十七、十八世纪关于微积分发生的激烈的争论,被称为第二次数学危机。从历史或逻辑的观点来看,它的发生也带有必然性。微积分产生初期,由于还没有建立起巩固的理论基础(主要是极限理论),出现了这样那样的问题,被一些聪明的人钻了空子。事实往后百多年亦没有人能清楚回答这些问题。这就是历史上的第二次数学危机,而这危机的引发和牛顿有直接的关系。
早在古代,人们就对长度、面积、体积的度量问题感兴趣。古希腊的欧多克斯引入量的观念来考虑连续变动的东西,并完全依据几何来严格处理连续量。这造成数与量的长期脱离。古希腊的数学中除了整数之外,并没有无理数的概念,连有理数的运算也没有,可是却有量的比例。他们对于连续与离散的关系很有兴趣,尤其是芝诺提出的四个著名的悖论:
运动不存在
第一个悖论是说运动不存在,理由是运动物体到达目的地之前必须到达半路,而到达半路之前又必须到达半路的半路……如此下去,它必须通过无限多个点,这在有限长时间之内是无法办到的。
跑得很快的阿希里赶不上在他前面的乌龟
第二个悖论是跑得很快的阿希里赶不上在他前面的乌龟。因为乌龟在他前面时,他必须首先到达乌龟的起点,然后用第一个悖论的逻辑,乌龟者在他的前面。这两个悖论是反对空间、时间无限可分的观点的。
飞矢不动与游行队伍悖论
而第三、第四悖论是反对空间、时间由不可分的间隔组成。第三个悖论是说“飞矢不动”,因为在某一时间间隔,飞矢总是在某个空间间隔中确定的位置上,因而是静止的。第四个悖论是游行队伍悖论,内容大体相似。这说明希腊人已经看到无穷小与“很小很小”的矛盾。当然他们无法解决这些矛盾。希腊人虽然没有明确的极限概念,但他们在处理面积体积的问题时,却有严格的逼近步骤,这就是所谓“穷竭法”。它依靠间接的证明方法,证明了许多重要而难证的定理。应该指出,这是和历史上任何一项重大理论的完成都要经历一段时间一样,牛顿和莱布尼茨的工作也都是很不完善的。他们在无穷和无穷小量这个问题上,其说不一,十分含糊。牛顿的无穷小量,有时候是零,有时候不是零而是有限的小量;莱布尼茨的也不能自圆其说。这些基础方面的缺陷,最终导致了第二次数学危机的产生。
微积分的诞生
到了十六、十七世纪,除了求曲线长度和曲线所包围的面积等类问题外,还产生了许多新问题,如求速度、求切线,以及求极大、极小值等问题。经过许多人多年的努力,终于在十七世纪晚期,形成了无穷小演算--微积分这门学科,这也就是数学分析的开端。 牛顿和莱布尼兹被公认为微积分的奠基者。他们的功绩主要在于:1,把各种问题的解法统一成一种方法,微分法和积分法;2,有明确的计算微分法的步骤;3.微分法和积分法互为逆运算。
第二次数学危机
由于运算的完整性和应用范围的广泛性,使微积分成为解决问题的重要工具。同时关于微积分基础的问题也越来越严重。以求速度为例,瞬时速度是Δs/Δt当Δt趋向于零时的值。Δt是零、是很小的量,还是什么东西,这个无穷小量究竟是不是零。这引起了极大的争论,从而引发了第二次数学危机。
十八世纪的数学家成功地用微积分解决了许多实际问题,因此有些人就对这些基础问题的讨论不感兴趣。如达朗贝尔就说,现在是“把房子盖得更高些,而不是把基础打得更加牢固”。更有许多人认为所谓的严密化就是烦琐。但也因此,微积分的基础问题一直受到一些人的批判和攻击,其中最有名的是贝克莱主教在1734年的攻击。十八世纪的数学思想的确是不严密的、直观的、强调形式的计算,而不管基础的可靠与否,其中特别是:没有清楚的无穷小概念,因此导数、微分、积分等概念不清楚;对无穷大的概念也不清楚;发散级数求和的任意性;符号使用的不严格性;不考虑连续性就进行微分,不考虑导数及积分的存在性以及可否展成幂级数等等。
第二次数学危机的解决
一直到十九世纪二十年代,一些数学家才开始比较关注于微积分的严格基础。它们从波尔查诺、阿贝尔、柯西、狄里克莱等人的工作开始,最终由威尔斯特拉斯、戴德金和康托尔彻底完成,中间经历了半个多世纪,基本上解决了矛盾,为数学分析奠定了一个严格的基础。波尔查诺不承认无穷小数和无穷大数的存在,而且给出了连续性的正确定义。柯西在1821年的《代数分析教程》中从定义变量开始,认识到函数不一定要有解析表达式。他抓住了极限的概念,指出无穷小量和无穷大量都不是固定的量而是变量,并定义了导数和积分;阿贝尔指出要严格限制滥用级数展开及求和;狄里克莱给出了函数的现代定义。在这些数学工作的基础上,维尔斯特拉斯消除了其中不确切的地方,给出现在通用的ε - δ的极限、连续定义,并把导数、积分等概念都严格地建立在极限的基础上,从而克服了危机和矛盾。
实数理论
十九世纪七十年代初,威尔斯特拉斯、戴德金、康托尔等人独立地建立了实数理论,而且在实数理论的基础上,建立起极限论的基本定理,从而使数学分析终于建立在实数理论的严格基础之上了。同时,威尔斯特拉斯给出一个处处不可微的连续函数的例子。这个发现以及后来许多病态函数的例子,充分说明了直观及几何的思考不可靠,而必须诉诸严格的概念及推理。由此,第二次数学危机使数学更深入地探讨数学分析的基础--实数论的问题。这不仅导致集合论的诞生,并且由此把数学分析的无矛盾性问题归结为实数论的无矛盾性问题,而这正是二十世纪数学基础中的首要问题。第二次数学危机的影响毕达哥拉斯关于数的信条及以数为基础的宇宙模型的破产,导致了第一次数学危机.这一危机的影响是巨大的,它不仅推动了数学及其相关学科的发展,使古希腊数学的基础发生了根本性的变化,而且推动了整个科学的发展.在古希腊,数学和哲学是结盟的,哲学使古希腊的数学趋于抽象和真理.正是由于古希腊的哲学背景,使其有可能建立世界上第一个数学公理系统,并最终导致了近代科学的诞生.
数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学家们拓展这些概念,为了公式化新的猜想以及从合适选定的公理及定义中建立起严谨推导出的真理。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

在东亚历史的长河中,圣德太子作为日本飞鸟时代的核心人物,其性别问题因现代文化详情

1644年的春天,北京城的空气中弥漫着绝望与煤烟的味道。当崇祯皇帝朱由检在煤详情

在战国那个人命如草芥、权谋如鲜血般猩红的时代,芈戎与芈月的关系绝非寻常的姐弟详情

在朝鲜王朝波澜壮阔的历史长河中,中宗李怿与慎氏的爱情故事宛如一颗璀璨却又带着详情

在荧幕的喧嚣中,纪晓岚与和珅是针尖对麦芒的“欢喜冤家”,一个铁齿铜牙戏弄权奸详情

在清宫剧的喧嚣中,雍正往往被刻画成阴鸷冷血的权谋家,而年世兰则成了依仗兄权、详情

在那个金戈铁马、烽火连天的战国末期,秦国东出函谷关的滚滚车轮中,桓齮无疑是最详情

公元前66年,长安城笼罩在肃杀的寒风中。汉宣帝刘病已(即位后改名刘询)一纸诏详情

在康熙帝漫长的后宫生涯中,妃嫔如云,仅史书留名者便逾六十人。然而,若论及“眷详情

同治九年七月二十六日,南京的空气中弥漫着一种诡异的燥热。两江总督马新贻在校场详情

在隋唐演义的平行宇宙里,力量的物理法则被彻底颠覆。如果说项羽是“力拔山兮气盖详情

在人类货币演进的漫漫长河中,北宋时期的交子宛如一颗耀眼的明星,以其独特的创新详情

在元代科技史的璀璨星河中,郭守敬的名字如同一颗耀眼的恒星,以其在天文学、数学详情

唐朝末年,曾经辉煌一时的大唐帝国逐渐走向衰落,政治腐败、经济崩溃、社会矛盾激详情

东汉第三位皇帝汉章帝刘炟(56年—88年4月9日),以“帝王中的长者”之名载详情

洪武二十四年(1391年),27岁的黄观以"三元六首"的详情

在山西吕梁市文水县的广袤大地上,隐匿着一座承载着千年历史风云的陵墓——武士彟详情

在唐朝波澜壮阔的历史长河中,武周代唐的动荡岁月犹如一场暴风雨,无情地席卷了李详情

巨鹿之战作为中国历史上以少胜多的经典战役,长久以来被赋予诸多传奇色彩,其中“详情

在唐代传奇的璀璨星河中,《霍小玉传》以一曲凄绝的爱情悲歌,塑造出中国文学史上详情

在西汉未央宫的深墙之内,薄皇后的一生是一场早已写好结局的悲剧。作为汉景帝刘启详情

茶,这片源自神农架的灵芽,绝非仅仅是一种解渴的植物饮料。它是中国历史的见证者详情

在明末辽东的棋盘上,有一座城市的名字如同一把铁锁,死死扣住通往帝国心脏的咽喉详情

在冷兵器与火器交织的古代战场,攻城与守城之战始终是最惨烈的战争形态。城墙内外详情

1615年5月,大阪城在德川家康联军的炮火中化为焦土,丰臣秀赖与淀殿(秀赖生详情

1573年1月25日,日本战国时代的远江国三方原台地,成为武田信玄与德川家康详情

公元221年,刚刚称帝的刘备以“为关羽复仇”为旗号,倾全国之力发动夷陵之战。详情

公元221年,刘备在成都称帝后,以“为关羽复仇”为旗号,亲率七十万大军东征孙详情

建安十三年(208年)的赤壁江面,火光映红了半边天空。这场以少胜多的战役不仅详情

公元222年,三国时期规模最大的战役之一——夷陵之战爆发。蜀汉昭烈帝刘备亲率详情

在华夏文明起源的宏大叙事中,阪泉之战与涿鹿之战犹如两枚关键拼图,共同构建起炎详情

公元前273年,战国中期的中原大地战火纷飞。在韩国华阳(今河南新郑北)的战场详情

在中国历史的长河中,三国鼎立的局面持续了数十年,魏、蜀、吴三国相互征伐,战火详情

在科学的世界里,有一种细胞被赋予了“不死”的名号,这就是海拉细胞。这种细胞源详情

在中国古代的神话传说中,姜子牙和鬼谷子都是极具智慧和能力的传奇人物。他们分别详情

一、背景介绍 秦始皇陵兵马俑是中国历史上最著名的考古发现之一,被誉为“世界详情

标题:秦始皇10大诡异事件 一、陵墓之谜 1. 兵马俑:秦始皇陵的兵马俑详情

虞姬,中国历史上著名的女性人物,她与项羽的爱情故事被后人传颂不衰。而刘邦,作详情

胤祥没有遭到雍正的清洗,但他在年轻时去世,这一点对于一些历史学家来说存在着一详情

满清十二帝内没有溥仪的画像,只有照片,是什么原因呢? 在满清十二帝中,没有详情

溥仪的文化水平不仅仅是初中程度,尽管他的户口本上写着“初中”,但这并不是他真详情

古人常说“不孝有三,无后为大”,而在皇权社会,皇帝不具备生育能力,可不仅仅是详情

息肌丸是什么东西?真的有这种药存在吗?息肌丸是一种有催情作用的美容香精,塞到详情

赵飞燕服用息肌丸保持美貌,息肌丸是什么东西呢?感兴趣的读者可以跟着趣历史小编详情

古印度文明,作为人类文明的摇篮之一,承载着丰富的文化遗产和深邃的哲学思想。其影响详情

彼岸花,又称曼珠沙华,是一种充满神秘色彩的花卉。这种花通常盛开在秋季,其鲜红详情

在现代社会,我们依赖于各种产品来完成日常生活的各个方面。从智能手机到笔记本电详情

在我们的日常生活中,我们常常会忽视地球上的一些奇妙之处。然而,当我们从太空中详情

在生物多样性的广阔领域中,每一次新的物种发现都像是打开了一扇通向未知世界的窗详情

在这个世界上,有些物品的价值超越了我们的想象。它们不仅仅是物质的存在,更是艺详情

在世界的每一个角落,无论是热血沸腾的球场,还是电视机前的粉丝,都被一位女性棒详情

位于中国云南的九龙河瀑布群,被誉为“中国的尼亚加拉”,是中国最大的瀑布群。这详情

北仑河口,位于中国浙江省宁波市北仑区,是中国大陆海岸线的最南点。这里既有美丽详情

鸭绿江口,位于中国东北地区,是中国大陆海岸线的最北点。这里既有壮丽的山川河流详情

湖北省,位于中国中部,素有“千湖之省”的美誉。全省湖泊众多,水域面积占总面积详情

在《红楼梦》的家族权力网络中,王子腾与贾宝玉的关系远非简单的舅甥血缘所能概括详情

在唐代诗歌的璀璨星河中,李白、杜甫、王维三位诗人以独特的艺术成就与精神追求,详情

在《封神演义》的宏大神话体系中,费仲与尤浑作为商纣王身边的奸佞之臣,其封神结详情

在《红楼梦》的悲剧叙事中,贾宝玉与林黛玉的爱情始终笼罩在封建礼教的阴影之下。详情

在《红楼梦》这座文学艺术的瑰宝殿堂中,晴雯宛如一颗璀璨而独特的星辰,以其鲜明详情

在道教浩瀚的神仙谱系中,慈航道人以独特的身份与深厚的功德占据着重要地位。作为详情

在罗贯中笔下的《三国演义》这部波澜壮阔的历史题材小说中,众多英雄豪杰争霸天下详情

在《水浒传》的浩荡江湖中,解珍以“两头蛇”的绰号和忠义双全的品格,成为梁山好详情

在古典名著《水浒传》的浩瀚星空中,邓飞以“火眼狻猊”的威名闪耀其中,位列梁山详情

在《水浒传》的江湖画卷中,杜兴以其独特的绰号“鬼脸儿”和跌宕起伏的人生经历,详情

黄信,古典名著《水浒传》中梁山泊一百单八将之一,绰号“镇三山”,位列地煞星,详情