数字的来历及演变过程
发布于:2024-09-02 08:22:43
发布于:2024-09-02 08:22:43
数字伴随着人类社会的出现而出现,古时候人类为了便于记事,会在绳子上打个小结,又刚好人类有两个手,每个手有五个手指。最初产生了1、2、3、4、5、6、7、8、9、10这样的正整数。上古时期每个文明都发现了数字,只是阿拉伯数字最容易进行计数,以至于现在国际通行阿拉伯数字,不过阿拉伯数字不是阿拉伯人发明的,而是有印度人发明阿拉伯人把它传给了世界。
0的产生要到很久以后了,之前人们用空来表示0,但是很不方便,偶然的机会0这个数字产生了。这是数字由正整数扩充到了0,0不是正整数它是最小的自然数。
随着人类社会的发展,商业开始出现,在使用数字时人们发现,当用1头猪换10只鸡时,如果别人没有10只只有8只,就记作欠两只,欠两只就是负整数。负数出现的更晚,直到和牛顿同时发现微积分的莱布尼茨还不认可负数。负整数和自然数(0和正整数)共同构成了整数。
数字的运算随着数字产生而产生,开始只是加减运算,对于较大重复累加的数字,加法显得特别麻烦,乘除应运而生。分数进入历史舞台,整数和分子分母都是整数的分数都有其具体形态,我们现在称之为有理数。
无理数的诞生是数字发现史中最悲惨的,古时候有一个毕达哥拉斯学派,他们认为万物皆数,毕达哥拉斯定理就是他发现的,就是我们学的勾股定理。他有一个学生希帕索斯在研究正方形的时候,如果边长是1,它的对角线的长度应该是√2,假设√2=a/b,则a、b同为整数且不可再约分,两边同时平方2=a^2/b^2,得出a^2=2*b^2,这时a^2一定是偶数a,也是偶数,且a^2能被4整除,两边同时约掉2,那么b^2是偶数,b也是偶数,至此a、b同时是偶数与假设不可约分相矛盾,进而√2不是任何两个整数的比。这与毕达哥拉斯的万物皆数相矛盾。无理数被发现,最后希帕索斯被无情的抛于大海中。
1844年著名数学家刘维尔写出了下面这样一个无限小数,a=
0.110001000000000000000001000…(a=1/10^1!+1/10^2!+1/10^3!+…),并且证明a不可能满足任何整系数代数方程,由此证明了它不是一个代数数。超越数被发现,超越数有无穷多个,但目前为止发现的超越数极其少,因为要证明一个数是超越数是很难的。著名的π和e都是超越数。所有的超越数都是无理数,实代数数、实超越数共同组成了实数,当然有理数和无理数也共同组成了实数。另外超越数的发现间接证明了尺规画圆问题。
在解一元三次方程时,人们发现一元三次方程有三个解,大部分情况下会出现开负数平方。17世纪著名数学家、哲学家笛卡尔首先引进了虚数,后来人们用i来表示虚数单位。虚数i=√-1,完美解决了开负数平方的问题。实数和虚数共同组成了复数a+bi,当b等于0时,a+bi是实数,其它情况都是虚数,其中当a等于0时称为纯虚数。如果把复数放到坐标系内,我们会发现,实数只能有一条线a轴,纯虚数有一条线bi轴,复数却是整个平面。
数字的扩充到复数就告别了一段落,目前为止人类发现的最高等级数就是复数。重温一下数字发现的历程,加法的需要发现了正整数,减法的需要发现了0和负整数,除法的需要发现了分数,至此有理数全部到位。开方计算发现了无理数,偶然机会发现了超越数,实数全部到位。因为其它计算的需求发现了虚数,虚数和实数共同组成了复数,并建立了复平面坐标系。
延伸讲个小猜想,数字还会扩充吗?实数轴和每个实数都是一一对应关系,并且任何两个不相等的实数其中间必定有一个数。个人认为这是一个悖论,假设实数a和b是两个不同且紧紧相邻的实数,则a和b中间只有一个数设为c,那么c这个数非常神奇,a和c、c和b一定是互不相等的数,但是它们中间不再有任何实数分布!所以0.9999……不等于1,哈哈哈!我不是民科,这个东西我还是不敢去推翻的。
前段时间看了一部科幻电影,说的是超光速飞行是很简单的,导致很多宇宙文明都发现了,地球人却错过了一次次的机会,但因祸得福,我们的科学技术均衡发展,其他宇宙文明却被超光速飞行羁绊了其它科学技术。最终要来地球要饭吃。所以,我刚才的实数悖论会不会是被微积分给羁绊了思想?数字已经由线发展到面,会不会发展到三维?