最簡整數比(不可公度比)來表示,從而發現了第一個無理數,推翻了畢達哥拉斯的著名理論。相傳當時畢達哥拉斯派的人正在海上,但就因為這一發現而把希伯斯拋入大海。

第二,微積分的合理性遭到嚴重質疑,險些要把整個微積分理論推翻。

第三,羅素悖論:S由一切不是自身元素的集合所組成,那S包含S嗎?用通俗一點的話來說,小明有一天說:「我正在撒謊!」問小明到底撒謊還是說實話。羅素悖論的可怕在於,它不像最大序數悖論或最大基數悖論那樣涉及集合高深知識,它很簡單,卻可以輕松摧毀集合理論!

(4)如何化解數學三大危機擴展閱讀:

第二次危機解決:

經過柯西(微積分收官人)用極限的方法定義了無窮小量,微積分理論得以發展和完善,從而使數學大廈變得更加輝煌美麗!

第三次危機解決:

排除悖論:

危機產生後,數學家紛紛提出自己的解決方案。人們希望能夠通過對康托爾的集合論進行改造,通過對集合定義加以限制來排除悖論,這就需要建立新的原則。

「這些原則必須足夠狹窄,以保證排除一切矛盾;另一方面又必須充分廣闊,使康托爾集合論中一切有價值的內容得以保存下來。」

1908年,策梅羅在自己這一原則基礎上提出第一個公理化集合論體系,後來經其他數學家改進,稱為ZF系統。這一公理化集合系統很大程度上彌補了康托爾樸素集合論的缺陷。除ZF系統外,集合論的公理系統還有多種,如諾伊曼等人提出的NBG系統等。

公理化集合系統:

成功排除了集合論中出現的悖論,從而比較圓滿地解決了第三次數學危機。但在另一方面,羅素悖論對數學而言有著更為深刻的影響。

它使得數學基礎問題第一次以最迫切的需要的姿態擺到數學家面前,導致了數學家對數學基礎的研究。而這方面的進一步發展又極其深刻地影響了整個數學。如圍繞著數學基礎之爭,形成了現代數學史上著名的三大數學流派,而各派的工作又都促進了數學的大發展等等。

⑸ 簡述三次數學危機的內容及解決情況.

第一次數學危機
從某種意義上來講,現代意義下的數學(也就是作為演繹系統的純粹數學)來源於古希臘的畢達哥拉斯學派。這個學派興旺的時期為公元前500年左右,它是一個唯心主義流派。他們重視自然及社會中不變因素的研究,把幾何、算術、天文學、音樂稱為「四藝」,在其中追求宇宙的和諧及規律性。他們認為「萬物皆數」,認為數學的知識是可靠的、准確的,而且可以應用於現實的世界。數學的知識是由於純粹的思維而獲得,並不需要觀察、直覺及日常經驗。

畢達哥拉斯的數是指整數,他們在數學上的一項重大發現是證明了勾股定理。他們知道滿足直角三角形三邊長的一般公式,但由此也發現了一些直角三角形的三邊比不能用整數來表達,也就是勾長或股長與弦長是不可通約的。這樣一來,就否定了畢達哥拉斯學派的信條:宇宙間的一切現象都能歸結為整數或整數之比。
不可通約性的發現引起第一次數學危機。有人說,這種性質是希帕索斯約在公元前400年發現的,為此,他的同伴把他拋進大海。不過更有可能是畢達哥拉斯已經知道這種事實,而希帕索斯因泄密而被處死。不管怎樣,這個發現對古希臘的數學觀點有極大的沖擊。這表明,幾何學的某些真理與算術無關,幾何量不能完全由整數及其比來表示,反之數卻可以由幾何量表示出來。整數的尊崇地位受到挑戰,於是幾何學開始在希臘數學中佔有特殊地位。

同時這也反映出,直覺和經驗不一定靠得住,而推理證明才是可靠的。從此希臘人開始由「自明的」公理出發,經過演繹推理,並由此建立幾何學體系,這不能不說是數學思想上一次巨大革命,這也是第一次數學危機的自然產物。
回顧以前的各種數學,無非都是「算」,也就是提供演算法。即使在古希臘,數學也是從實際出發,應用到實際問題中去的。比如泰勒斯預測日食,利用影子距離計算金字塔高度,測量船隻離岸距離等等,都是屬於計算技術范圍的。至於埃及、巴比倫、中國、印度等國的數學,並沒有經歷過這樣的危機和革命,所以也就一直停留在「算學」階段。而希臘數學則走向了完全不同的道路,形成了歐幾里得《幾何原本》的公理體系與亞里士多德的邏輯體系。
第二次數學危機
早在古代,人們就對長度、面積、體積的度量問題感興趣。古希臘的歐多克斯引入量的觀念來考慮連續變動的東西,並完全依據幾何來嚴格處理連續量。這造成數與量的長期脫離。古希臘的數學中除了整數之外,並沒有無理數的概念,連有理數的運算也沒有,可是卻有量的比例。他們對於連續與離散的關系很有興趣,尤其是芝諾提出的四個著名的悖論:
第一個悖論是說運動不存在,理由是運動物體到達目的地之前必須到達半路,而到達半路之前又必須到達半路的半路……如此下去,它必須通過無限多個點,這在有限長時間之內是無法辦到的。
第二個悖論是跑得很快的阿希里趕不上在他前面的烏龜。因為烏龜在他前面時,他必須首先到達烏龜的起點,然後用第一個悖論的邏輯,烏龜者在他的前面。這兩個悖論是反對空間、時間無限可分的觀點的。
而第三、第四悖論是反對空間、時間由不可分的間隔組成。第三個悖論是說「飛矢不動」,因為在某一時問間隔,飛矢總是在某個空間間隔中確定的位置上,因而是靜止的。第四個悖論是遊行隊伍悖論,內容大體相似。這說明希臘人已經看到無窮小與「很小很小」的矛盾。當然他們無法解決這些矛盾。
希臘人雖然沒有明確的極限概念,但他們在處理面積體積的問題時,卻有嚴格的逼近步驟,這就是所謂「窮竭法」。它依靠間接的證明方法,證明了許多重要而難證的定理。
到了十六、十七世紀,除了求曲線長度和曲線所包圍的面積等類問題外,還產生了許多新問題,如求速度、求切線,以及求極大、極小值等問題。經過許多人多年的努力,終於在十七世紀晚期,形成了無窮小演算——微積分這門學科,這也就是數學分析的開端。
牛頓和萊布尼茲被公認為微積分的奠基者。他們的功績主要在於:1,把各種問題的解法統一成一種方法,微分法和積分法;2,有明確的計算微分法的步驟;3.微分法和積分法互為逆運算。

由於運算的完整性和應用范圍的廣泛性,使微積分成為解決問題的重要工具。同時關於微積分基礎的問題也越來越嚴重。以求速度為例,瞬時速度是Δs/Δt當Δt趨向於零時的值。Δt是零、是很小的量,還是什麼東西,這個無窮小量究竟是不是零。這引起了極大的爭論,從而引發了第二次數學危機。
十八世紀的數學家成功地用微積分解決了許多實際問題,因此有些人就對這些基礎問題的討論不感興趣。如達朗貝爾就說,現在是「把房子蓋得更高些,而不是把基礎打得更加牢固」。更有許多人認為所謂的嚴密化就是煩瑣。
但也因此,微積分的基礎問題一直受到一些人的批判和攻擊,其中最有名的是貝克萊主教在1734年的攻擊。
十八世紀的數學思想的確是不嚴密的、直觀的、強調形式的計算,而不管基礎的可靠與否,其中特別是:沒有清楚的無窮小概念,因此導數、微分、積分等概念不清楚;對無窮大的概念也不清楚;發散級數求和的任意性;符號使用的不嚴格性;不考慮連續性就進行微分,不考慮導數及積分的存在性以及可否展成冪級數等等。
一直到十九世紀二十年代,一些數學家才開始比較關注於微積分的嚴格基礎。它們從波爾查諾、阿貝爾、柯西、狄里克萊等人的工作開始,最終由威爾斯特拉斯、戴德金和康托爾徹底完成,中間經歷了半個多世紀,基本上解決了矛盾,為數學分析奠定了一個嚴格的基礎。
波爾查諾不承認無窮小數和無窮大數的存在,而且給出了連續性的正確定義。柯西在1821年的《代數分析教程》中從定義變數開始,認識到函數不一定要有解析表達式。他抓住了極限的概念,指出無窮小量和無窮大量都不是固定的量而是變數,並定義了導數和積分;阿貝爾指出要嚴格限制濫用級數展開及求和;狄里克萊給出了函數的現代定義。
在這些數學工作的基礎上,維爾斯特拉斯消除了其中不確切的地方,給出現在通用的ε - δ的極限、連續定義,並把導數、積分等概念都嚴格地建立在極限的基礎上,從而克服了危機和矛盾。

十九世紀七十年代初,威爾斯特拉斯、戴德金、康托爾等人獨立地建立了實數理論,而且在實數理論的基礎上,建立起極限論的基本定理,從而使數學分析終於建立在實數理論的嚴格基礎之上了。

同時,威爾斯特拉斯給出一個處處不可微的連續函數的例子。這個發現以及後來許多病態函數的例子,充分說明了直觀及幾何的思考不可靠,而必須訴諸嚴格的概念及推理。由此,第二次數學危機使數學更深入地探討數學分析的基礎——實數論的問題。這不僅導致集合論的誕生,並且由此把數學分析的無矛盾性問題歸結為實數論的無矛盾性問題,而這正是二十世紀數學基礎中的首要問題。
1-6悖論的產生——第三次數學危機

數學史上的第三次危機,是由1897年的突然沖擊而出現的,到現在,從整體來看,還沒有解決到令人滿意的程度。這次危機是由於在康托的一般集合理論的邊緣發現悖論造成的。由於集合概念已經滲透到眾多的數學分支,並且實際上集合論成了數學的基礎,因此集合論中悖論的發現自然地引起了對數學的整個基本結構的有效性的懷疑。


1897年,福爾蒂揭示了集合論中的第一個悖論。兩年後,康托發現了很相似的悖論。1902年,羅素又發現了一個悖論,它除了涉及集合概念本身外不涉及別的概念。羅素悖論曾被以多種形式通俗化。其中最著名的是羅素於1919年給出的,它涉及到某村理發師的困境。理發師宣布了這樣一條原則:他給所有不給自己刮臉的人刮臉,並且,只給村裡這樣的人刮臉。當人們試圖回答下列疑問時,就認識到了這種情況的悖論性質:"理發師是否自己給自己刮臉?"如果他不給自己刮臉,那麼他按原則就該為自己刮臉;如果他給自己刮臉,那麼他就不符合他的原則。

羅素悖論使整個數學大廈動搖了。無怪乎弗雷格在收到羅素的信之後,在他剛要出版的《算術的基本法則》第2卷末尾寫道:"一位科學家不會碰到比這更難堪的事情了,即在工作完成之時,它的基礎垮掉了,當本書等待印出的時候,羅素先生的一封信把我置於這種境地"。於是終結了近12年的刻苦鑽研。

承認無窮集合,承認無窮基數,就好像一切災難都出來了,這就是第三次數學危機的實質。盡管悖論可以消除,矛盾可以解決,然而數學的確定性卻在一步一步地喪失。現代公理集合論的大堆公理,簡直難說孰真孰假,可是又不能把它們都消除掉,它們跟整個數學是血肉相連的。所以,第三次危機表面上解決了,實質上更深刻地以其它形式延續著。

⑹ 數學史上發生過三次危機,這三次危機是怎麼回事

在數學歷史上,有三次大的危機深刻影響著數學的發展,三次數學危機分別是:無理數的發現、微積分的完備性、羅素悖論。

第一次數學危機

第一次數學危機發生在公元400年前,在古希臘時期,畢達哥拉斯學派對“數”進行了定義,認為任何數字都可以寫成兩個整數之商,也就是認為所有數字都是有理數。

羅素悖論通俗描述為:在某個城市中,有一位名譽滿城的理發師說:“我將為本城所有不給自己刮臉的人刮臉,我也只給這些人刮臉。”那麼請問理發師自己的臉該由誰來刮?

羅素悖論的提出,引發了數學上的又一次危機,數學家辛辛苦苦建立的數學大廈,最後發現基礎居然存在缺陷,數學家們紛紛提出自己的解決方案;直到1908年,第一個公理化集合論體系的建立,才彌補了集合論的缺陷。

雖然三次數學危機都已經得到了解決,但是對數學史的影響是非常深刻的,數學家試圖建立嚴格的數學系統,但是無論多麼小心,都會存在缺陷,包括後來發現的哥德爾不完備性定理。

⑺ 數學三大危機的第三次數學危機的解決

成功排除了集合論中出現的悖論,從而比較圓滿地解決了第三次數學危機。但在另一方面,羅素悖論對數學而言有著更為深刻的影響。它使得數學基礎問題第一次以最迫切的需要的姿態擺到數學家面前,導致了數學家對數學基礎的研究。而這方面的進一步發展又極其深刻地影響了整個數學。如圍繞著數學基礎之爭,形成了現代數學史上著名的三大數學流派,而各派的工作又都促進了數學的大發展等等。

⑻ 簡述三次數學危機的內容及解決情況

第一次數學危機是無理數的誕生,發現根號2不能寫成兩個整數相除,最終無理數被納入了實數范圍
第二次數學危機源於微積分工具的使用,由於定義不嚴格,無窮小量這些概念引起爭論,最終建立了實數理論,極限理論,使得數學分析有了嚴格基礎
第三次數學危機關於集合論,即著名的羅素悖論,集合的定義收到了攻擊。最終通過不同的公理化系統解決,使數理邏輯等學科得到發展
希望對你有幫助!

⑼ 數學的三大危機

無理數的發現──第一次數學危機

大約公元前5世紀,不可通約量的發現導致了畢達哥拉斯悖論。當時的畢達哥拉斯學派重視自然及社會中不變因素的研究,把幾何、算術、天文、音樂稱為「四藝」,在其中追求宇宙的和諧規律性。他們認為:宇宙間一切事物都可歸結為整數或整數之比,畢達哥拉斯學派的一項重大貢獻是證明了勾股定理,但由此也發現了一些直角三角形的斜邊不能表示成整數或整數之比(不可通約)的情形,如直角邊長均為1的直角三角形就是如此。這一悖論直接觸犯了畢氏學派的根本信條,導致了當時認識上的「危機」,從而產生了第一次數學危機。

到了公元前370年,這個矛盾被畢氏學派的歐多克斯通過給比例下新定義的方法解決了。他的處理不可通約量的方法,出現在歐幾里得《原本》第5卷中。歐多克斯和狄德金於1872年給出的無理數的解釋與現代解釋基本一致。今天中學幾何課本中對相似三角形的處理,仍然反映出由不可通約量而帶來的某些困難和微妙之處。

第一次數學危機對古希臘的數學觀點有極大沖擊。這表明,幾何學的某些真理與算術無關,幾何量不能完全由整數及其比來表示,反之卻可以由幾何量來表示出來,整數的權威地位開始動搖,而幾何學的身份升高了。危機也表明,直覺和經驗不一定靠得住,推理證明才是可靠的,從此希臘人開始重視演譯推理,並由此建立了幾何公理體系,這不能不說是數學思想上的一次巨大革命!

無窮小是零嗎?──第二次數學危機

18世紀,微分法和積分法在生產和實踐上都有了廣泛而成功的應用,大部分數學家對這一理論的可靠性是毫不懷疑的。

1734年,英國哲學家、大主教貝克萊發表《分析學家或者向一個不信正教數學家的進言》,矛頭指向微積分的基礎--無窮小的問題,提出了所謂貝克萊悖論。他指出:「牛頓在求xn的導數時,採取了先給x以增量0,應用二項式(x+0)n,從中減去xn以求得增量,並除以0以求出xn的增量與x的增量之比,然後又讓0消逝,這樣得出增量的最終比。這里牛頓做了違反矛盾律的手續──先設x有增量,又令增量為零,也即假設x沒有增量。」他認為無窮小dx既等於零又不等於零,召之即來,揮之即去,這是荒謬,「dx為逝去量的靈魂」。無窮小量究竟是不是零?無窮小及其分析是否合理?由此而引起了數學界甚至哲學界長達一個半世紀的爭論。導致了數學史上的第二次數學危機。

18世紀的數學思想的確是不嚴密的,直觀的強調形式的計算而不管基礎的可靠。其中特別是:沒有清楚的無窮小概念,從而導數、微分、積分等概念也不清楚,無窮大概念不清楚,以及發散級數求和的任意性,符號的不嚴格使用,不考慮連續就進行微分,不考慮導數及積分的存在性以及函數可否展成冪級數等等。

直到19世紀20年代,一些數學家才比較關注於微積分的嚴格基礎。從波爾查諾、阿貝爾、柯西、狄里赫利等人的工作開始,到威爾斯特拉斯、戴德金和康托的工作結束,中間經歷了半個多世紀,基本上解決了矛盾,為數學分析奠定了嚴格的基礎。

悖論的產生---第三次數學危機

數學史上的第三次危機,是由1897年的突然沖擊而出現的,到現在,從整體來看,還沒有解決到令人滿意的程度。這次危機是由於在康托的一般集合理論的邊緣發現悖論造成的。由於集合概念已經滲透到眾多的數學分支,並且實際上集合論成了數學的基礎,因此集合論中悖論的發現自然地引起了對數學的整個基本結構的有效性的懷疑。

1897年,福爾蒂揭示了集合論中的第一個悖論。兩年後,康托發現了很相似的悖論。1902 年,羅素又發現了一個悖論,它除了涉及集合概念本身外不涉及別的概念。羅素悖論曾被以多種形式通俗化。其中最著名的是羅素於1919年給出的,它涉及到某村理發師的困境。理發師宣布了這樣一條原則:他給所有不給自己刮臉的人刮臉,並且,只給村裡這樣的人刮臉。當人們試圖回答下列疑問時,就認識到了這種情況的悖論性質:「理發師是否自己給自己刮臉?」如果他不給自己刮臉,那麼他按原則就該為自己刮臉;如果他給自己刮臉,那麼他就不符合他的原則。

羅素悖論使整個數學大廈動搖了。無怪乎弗雷格在收到羅素的信之後,在他剛要出版的《算術的基本法則》第2卷末尾寫道:「一位科學家不會碰到比這更難堪的事情了,即在工作完成之時,它的基礎垮掉了,當本書等待印出的時候,羅素先生的一封信把我置於這種境地」。於是終結了近12年的刻苦鑽研。

承認無窮集合,承認無窮基數,就好像一切災難都出來了,這就是第三次數學危機的實質。盡管悖論可以消除,矛盾可以解決,然而數學的確定性卻在一步一步地喪失。現代公理集合論的大堆公理,簡直難說孰真孰假,可是又不能把它們都消除掉,它們跟整個數學是血肉相連的。所以,第三次危機表面上解決了,實質上更深刻地以其它形式延續著。

⑽ 數學史上的第三次危機是如何化解的有可能出現第四次嗎如果有,可能在哪個領域表現出來

先說說什麼是第三次數學危機,
羅素提出這樣一個問題:一個村裡有一位理發師,他承諾願為全村所有不願給自己刮鬍子的人刮鬍子,那麼按他的承諾他願不願為自己刮鬍子呢?
假定他願刮,那麼按承諾他不能給自己刮;反過來,他不願刮的話,就必須履行承諾給自己刮。這就是羅素悖論,由此引發第三次數學危機。
經過幾代數學家的分析,運用各種邏輯推理手段,最終全球數學家達成共識,這個問題永遠不可能被解決,於是第三次數學危機得以化解。

關於第四次數學危機,完全有可能發生。至於具體情況則很難預測,因為數學的理論性越來越強,其漏洞很難從實際中發現。
從前三次危機看,直接原因都是新悖論的出現。因此,第四次危機可能還是會由悖論引發。

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