數(shù)學(xué)史學(xué)科介紹

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、 數(shù)學(xué)史的研究對象

數(shù)學(xué)史是研究數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)生發(fā)展及其規(guī)律的科學(xué),簡單地說就是研究數(shù)學(xué)的歷史。它不僅追溯數(shù)學(xué)內(nèi)容、思想和方法的演變、發(fā)展過程,而且還探索影響這種過程的各種因素,以及歷史上數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展對人類文明所帶來的影響。因此,數(shù)學(xué)史研究對象不僅包括具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容,而且涉及歷史學(xué)、哲學(xué)、文化學(xué)、宗教等社會科學(xué)與人文科學(xué)內(nèi)容,是一門交叉性學(xué)科。

從研究材料上說,考古資料、歷史檔案材料、歷史上的數(shù)學(xué)原始文獻、各種歷史文獻、民族學(xué)資料、文化史資料,以及對數(shù)學(xué)家的訪問記錄,等等,都是重要的研究對象,其中數(shù)學(xué)原始文獻是最常用且最重要的第一手研究資料。從研究目標來說,可以研究數(shù)學(xué)思想、方法、理論、概念的演變史;可以研究數(shù)學(xué)科學(xué)與人類社會的互動關(guān)系;可以研究數(shù)學(xué)思想的傳播與交流史;可以研究數(shù)學(xué)家的生平等等。

數(shù)學(xué)史研究的任務(wù)在于,弄清數(shù)學(xué)發(fā)展過程中的基本史實,再現(xiàn)其本來面貌,同時透過這些歷史現(xiàn)象對數(shù)學(xué)成就、理論體系與發(fā)展模式作出科學(xué)、合理的解釋、說明與評價,進而探究數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)展的規(guī)律與文化本質(zhì)。作為數(shù)學(xué)史研究的基本方法與手段,常有歷史考證、數(shù)理分析、比較研究等方法。

史學(xué)家的職責(zé)就是根據(jù)史料來敘述歷史,求實是史學(xué)的基本準則。從17世紀始,西方歷史學(xué)便形成了考據(jù)學(xué),在中國出現(xiàn)更早,尤鼎盛于清代乾嘉時期,時至今日仍為歷史研究之主要方法,只不過隨著時代的進步,考據(jù)方法在不斷改進,應(yīng)用范圍在不斷拓寬而已。當(dāng)然,應(yīng)該認識到,史料存在真?zhèn)危甲C過程中涉及到考證者的心理狀態(tài),這就必然影響到考證材料的取舍與考證的結(jié)果。就是說,歷史考證結(jié)論的真實性是相對的。同時又應(yīng)該認識到,考據(jù)也非史學(xué)研究的最終目的,數(shù)學(xué)史研究又不能為考證而考證。  

不會比較就不會思考, 而且所有的科學(xué)思考與調(diào)查都不可缺少比較,或者說,比較是認識的開始。今日世界的發(fā)展是多極的,不同國家和地區(qū)、不同民族之間在文化交流中共同發(fā)展,因而隨著多元化世界文明史研究的展開與西方中心論觀念的淡化,異質(zhì)的區(qū)域文明日益受到重視,從而不同地域的數(shù)學(xué)文化的比較以及數(shù)學(xué)交流史研究也日趨活躍。數(shù)學(xué)史的比較研究往往圍繞數(shù)學(xué)成果、數(shù)學(xué)科學(xué)范式、數(shù)學(xué)發(fā)展的社會背景等三方面而展開。

數(shù)學(xué)史既屬史學(xué)領(lǐng)域,又屬數(shù)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域,因此,數(shù)學(xué)史研究既要遵循史學(xué)規(guī)律,又要遵循數(shù)理科學(xué)的規(guī)律。根據(jù)這一特點,可以將數(shù)理分析作為數(shù)學(xué)史研究的特殊的輔助手段,在缺乏史料或史料真?zhèn)文娴那闆r下,站在現(xiàn)代數(shù)學(xué)的高度,對古代數(shù)學(xué)內(nèi)容與方法進行數(shù)學(xué)原理分析,以達到正本清源、理論概括以及提出歷史假說的目的。數(shù)理分析實際上是“古”與“今”間的一種聯(lián)系。

二、 數(shù)學(xué)史的分期

數(shù)學(xué)發(fā)展具有階段性,因此研究者根據(jù)一定的原則把數(shù)學(xué)史分成若干時期。目前學(xué)術(shù)界通常將數(shù)學(xué)發(fā)展劃分為以下五個時期:

1.?dāng)?shù)學(xué)萌芽期(公元前600年以前);

2.初等數(shù)學(xué)時期(公元前600年至17世紀中葉);

3.變量數(shù)學(xué)時期(17世紀中葉至19世紀20年代);

4.近代數(shù)學(xué)時期(19世紀20年代至第二次世界大戰(zhàn));

5.現(xiàn)代數(shù)學(xué)時期(20世紀40年代以來)。

三、 數(shù)學(xué)史的意義

(1)數(shù)學(xué)史的科學(xué)意義

每一門科學(xué)都有其發(fā)展的歷史,作為歷史上的科學(xué),既有其歷史性又有其現(xiàn)實性。其現(xiàn)實性首先表現(xiàn)在科學(xué)概念與方法的延續(xù)性方面,今日的科學(xué)研究在某種程度上是對歷史上科學(xué)傳統(tǒng)的深化與發(fā)展,或者是對歷史上科學(xué)難題的解決,因此我們無法割裂科學(xué)現(xiàn)實與科學(xué)史之間的聯(lián)系。數(shù)學(xué)科學(xué)具有悠久的歷史,與自然科學(xué)相比,數(shù)學(xué)更是積累性科學(xué),其概念和方法更具有延續(xù)性,比如古代文明中形成的十進位值制記數(shù)法和四則運算法則,我們今天仍在使用,諸如費爾馬猜想、哥德巴赫猜想等歷史上的難題,長期以來一直是現(xiàn)代數(shù)論領(lǐng)域中的研究熱點,數(shù)學(xué)傳統(tǒng)與數(shù)學(xué)史材料可以在現(xiàn)實的數(shù)學(xué)研究中獲得發(fā)展。國內(nèi)外許多著名的數(shù)學(xué)大師都具有深厚的數(shù)學(xué)史修養(yǎng)或者兼及數(shù)學(xué)史研究,并善于從歷史素材中汲取養(yǎng)分,做到古為今用,推陳出新。我國著名數(shù)學(xué)家吳文俊先生早年在拓撲學(xué)研究領(lǐng)域取得杰出成就,七十年代開始研究中國數(shù)學(xué)史,在中國數(shù)學(xué)史研究的理論和方法方面開創(chuàng)了新的局面,特別是在中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)機械化思想的啟發(fā)下,建立了被譽為“吳方法”的關(guān)于幾何定理機器證明的數(shù)學(xué)機械化方法,他的工作不愧為古為今用,振興民族文化的典范。

科學(xué)史的現(xiàn)實性還表現(xiàn)在為我們今日的科學(xué)研究提供經(jīng)驗教訓(xùn)和歷史借鑒,以使我們明確科學(xué)研究的方向以少走彎路或錯路,為當(dāng)今科技發(fā)展決策的制定提供依據(jù),也是我們預(yù)見科學(xué)未來的依據(jù)。多了解一些數(shù)學(xué)史知識,也不會致使我們出現(xiàn)諸如解決三等分角作圖、證明四色定理等荒唐事,也避免我們在費爾馬大定理等問題上白廢時間和精力。同時,總結(jié)我國數(shù)學(xué)發(fā)展史上的經(jīng)驗教訓(xùn),對我國當(dāng)今數(shù)學(xué)發(fā)展不無益處。

(2)數(shù)學(xué)史的文化意義

美國數(shù)學(xué)史家m.克萊因曾經(jīng)說過:“一個時代的總的特征在很大程度上與這個時代的數(shù)學(xué)活動密切相關(guān)。這種關(guān)系在我們這個時代尤為明顯”。“數(shù)學(xué)不僅是一種方法、一門藝術(shù)或一種語言,數(shù)學(xué)更主要是一門有著豐富內(nèi)容的知識體系,其內(nèi)容對自然科學(xué)家、社會科學(xué)家、哲學(xué)家、邏輯學(xué)家和藝術(shù)家十分有用,同時影響著政治家和神學(xué)家的學(xué)說”。數(shù)學(xué)已經(jīng)廣泛地影響著人類的生活和思想,是形成現(xiàn)代文化的主要力量。因而數(shù)學(xué)史是從一個側(cè)面反映的人類文化史,又是人類文明史的最重要的組成部分。許多歷史學(xué)家通過數(shù)學(xué)這面鏡子,了解古代其他主要文化的特征與價值取向。古希臘(公元前600年-公元前300年)數(shù)學(xué)家強調(diào)嚴密的推理和由此得出的結(jié)論,因此他們不關(guān)心這些成果的實用性,而是教育人們?nèi)ミM行抽象的推理,和激發(fā)人們對理想與美的追求。通過希臘數(shù)學(xué)史的考察,就十分容易理解,為什么古希臘具有很難為后世超越的優(yōu)美文學(xué)、極端理性化的哲學(xué),以及理想化的建筑與雕塑。而羅馬數(shù)學(xué)史則告訴我們,羅馬文化是外來的,羅馬人缺乏獨創(chuàng)精神而注重實用。

(3)數(shù)學(xué)史的教育意義

當(dāng)我們學(xué)習(xí)過數(shù)學(xué)史后,自然會有這樣的感覺:數(shù)學(xué)的發(fā)展并不合邏輯,或者說,數(shù)學(xué)發(fā)展的實際情況與我們今日所學(xué)的數(shù)學(xué)教科書很不一致。我們今日中學(xué)所學(xué)的數(shù)學(xué)內(nèi)容基本上屬于17世紀微積分學(xué)以前的初等數(shù)學(xué)知識,而大學(xué)數(shù)學(xué)系學(xué)習(xí)的大部分內(nèi)容則是17、18世紀的高等數(shù)學(xué)。這些數(shù)學(xué)教材業(yè)已經(jīng)過千錘百煉,是在科學(xué)性與教育要求相結(jié)合的原則指導(dǎo)下經(jīng)過反復(fù)編寫的,是將歷史上的數(shù)學(xué)材料按照一定的邏輯結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)要求加以取舍編纂的知識體系,這樣就必然舍棄了許多數(shù)學(xué)概念和方法形成的實際背景、知識背景、演化歷程以及導(dǎo)致其演化的各種因素,因此僅憑數(shù)學(xué)教材的學(xué)習(xí),難以獲得數(shù)學(xué)的原貌和全景,同時忽視了那些被歷史淘汰掉的但對現(xiàn)實科學(xué)或許有用的數(shù)學(xué)材料與方法,而彌補這方面不足的最好途徑就是通過數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)。

在一般人看來,數(shù)學(xué)是一門枯燥無味的學(xué)科,因而很多人視其為畏途,從某種程度上說,這是由于我們的數(shù)學(xué)教科書教授的往往是一些僵化的、一成不變的數(shù)學(xué)內(nèi)容,如果在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)史內(nèi)容而讓數(shù)學(xué)活起來,這樣便可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)概念、方法和原理的理解與認識的深化。

科學(xué)史是一門文理交叉學(xué)科,從今天的教育現(xiàn)狀來看,文科與理科的鴻溝導(dǎo)致我們的教育所培養(yǎng)的人才已經(jīng)越來越不能適應(yīng)當(dāng)今自然科學(xué)與社會科學(xué)高度滲透的現(xiàn)代化社會,正是由于科學(xué)史的學(xué)科交叉性才可顯示其在溝通文理科方面的作用。通過數(shù)學(xué)史學(xué)習(xí),可以使數(shù)學(xué)系的學(xué)生在接受數(shù)學(xué)專業(yè)訓(xùn)練的同時,獲得人文科學(xué)方面的修養(yǎng),文科或其它專業(yè)的學(xué)生通過數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)可以了解數(shù)學(xué)概貌,獲得數(shù)理方面的修養(yǎng)。而歷史上數(shù)學(xué)家的業(yè)績與品德也會在青少年的人格培養(yǎng)上發(fā)揮十分重要的作用。

中國數(shù)學(xué)有著悠久的歷史,14世紀以前一直是世界上數(shù)學(xué)最為發(fā)達的國家,出現(xiàn)過許多杰出數(shù)學(xué)家,取得了很多輝煌成就,其淵源流長的以計算為中心、具有程序性和機械性的算法化數(shù)學(xué)模式與古希臘的以幾何定理的演繹推理為特征的公理化數(shù)學(xué)模式相輝映,交替影響世界數(shù)學(xué)的發(fā)展。由于各種復(fù)雜的原因,16世紀以后中國變?yōu)閿?shù)學(xué)入超國,經(jīng)歷了漫長而艱難的發(fā)展歷程才漸漸匯入現(xiàn)代數(shù)學(xué)的潮流。由于教育上的失誤,致使接受現(xiàn)代數(shù)學(xué)文明熏陶的我們,往往數(shù)典忘祖,對祖國的傳統(tǒng)科學(xué)一無所知。數(shù)學(xué)史可以使學(xué)生了解中國古代數(shù)學(xué)的輝煌成就,了解中國近代數(shù)學(xué)落后的原因,中國現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究的現(xiàn)狀以及與發(fā)達國家數(shù)學(xué)的差距,以激發(fā)學(xué)生的愛國熱情,振興民族科學(xué)。


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