从泰勒斯到希尔伯特:数学家在历史长河中塑造纯粹理性探索传统

360影视 日韩动漫 2025-05-27 17:52 2

摘要:数学家是在工作中运用丰富数学知识的专业人士,他们主要致力于解决各类数学问题。数学家关注的领域包括数字、数据、数量、结构、空间、模型和变化等方面。简单来说,凡是涉及数量关系和空间形式的抽象问题,都是数学家探索的领域。

本文来源:遇见数学

数学家:纯粹理性的探索者

数学家是在工作中运用丰富数学知识的专业人士,他们主要致力于解决各类数学问题。数学家关注的领域包括数字、数据、数量、结构、空间、模型和变化等方面。简单来说,凡是涉及数量关系和空间形式的抽象问题,都是数学家探索的领域。

数学家的历史足迹

历史上已知最早的数学家之一是米利都的泰勒斯(Thales of Miletus,约公元前 624 年-前 546 年)。他被誉为第一位真正的数学家,也是历史上第一位有明确数学发现归属于个人的人物。泰勒斯的贡献在于首次将演绎推理应用于几何学,通过逻辑推导出了泰勒斯定理(Thales's theorem)的四个重要推论。

随着萨摩斯的毕达哥拉斯(Pythagoras of Samos,约公元前 582 年-前 507 年)建立毕达哥拉斯学派,数学研究开始系统化,已知的数学家数量也开始明显增多。这个学派的核心思想认为"数学主宰宇宙",其座右铭"万物皆数"体现了他们对数学的崇高地位的认识。值得注意的是,正是毕达哥拉斯学派首次创造了"数学"(mathematics)这一术语,也是从他们开始,数学作为一门独立学科而非仅仅作为实用工具开始被系统研究。

历史上记载的第一位女数学家是亚历山大的希帕提娅(Hypatia of Alexandria,约公元 350-415 年)。她继承父亲的衣钵成为亚历山大大图书馆的馆长,并撰写了许多应用数学著作,尤其在天文学和机械装置设计方面有重要贡献。不幸的是,由于复杂的政治和宗教冲突,希帕提娅在公元415年被一群暴徒残忍杀害,这一悲剧事件标志着亚历山大学派数学传统的衰落。

中世纪伊斯兰世界的数学和科学发展呈现出独特的模式,其资助形式主要根据学者的不同而有所差异。某些开明的哈里发(伊斯兰帝国的最高统治者)实施了广泛的学术赞助政策,使科学知识得以在多个领域蓬勃发展。这一时期,翻译希腊、印度等地区科学文本的资金支持持续不断,许多翻译者通过深入研究所翻译的作品成为该领域的专家,并获得进一步支持以继续发展特定科学分支。

花拉子米(Al-Khawarizmi,约 780-850 年)就是受益于这类支持的著名数学家和翻译家。他不仅为现代代数学奠定了基础,而且"算法"(Algorithm)一词正是源自他的名字的拉丁化形式。

【遇见数学】:花拉子米的著作《代数学》(Al-jabr)不仅给代数(Algebra)这一数学分支命了名,还系统地介绍了解一次和二次方程的方法。他引入了将未知数移项到方程一侧的技巧,这在今天的代数课上仍是基本操作。当我们说"把 x 项移到等式左边"时,实际上是在使用花拉子米一千多年前发展的方法!

中世纪穆斯林世界的学者通常也是博学者(polymaths),在多个领域都有深入研究。伊本·海什木(Ibn al-Haytham,965-1040 年)就是一个典型例子,他不仅在数学上有突出贡献,还在光学和天文学领域开创性地运用了实验方法,他系统地运用了观察、假设和验证的方法,是实验科学方法的早期实践者之一。

▲尼科洛·塔尔塔利亚(1499年或1500年—1557年12月13日)

文艺复兴时期为欧洲带来了对数学和科学的新重视。在这个从封建和宗教文化向世俗文化过渡的时期,许多著名数学家都身兼数职。卢卡·帕西奥利(Luca Pacioli)不仅是数学家,还是现代会计学的奠基人;尼科洛·塔尔塔利亚(Niccolò Fontana Tartaglia)既是数学家也是工程师和簿记员;杰罗拉莫·卡尔达诺(Gerolamo Cardano)开创了概率论和二项式展开,同时也是医生和占星家;罗伯特·雷科德(Robert Recorde)是医生,也是首位引入等号(=)的数学家;而弗朗索瓦·韦达(François Viète)则是律师,同时也是代数符号化的先驱。

【遇见数学】:卡尔达诺在研究骰子游戏和纸牌时发展了概率论的早期思想。他在《论游戏的机会》(虽然直到他死后才出版)一书中首次系统地探讨了概率问题,这项工作被认为是现代概率论的起点。有趣的是,许多数学概念的发展都源自对游戏和赌博的分析!

随着时间推移,越来越多的数学家开始在大学中工作。英国最古老的大学从十七世纪开始就强调自由思想和实验精神,如牛津大学的罗伯特·胡克(Robert Hooke)和罗伯特·波义耳(Robert Boyle),以及剑桥大学的艾萨克·牛顿(Isaac Newton),他担任卢卡斯数学与物理学教授,在微积分和力学等领域做出了革命性贡献。

到了 19 世纪,整个欧洲大学的教育理念从单纯的"知识传授和重复"演变为"鼓励创造性思考"。

▲ 亚历山大·冯·洪堡的肖像,由Joseph Stieler于1843年所作

1810 年,德国学者亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)说服普鲁士国王腓特烈·威廉三世基于自由思想理念在柏林建立一所新型大学。这所大学的目标是展示知识发现的过程,教导学生"在所有思考中考虑科学的基本规律"。由此,现代意义上的研讨会和实验室教学模式开始发展。

这一时期的英国大学也采用了类似的教育方法,但由于它们已经享有充分的自由和自主权,其变革早在启蒙时代就已开始。牛津大学和剑桥大学尤其强调研究的重要性,某种程度上比受国家权威约束的德国大学更真实地实现了洪堡的大学理念——将教学与研究紧密结合。

【遇见数学】:这种新型大学模式对数学发展产生了深远影响。例如,德国数学家戴维·希尔伯特(David Hilbert)在哥廷根大学工作期间,不仅自己做出了重要贡献,还培养了一批杰出的数学家。他提出的 23 个数学问题在 20 世纪引导了数学研究方向,其中许多至今仍具挑战性。现代大学中教授既做研究又教学的模式,很大程度上源自这一时期的改革。

总体而言,19 和 20 世纪的大学以科学(包括数学)为重点。学生不再仅仅被动接受知识,而是可以在研讨会或实验室积极参与研究,并开始撰写更具原创性和科学内容的博士论文。德国大学系统特别推动了在设备完善的实验室中进行的专业化科学研究,这与英国和法国传统上由私人和个体学者进行的研究模式形成了鲜明对比。

瑞士教育史学家瓦尔特·吕格(Walter Rüegg,1918-2015)认为,正是德国大学系统推动了现代研究型大学的发展,因为它强调"科学研究、教学和学习的自由"的理念,这一理念至今仍是世界顶尖大学的核心价值。

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原文:en.wikipedia.org/wiki/Mathematician#History

翻译:【遇见数学】译制,并补充部分内容/图片

来源:人工智能学家

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