李善兰人物介绍

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李善兰

李善兰,原名李心兰,字竟芳,号秋纫,别号壬叔。出生于1811年1月22日,逝世于1882年12月9日,浙江海宁人,是中国近代著名的数学、天文学、力学和植物学家,创立了二次平方根的幂级数展开式,研究各种三角函数,反三角函数和对数函数的幂级数展开式(现称“自然数幂求和公式”),这是李善兰也是19世纪中国数学界最重大的成就。

中文名:李善兰

别名:李心兰(原名)

国籍:中国

民族:汉

出生地:浙江海宁

出生日期:1811年1月22日(辛未年)

逝世日期:1882年12月9日

职业:数学家、天文学家、力学家等

主要成就:尖锥术、垛积术、素数论

代表作品:《则古昔斋算学》

人物生平

李善兰(1811年1月22日—1882年12月9日)出身于读书世家,其先祖可上溯至南宋末年京都汴梁(今河南开封)人李伯翼。伯翼一生读书论道、不乐仕进。元初,其子李衍举贤良方正,援朝请大夫嘉兴路总管府同知,全家定居海宁县硖石镇。500年来,传宗接代至17世孙,名叫李祖烈,号虚谷先生,治经学。祖烈初娶望海县知县许季溪的孙女为妻,不幸许氏早殇;继娶妻妹填房,又病故。后续弦崔氏,系名儒崔景远之女。崔氏生三子:心兰(善兰)、心梅、心葵,并一女。心梅亦通晓数学。李善兰早年在家乡娶妻许氏,无子;晚年在北京纳妾米氏,仍未得子;乃过继外甥崔敬昌为嗣。敬昌字吟梅,曾任江海关文牍。

李善兰自幼就读于私塾,受到了良好的家庭教育。他资禀颖异,勤奋好学,于所读之诗书,过目即能成诵。

9岁时,李善兰发现父亲的书架上有一本中国古代数学名著——《九章算术》,感到十分新奇有趣,从此迷上了数学。

14岁时,李善兰又靠自学读懂了欧几里得《几何原本》前六卷,这是明末徐光启(1562—1633)、利玛窦(M.Ricci,1522—1610)合译的古希腊数学名著。欧氏几何严密的逻辑体系,清晰的数学推理,与偏重实用解法和计算技巧的中国古代传统数学思路迥异,自有它的特色和长处。李善兰在《九章算术》的基础上,又吸取了《几何原本》的新思想,这使他的数学造诣日趋精深。

几年后,作为州县的生员,李善兰到省府杭州参加乡试。因为他“于辞章训诂之学,虽皆涉猎,然好之总不及算学,故于算学用心极深”(李善兰《则古昔斋算学》自序),结果八股文章做得不好,落第。但他却毫不介意,而是利用在杭州的机会,留意搜寻各种数学书籍,买回了李冶的《测圆海镜》和戴震的《勾股割圆记》,仔细研读,使他的数学水平有了更大提高。

海盐人吴兆圻《读畴人书有感示李壬叔》诗中说:“众流汇一壑,雅志说算术。中西有派别,圆径穷密率.”“三统探汉法,余者难具悉.余方好兹学,心志穷专一。”许祥《硖川诗续钞》注曰:“秋塍(吴兆圻)承思亭先生家学,于夕桀、重差之术尤精.同里李壬叔善兰师事之。”看来,李善兰曾拜吴兆圻为师,学习过数学。

李善兰在故里与蒋仁荣、崔德华等亲朋好友组织“鸳湖吟社”,常游“东山别墅”,分韵唱和,其时曾利用相似勾股形对应边成比例的原理测算过东山的高度。他的经学老师陈奂在《师友渊源记》中说他“孰习九数之术,常立表线,用长短式依节候以测日景,便易稽考”。余_在《白岳诗话》中说他“夜尝露坐山顶,以测象纬踌次”。至今李善兰的家乡还流传着他在新婚之夜探头于阁楼窗外观测星宿的故事。

1840年,鸦片战争爆发,帝国主义列强入侵中国的现实,激发了李善兰科学救国的思想。他说:“呜呼!今欧罗巴各国日益强盛,为中国边患。推原其故,制器精也,推原制器之精,算学明也。”“异日(中国)人人习算,制器日精,以威海外各国,令震摄,奉朝贡.”(李善兰《重学》序)从此他在家乡刻苦从事数学研究工作。

1845年前后,李善兰在嘉兴陆费家设馆授徒,得以与江浙一带的学者(主要是数学家)顾观光(1799—1862)、张文虎(1808—1885)、汪曰桢(1813—1881)等人相识,他们经常在一起讨论数学问题。此间,李善兰有关于“尖锥术”的著作《方圆阐幽》、《弧矢启秘》、《对数探源》等问世。其后,又撰《四元解》、(麟德术解》等。

1851年,李善兰与著名数学家戴煦(1805—1860)相识.戴煦于1852年称:“去岁获交海昌壬叔李君,缘出予未竟残稿请正,而壬叔颇赏予余弧与切割二线互求之术,再四促成,今岁又寄扎询及,遂谢绝繁冗,扃户抄录,阅月乃竟.嗟乎!友朋之助,曷可少哉?”(戴煦《外切密率》自序)李善兰与友人在学术上相互切磋,取长补短,他与数学家罗士琳(1774—1853)、徐有壬(1800—1860)也“邮递问难,常朝覆而夕又至”(崔敬昌《李壬叔征君传》)。

1852年夏,李善兰到上海墨海书馆,将自己的数学著作给来华的外国传教士展阅、受到伟烈亚力(A.Wylie,1815—1887)等人的赞赏,从此开始了他与外国人合作翻译西方科学著作的生涯。

李善兰与伟烈亚力翻译的第一部书,是欧几里得《几何原本》后九卷.在译《几何原本》的同时,他又与艾约瑟(J.Edkins,1823—1905)合译了《重学》20卷。其后,还与伟烈亚力合译了《谈天》18卷、《代数学》13卷、《代微积拾级》18卷,与韦廉臣(A.William-son,1829—1890)合译了《植物学》8卷。以上几种书均于1857至1859年间由上海墨海书馆刊行。此外,他还与伟烈亚力、傅兰雅(J.Fryer)合译过《奈端数理》(即牛顿《自然哲学的数学原理》),可惜没有译完,未能刊行。

1860年,李善兰在江苏巡抚徐有壬幕下作幕宾.太平军占领苏州后,他留在那儿的行箧,包括各种著作手稿,散失以尽.从此他“绝意时事”,避乱上海,埋头从事数学研究,重新著书立说。其间,他与数学家吴嘉善、刘彝程等人都有过学术上的交往。

1861年秋,洋务派首领、两江总督曾国藩(1811—1872)在安徽筹建安庆内军械所,并邀著名化学家徐寿(1811—1884)、数学家华蘅芳(1833—1902)入幕。李善兰也于1862年被“聘入戎幄,兼主书局”。他一到安庆,就拿出“印行无几而板毁”于战火的《几何原本》等数学书籍请求曾国藩重印刊行,并推荐张文虎、张斯桂等人入幕。他们同住一处,经常进行学术讨论,积极参与洋务新政中有关科学技术方面的活动。

1864年夏,曾国藩攻陷太平天国首都天京(今南京),李善兰等也跟着到了南京,他再次向曾国藩提出刻印他所译所著的数学书籍,得到曾国藩的支持和资助,于是有1865年金陵刊本《几何原本》15卷和1867年金陵刊本《则古昔斋算学》24卷问世.与此同时(1866),在南京开办金陵机器局的李鸿章(1823—1901)也资助李善兰重刻《重学》20卷并附《圆锥曲线说》3卷出版。

1866年,在北京的京师同文馆内添设了天文算学馆,广东巡抚郭嵩焘(1817—1891)上疏举荐李善兰为天文算学总教习,但李善兰忙于在南京出书,到1868年才北上就任。从此他完全转向于数学教育和研究工作,直至1882年去世。其间所教授的学生“先后约百余人。口讲指画,十余年如一日。诸生以学有成效,或官外省,或使重洋”(崔敬昌《李壬叔征君传》),知名者有席淦、贵荣、熊方柏、陈寿田、胡玉麟、李逢春等。晚年,获得意门生江槐庭、蔡锡勇二人,即致函华蘅芳,称“近日之事可喜者,无过于此,急欲告之阁下也”。这些人在传播近代科学特别是数学知识方面都起过重要作用。

李善兰到同文馆后,第二年(1869)即被“钦赐中书科中书”(从七品卿衔),1871年加内阁侍读衔,1874年升户部主事,加六品卿员外衔,1876年升员外郎(五品卿衔),1879年加四品卿衔,1882年授三品卿衔户部正郎、广东司行走、总理各国事务衙门章京。一时间,京师各“名公钜卿,皆折节与之交,声誉益噪”(蒋学坚《怀亭诗话》)。但他依然孜孜不倦从事同文馆教学工作,并埋头进行学术著述,1872年发表《考数根法》,1877年演算《代数难题》,1882年去世前几个月,“犹手著《级数勾股》二卷,老而勤学如此”(崔敬昌《李壬叔征君传》)。

李善兰在数学方面的研究成果主要见于其所著《则古昔斋算学》13种24卷和题为“《则古昔斋算学》十四”的《考数根法》。1867年刊行的《则古昔斋算学》收录他20多年来的各种天算著作,计有《方圆阐幽》1卷(1845)、《弧矢启秘》2卷(1845)、《对数探源》2卷(1845)、《垛积比类》4卷、《四元解》2卷(1845)、《麟德术解》3卷(1848)、《椭圆正术解》2卷、《椭圆新术》1卷、《椭圆拾遗》3卷、《火器真诀》1卷(1858)、《对数尖锥变法释》1卷、《级数回求》1卷、《天算或问》1卷.《考数根法》则发表于1872年的《中西闻见录》第二、三、四号上。李善兰的其他数学著述还有《测圆海镜解》、《测圆海镜图表》、《九容图表》、《粟布演草》、《同文馆算学课艺》和《同文馆珠算金踌针》等多种。

李善兰的数学成就主要有尖锥术、垛积术、素数论三个方面。

教育事业

1868年,李善兰被荐任北京同文馆天文算学总教习,直至1882年他逝世为止,从事数学教育十余年,其间审定了《同文馆算学课艺》、《同文馆珠算金踌针》等数学教材,培养了一大批数学人才,是中国近代数学教育的鼻祖。

学术成就

李善兰在数学研究方面的成就,主要有尖锥术、垛积术和素数论三项。尖锥术理论主要见于《方圆阐幽》、《弧矢启秘》、《对数探源》三种著作,成书年代约为1845年,当时解析几何与微积分学尚未传入中国。李善兰创立的“尖锥”概念,是一种处理代数问题的几何模型,他对“尖锥曲线”的描述实质上相当于给出了直线、抛物线、立方抛物线等方程

他创造的“尖锥求积术”。相当于幂函数的定积分公式和逐项积分法则。他用“分离元数法”独立地得出了二项平方根的幂级数展开式结合“尖锥求积术”,得到了π的无穷级数表达式。各种三角函数和反三角函数的展开式,以及对数函数的展开式。

在使用微积分方法处理数学问题方面取得了创造性的成就。垛积术理论主要见于《垛积比类》,写于1859~1867年间,这是有关高阶等差级数的著作。李善兰从研究中国传统的垛积问题入手,获得了一些相当于现代组合数学中的成果。例如,“三角垛有积求高开方廉隅表”和“乘方垛各廉表”实质上就是组合数学中著名的第一种斯特林数和欧拉数。驰名中外的“李善兰恒等式”。

自20世纪30年代以来,受到国际数学界的普遍关注和赞赏。可以认为,《垛积比类》是早期组合论的杰作。素数论主要见于《考数根法》,发表于1872年,这是中国素数论方面最早的著作。在判别一个自然数是否为素数时,李善兰证明了著名的费马素数定理,并指出了它的逆定理不真。

李善兰对经典力学在中国的传播作出卓越的贡献。他将英国人W.胡威立的《初等力学教程》(1833年第2版)笔译(经艾约瑟口述)为中文,1859年由上海墨海书馆以《重学》的书名出版,共20卷。这是第一本系统介绍力学的中译本。

李善兰在《重学》一书所写的序言中。特别强调了动力学的内容:“推其暂如飞炮击敌,动重学也;推其久如五星绕太阳、月绕地,动重学也。”“动重学之率凡三:曰力、曰质、曰速。力同,则质小者速大,质太者速小;质同,则力小者谜小,力大者速大。”“动重学所推者力生速。凡物不能自动,力加之而动,若动后不复加力,则以平速动;若动后恒加力,则以渐加速动。”“凡物旋动,必环重心,地动是也。二物相连而相绕,必环公重心,月地相摄而动是也。“李善兰与伟烈亚力合译英国天文学家J.F.赫歇耳(1792~1871)所著《天文学纲要》一书。中译本名为《谈天》,于1859年刊行。李善兰执笔时作了删略。该书不仅把近代天文学第一次系统地介绍到中国。而且引进了有关万有引力的学说和天体力学的内容。有些力学专门术语的中文译名,如摄动、章动等。最早见于《谈天》。此后,李善兰又着手翻译I.牛顿的《自然哲学的数学原理》,虽然书没译完,译稿后也遗失,但自李善兰把牛顿力学介绍到中国后,西方近代科学的思想体系、观点和方法,以及近代科学史上的若干成就才为中国学者所运新熟悉,同时也激起中国学者学习自然科学的热情。

李善兰在所著《火器真诀》中按照不计空气阻力抛射体在平面或斜面上射程的公式,提出弹道学的图解方法。这些结果虽然低于当时欧洲弹道学水平,但反映了自然科学由引进到消化的过程。

个人作品

李善兰作品

道光间,陆续撰成《四元解》、《麟德术解》、《弧矢启秘》、《方园阐幽》及《对数探源》等,声名大起。咸丰初完成明末徐光启、利玛窦未竟之业。又与伟烈亚力、艾约瑟等合译《代微积拾级》、《重学》、《谈天》等多种西方数学及自然科学书籍。

咸同之际,他以《测圆海镜》为基本教材,培养人才甚多。他学通古今,融中西数学于一堂。1860年起参与洋务运动中的科技活动。

主要著作都汇集在《则古昔斋算学》内,13种24卷。其中对尖锥求积术的探讨,已初具积分思想,对三角函数(李氏三角恒等式)与对数的幂级数展开式、高阶等差级数求和(自然数幂求和公式)等题解的研究,皆达到中国传统数学的很高水平。

翻译出版著作

咸丰九年,《几何原本》后七卷一起刊行于世,因战争,原版被毁_后又于同治五年由李鸿章重刊,光绪十四年上海六合书局又石印出版。《重学》一书的翻译出版较系统地把牛顿运动定律等经典力学知识介绍到中国。李善兰又和伟烈亚力合译了侯失勒(今译J.赫歇耳)的《谈天》一书,第一次把万有引力定律及天体力学知识介绍到中国。不久,李善兰又译了奈端的《数理格致》(即牛顿的《自然哲学的数学原理》)一书的前3卷,后因故中断。

1867年他在南京出版《则古昔斋算学》,汇集了二十多年来在数学、天文学和弹道学等方面的著作,计有《方圆阐幽》、《弧矢启秘》、《对数探源》、《垛积比类》、《四元解》、《麟德术解》、《椭圆正术解》、《椭圆新术》、《椭圆拾遗》、《火器真诀》、《对数尖锥变法释》、《级数回求》和《天算或问》等13种24卷,共约15万字。他的数学著作,除《则古昔斋算学》外,尚有《考数根法》、《粟布演草》、《测圆海镜解》、《九容图表》,而未刊行者,有《造整数勾股级数法》、《开方古义》、《群经算学考》、《代数难题解》等。

作品时间表

1840年著成《天算或问》一书,这是他最早的数学著作。

1845年发表了《方圆阐幽》、《弧矢启秘》和《对数探源》。

1846年发表了《四元解》2卷,并由顾观光作序。

1848年又自序发表了《麟德历解》3卷。

1852年,他到上海,与英国传教士伟烈亚力等人合作,开始从事西方数学书籍的翻译工作,间或也翻译一些有关力学、天文学和其他学科的书籍。与英国人伟烈亚力合译了《几何原本》后9卷,于1856年完成。

1856年后,他先后著有《椭圆正术解》2卷、《椭圆新术》1卷、《椭圆拾遗》3卷、《史器真决》1卷、《尖锥变法解》1卷、《级数四术》1卷、《垛积比类》4卷。

1859年由墨海书馆出版了他们合译的《代数学》13卷、《代微积拾级》18卷、《谈天》18卷。同时,他又与艾约瑟共译《重学》20卷、《圆锥曲线说》3卷。期间,他还与伟烈亚力、傅兰雅合译了牛顿的名著《自然哲学的数学原理》若干卷。

他的这些工作与随后的华蘅芳、夏鸾翔等人对西方数学所作的有价值的研究,构成了继徐光启之后在中国的第二次西方数学的引进,对中国近代数学的发展起了积极的作用。

他在译作中创造了许多数学名词和术语,如微分、函数等,都译得相当贴切,相当多的名词一直沿用至今。

1860年起,他先后在徐有壬、曾国藩军中作幕僚,与化学家徐寿、数学家华蘅芳等人一起,积极参与洋务运动中的科技学术活动。

人物影响

在19世纪把西方近代物理学知识翻译为中文的传播工作中_李善兰作出了重大贡献。他的译书也为中国近代物理学的发展起了启蒙作用。同治七年,李善兰到北京担任同文馆天文_算学部长_执教达13年之久_为造就中国近代第一代科学人才作出了贡献。李善兰为近代科学在中国的传播和发展作出了开创性的贡献。

继梅文鼎之后,李善兰成为清代数学史上的又一杰出代表。他一生翻译西方科技书籍甚多,将近代科学最主要的几门知识从天文学到植物细胞学的最新成果介绍传入中国,对促进近代科学的发展作出卓越贡献。

自20世纪30年代以来,李善兰受到国际数学界的普遍关注和赞赏。

怎样评价数学领域之外的华罗庚?

 国际数学日的由来

 国际数学节是为了纪念中国古代数学家祖冲之而将每年的3月14日设立的节日。

 2011年——国际数学协会正式宣布,将每年的3月14日设为国际数学节,来源则是中国古代数学家祖冲之的圆周率。

 数学的产生和发展始终围绕着数和形这两个基本概念不断地深化和演变。大体上说,凡是研究数和它的关系的部分,划为代数学的范畴;凡是研究形和它的关系的部分,划为几何学的范畴。但同时数和形也是相互联系的有机整体。

 数学是一门高度概括性的科学,具有自己的特征。抽象性是它的第一个特征;数学思维的正确性表现在逻辑的严密上,所以精确性是它的第二个特征;应用的广泛性是它的第三个特征。

 一切科学、技术的发展都需要数学,这是因为数学的抽象,使外表完全不同的问题之间有了深刻的联系。因此数学是自然科学中最基础的学科,因此常被誉为科学的皇后。

 数学在提出问题和解答问题方面,已经形成了一门特殊的科学。在数学的发展史上,有很多的例子可以说明,数学问题是数学发展的主要源泉。数学家门为了解答这些问题,要花费较大力量和时间。尽管还有一些问题仍然没有得到解答,然而在这个过程中,他们创立了不少的新概念、新理论、新方法,这些才是数学中最有价值的东西。

 数学概览

 数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学。简单地说,就是研究数和形的科学。

 由于生活和劳动上的需求,即使是最原始的民族,也知道简单的计数,并由用手指或实物计数发展到用数字计数。在中国,最迟在商代,即已出现用十进制数字表示大数的方法;至秦汉之际,即已出现完满的十进位制。在 不晚于公元一世纪的《九章算术》中,已载了只有位值制才有可能进行的开平方、开立方的计算法则,并载有分数的各种运算以及解线性联立方程组的方法,还引入了负数概念。

 刘徽在他注解的《九章算术》中,还提出过用十进制小数表示无理数平方根的奇零部分,但直至唐宋时期(欧洲则在16世纪斯蒂文以后)十进制小数才获通用。在这本著作中,刘徽又用圆内接正多边形的周长逼近圆周长,成为后世求圆周率 的一般方法。

 虽然中国从来没有过无理数或实数的一般概念,但在实质上,那时中国已完成了实数系统的一切运算法则与方法,这不仅在应用上不可缺,也为数学初期教育所不可少。至于继承了巴比伦、埃及、希腊文化的欧洲地区,则偏重于数的性质及这些性质间的逻辑关系的研究。

 早在欧几里得的《几何原本》中,即有素数的概念和素数个数无穷及整数惟一分解等论断。古希腊发现了有非分数的数,即现称的无理数。16世纪以来,由于解高次方程又出现了复数。在近代,数的概念更进一步抽象化,并依据数的不同运算规律,对一般的数系统进行了独立的理论探讨,形成数学中的若干不同分支。

 开平方和开立方是解最简单的高次方程所必须用到的运算。在《九章算术》中,已出现解某种特殊形式的二次方程。发展至宋元时代,引进了“天元”(即未知数)的明确观念,出现了求高次方程数值解与求多至四个未知数的高次代数联立方程组的解的方法,通称为天元术与四元术。与之相伴出现的多项式的表达、运算法则以及消去方法,已接近于近世的代数学。

 在中国以外,九世纪阿拉伯的花拉米子的著作阐述了二次方程的解法,通常被视为代数学的鼻祖,其解法实质上与中国古代依赖于切割术的几何方法具有同一风格。中国古代数学致力于方程的具体求解,而源于古希腊、埃及传统的欧洲数学则不同,一般致力于探究方程解的性质。

 16世纪时,韦达以文字代替方程系数,引入了代数的符号演算。对代数方程解的性质进行探讨,是从线性方程组引出的行列式、矩阵、线性空间、线性变换等概念与理论的出现;从代数方程导致复数、对称函数等概念的引入以至伽罗华理论与群论的创立。而近代极为活跃的代数几何,则无非是高次联立代数方程组解所构成的集合的理论研究。

 形的研究属于几何学的范畴。古代民族都具有形的简单概念,并往往以图画来表示,而图形之所以成为数学对象是由于工具的制作与测量的要求所促成的。规矩以作圆方,中国古代夏禹泊水时即已有规、矩、准、绳等测量工具。

 《墨经》中对一系列的几何概念,有抽象概括,作出了科学的定义。《周髀算经》与刘徽的《海岛算经》给出了用矩观测天地的一般方法与具体公式。在《九章算术》及刘徽注解的《九章算术》中,除勾股定理外,还提出了若干一般原理以解决多种问题。例如求任意多边形面积的出入相补原理;求多面体的体积的阳马鳖需的二比一原理(刘徽原理);5世纪祖(日恒)提出的用以求曲形体积特别是球的体积的“幂势既同则积不容异”的原理;还有以内接正多边形逼近圆周长的极限方法(割圆术)。但自五代(约10世纪)以后,中国在几何学方面的建树不多。

 中国几何学以测量和计算面积、体积的量度为中心任务,而古希腊的传统则是重视形的性质与各种性质间的相互关系。欧几里得的《几何原本》,建立了用定义、公理、定理、证明构成的演绎体系,成为近代数学公理化的楷模,影响遍及于整个数学的发展。特别是平行公理的研究,导致了19世纪非欧几何的产生。

 欧洲自文艺复兴时期起通过对绘画的透视关系的研究,出现了射影几何。18世纪,蒙日应用分析方法对形进行研究,开微分几何学的先河。高斯的曲面论与黎曼的流形理论开创了脱离周围空间以形作为独立对象的研究方法;19世纪克莱因以群的观点对几何学进行统一处理。此外,如康托尔的点集理论,扩大了形的范围;庞加莱创立了拓扑学,使形的连续性成为几何研究的对象。这些都使几何学面目一新。

 在现实世界中,数与形,如影之随形,难以分割。中国的古代数学反映了这一客观实际,数与形从来就是相辅相成,并行发展的。例如勾股测量提出了开平方的要求,而开平方、开立方的方法又奠基于几何图形的.考虑。二次、三次方程的产生,也大都来自几何与实际问题。至宋元时代,由于天元概念与相当于多项式概念的引入,出现了几何代数化。

 在天文与地理中的星表与地图的绘制,已用数来表示地点,不过并未发展到坐标几何的地步。在欧洲,十四世纪奥尔斯姆的著作中已有关于经纬度与函数图形表示的萌芽。十七世纪笛卡尔提出了系统的把几何事物用代数表示的方法及其应用。在其启迪之下,经莱布尼茨、牛顿等的工作,发展成了现代形式的坐标制解析几何学,使数与形的统一更臻完美,不仅改变了几何证题过去遵循欧几里得几何的老方法,还引起了导数的产生,成为微积分学产生的根源。这是数学史上的一件大事。

 在十七世纪中,由于科学与技术上的要求促使数学家们研究运动与变化,包括量的变化与形的变换(如投影),还产生了函数概念和无穷小分析即现在的微积分,使数学从此进入了一个研究变量的新时代。

 十八世纪以来,以解析几何与微积分这两个有力工具的创立为契机,数学以空前的规模迅猛发展,出现了无数分支。由于自然界的客观规律大多是以微分方程的形式表现的,所以微分方程的研究一开始就受到很大的重视。

 微分几何基本上与微积分同时诞生,高斯与黎曼的工作又产生了现代的微分几何。19、20世纪之交,庞加莱创立了拓扑学,开辟了对连续现象进行定性与整体研究的途径。对客观世界中随机现象的分析,产生了概率论。第二次世界大战军事上的需要,以及大工业与管理的复杂化产生了运筹学、系统论、控制论、数理统计学等学科。实际问题要求具体的数值解答,产生了计算数学。选择最优途径的要求又产生了各种优化的理论、方法。

 力学、物理学同数学的发展始终是互相影响互相促进的,特别是相对论与量子力学推动了微分几何与泛函分析的成长。此外在19世纪还只用到一次方程的化学和几乎与数学无缘的生物学,都已要用到最前沿的一些数学知识。

 十九世纪后期,出现了集合论,还进入了一个批判性的时代,由此推动了数理逻辑的形成与发展,也产生了把数学看作是一个整体的各种思潮和数学基础学派。特别是1900年,德国数学家希尔伯特在第二届国际数学家大会上的关于当代数学重要问题的演讲,以及三十年代开拓的,以结构概念统观数学的法国布尔巴基学派的兴起,对二十世纪数学的发展产生了巨大、深远的影响,科学的数学化一语也开始为人们所乐道。

 数学的外围向自然科学、工程技术甚至社会科学不断渗透扩大并从中吸取营养,出现了一些边缘数学。数学本身的内部需要也孽生了不少新的理论与分支。同时其核心部分也在不断巩固提高并有时作适当调整以适应外部需要。总之,数学这棵大树茁壮成长,既枝叶繁茂又根深蒂固。

 在数学的蓬勃发展过程中,数与形的概念不断扩大且日趋抽象化,以至于不再有任何原始计数与简单图形的踪影。虽然如此,在新的数学分支中仍有着一些对象和运算关系借助于几何术语来表示。如把函数看成是某种空间的一个点之类。这种做法之所以行之有效,归根结底还是因为数学家们已经熟悉了那种简易的数学运算与图形关系,而后者又有着长期深厚的现实基础。而且,即使是最原始的数字如1、2、3、4,以及几何形象如点与直线,也已经是经过人们高度抽象化了的概念。因此如果把数与形作为广义的抽象概念来理解,则前面提到的把数学作为研究数与形的科学这一定义,对于现阶段的近代数学,也是适用的。

 由于数学研究对象的数量关系与空间形式都来自现实世界,因而数学尽管在形式上具有高度的抽象性,而实质上总是扎根于现实世界的。生活实践与技术需要始终是数学的真正源泉,反过来,数学对改造世界的实践又起着重要的、关键性的作用。理论上的丰富提高与应用的广泛深入在数学史上始终是相伴相生,相互促进的。

 但由于各民族各地区的客观条件不同,数学的具体发展过程是有差异的。大体说来,古代中华民族以竹为筹,以筹运算,自然地导致十进位值制的产生。计算方法的优越有助于对实际问题的具体解决。由此发展起来的数学形成了一个以构造性、计算性、程序化与机械化为其特色,以从问题出发进而解决问题为主要目标的独特体系。而在古希腊则着重思维,追求对宇宙的了解。由此发展成以抽象了的数学概念与性质及其相互间的逻辑依存关系为研究对象的公理化演绎体系。

 中国的数学体系在宋元时期达到高峰以后,陷于停顿且几至消失。而在欧洲,经过文艺复兴、宗教革命、资产阶级革命等一系列的变革,导致了工业革命与技术革命。机器的使用,不论中外都由来已久。但在中国,则由于明初被帝王斥为奇技*巧而受阻抑。

 在欧洲,则由于工商业的发展与航海的刺激而得到发展,机器使人们从繁重的体力劳动中解放出来,并引导到理论力学和一般的运动和变化的科学研究。当时的数学家都积极参与了这些变革以及相应数学问题的解决,产生了积极的效果。解析几何与微积分的诞生,成为数学发展的一个转折点。17世纪以来数学的飞跃,大体上可以看成是这些成果的延续与发展。

 20世纪出现各种崭新的技术,产生了新的技术革命,特别是计算机的出现,使数学又面临一个新时代。这一时代的特点之一就是部分脑力劳动的逐步机械化。与17世纪以来数学之以围绕连续、极限等概念为主导思想与方法不同,由于计算机研制与应用的需要,离散数学与组和数学开始受到重视。

 计算机对数学的作用已不限于数值计算,符号运算的重要性日趋明显(包括机器证明等数学研究)。计算机还广泛应用于科学实验。为了与计算机更好地配合,数学对于构造性、计算性、程序化与机械化的要求也显得颇为突出。代数几何是一门高度抽象化的数学,最近出现的计算性代数几何与构造性代数几何的提法,即其端倪之一。总之,数学正随着新的技术革命而不断发展。

 数学分支学科介绍

 算术、初等代数、高等代数、数论、欧式几何、非欧几何、解析几何、微分几何、代数几何学、射影几何学、拓扑学、分形几何、微积分学、实变函数论、概率和数理统计、复变函数论、泛函分析、偏微分方程、常微分方程、数理逻辑、模糊数学、运筹学、计算数学、突变理论

 背景介绍

 发起“国际数学日”项目的是国际数学联盟,这个历史悠久的国际学术组织称,此举是为了庆祝“数学在我们日常生活中的美丽与重要”。

 为了庆祝第一个国际数学日,全球100多个国家宣布了1000项活动。

 国际数学联盟甚至制作了9种语言版本的“国际数学日”标识,并为这个日子建立了一个官方网站。

 评价

 国际数学日的首倡者、加拿大蒙特利尔大学教授克里斯蒂安·卢梭表示:“数学是贯穿人类历史的一个研究领域。今天,数学已经发展成为一种非常复杂的工具,以至于大多数人甚至没有注意到它在我们生活中的无所不在。”“在我看来,早就该设立国际数学日了。”

 尼日利亚数学家、非洲数学联盟原主席阿德瓦尔·索拉林说,“数学让我们的生活更加舒适,因为万物中皆有数学。”首个国际数学日的主题就是“数学无处不在”。

 国际数学联盟称,数学在人类日常生活的几乎每个领域都发挥着基础作用:气候科学、医学成像、搜索引擎、人工智能……就连全球正在进行的传染病控制,也需要数学建模的作用。

 中国概况

 在中国,几代数学家的一个梦想是把中国建成数学强国。中国政府已经提升了对数学的重视力度。

 2018年《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》指出,与建设世界科技强国的要求相比,中国的基础科学研究存在明显短板,“数学等基础学科仍是最薄弱的环节”,重大原创性成果缺乏,基础研究投入不足、结构不合理,顶尖人才和团队匮乏,评价激励制度亟待完善,企业重视不够,全社会支持基础研究的环境需要进一步优化。国务院提出,“坚持从教育抓起,潜心加强基础科学研究,对数学、物理等重点基础学科给予更多倾斜”。

 在2018年1月3日的国务院常务会议上,国务院总理李克强曾指出,“我们之所以缺乏重大原创性科研成果,'卡脖子'就卡在基础学科上。”

 2019年7月,科技部、教育部、中科院和自然科学基金委共同制定了《关于加强数学科学研究工作方案》,出台的措施包括支持高校和科研院所建设基础数学中心,支持地方政府依托高校、科研院所和企业建设应用数学中心。

 与之相关的另一举措是,在国家重点研发计划中设立“数学与交叉科学”重点专项,统筹支持数学及交叉科学研究。

 “数学是自然科学的基础,也是重大技术创新发展的基础。”《关于加强数学科学研究工作方案》开宗明义指出:“数学实力往往影响着国家实力,几乎所有的重大发现都与数学的发展与进步相关,数学已成为航空航天、国防安全、生物医药、信息、能源、海洋、人工智能、先进制造等领域不可或缺的重要支撑。

数学三大巨匠是谁

华罗庚是中国著名数学家,为中国数学做出来很大贡献,但是国际上并不算是第一流的数学家。我觉得,他的地位比现在的普通国家院士要高一个层次,但比陈省身,丘成桐要第一个档次,比黎曼,哥德尔,庞加莱要低两个档次,比高斯,欧拉,牛顿要低三个档次。

阿基米德:几何学史上首屈一指的巨匠,数学之神,微积分计算的鼻祖

高斯:成就遍及数学的各个领域,在数论、非欧几何、微分几何、超几何级数、复变函数论以及椭圆函数论等方面均有开创性贡献

牛顿:建立微积分

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  • 凡筠的头像
    凡筠 2026年04月09日

    我是盛银号的签约作者“凡筠”

  • 凡筠
    凡筠 2026年04月09日

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  • 凡筠
    用户040907 2026年04月09日

    文章不错《李善兰人物介绍》内容很有帮助

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