數(shù)學(xué)是利用符號(hào)語(yǔ)言研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間等概念的一門學(xué)科。借助語(yǔ)言闡述關(guān)系(數(shù)量關(guān)系,結(jié)構(gòu)關(guān)系,前后變化關(guān)系)的學(xué)科,透過(guò)抽象化和邏輯推理的使用,由計(jì)數(shù)、計(jì)算、量度和對(duì)物體形狀及運(yùn)動(dòng)的觀察中產(chǎn)生。數(shù)學(xué)家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從合適選定的公理及定義中建立起嚴(yán)謹(jǐn)推導(dǎo)出的定理。注意:公式也是語(yǔ)等價(jià)轉(zhuǎn)換。公式不僅僅涉及到數(shù)量的關(guān)系,也涉及到性質(zhì)的關(guān)系。
基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的知識(shí)與運(yùn)用總是個(gè)人與團(tuán)體生活中不可或缺的一塊。其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達(dá)米亞及古印度內(nèi)的古代數(shù)學(xué)文本內(nèi)便可觀見(jiàn)。從那時(shí)開(kāi)始,其發(fā)展便持續(xù)不斷地有小幅的進(jìn)展,直至16世紀(jì)的文藝復(fù)興時(shí)期,因?yàn)楹托碌目茖W(xué)發(fā)現(xiàn)相作用而產(chǎn)生的數(shù)學(xué)革新導(dǎo)致了知識(shí)的加速發(fā)展,直至今日。
今日,數(shù)學(xué)使用在世界不同的領(lǐng)域中,包括科學(xué)、工程、醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等。數(shù)學(xué)對(duì)這些領(lǐng)域的應(yīng)用通常被稱為應(yīng)用數(shù)學(xué),有時(shí)亦會(huì)激起新的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn),并導(dǎo)致全新學(xué)科的發(fā)展。數(shù)學(xué)家也研究純數(shù)學(xué),也就是數(shù)學(xué)本身,而不以任何實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)。雖然許多研究以純數(shù)學(xué)開(kāi)始,但其過(guò)程中也能發(fā)現(xiàn)許多應(yīng)用之處。
創(chuàng)立于二十世紀(jì)三十年代的法國(guó)的布爾巴基學(xué)派認(rèn)為:數(shù)學(xué),至少純粹數(shù)學(xué),是研究抽象結(jié)構(gòu)的理論。結(jié)構(gòu),就是以初始概念和公理出發(fā)的演繹系統(tǒng)。布學(xué)派認(rèn)為,有三種基本的抽象結(jié)構(gòu):代數(shù)結(jié)構(gòu)(群,環(huán),域……),序結(jié)構(gòu)(偏序,全序……),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(鄰域,極限,連通性,維數(shù)……)。
數(shù)學(xué)是利用符號(hào)語(yǔ)言研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間等概念的一門學(xué)科。借助語(yǔ)言闡述關(guān)系(數(shù)量關(guān)系,結(jié)構(gòu)關(guān)系,前后變化關(guān)系)的學(xué)科,透過(guò)抽象化和邏輯推理的使用,由計(jì)數(shù)、計(jì)算、量度和對(duì)物體形狀及運(yùn)動(dòng)的觀察中產(chǎn)生。數(shù)學(xué)家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從合適選定的公理及定義中建立起嚴(yán)謹(jǐn)推導(dǎo)出的定理。注意:公式也是語(yǔ)等價(jià)轉(zhuǎn)換。公式不僅僅涉及到數(shù)量的關(guān)系,也涉及到性質(zhì)的關(guān)系。
基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的知識(shí)與運(yùn)用總是個(gè)人與團(tuán)體生活中不可或缺的一塊。其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達(dá)米亞及古印度內(nèi)的古代數(shù)學(xué)文本內(nèi)便可觀見(jiàn)。從那時(shí)開(kāi)始,其發(fā)展便持續(xù)不斷地有小幅的進(jìn)展,直至16世紀(jì)的文藝復(fù)興時(shí)期,因?yàn)楹托碌目茖W(xué)發(fā)現(xiàn)相作用而產(chǎn)生的數(shù)學(xué)革新導(dǎo)致了知識(shí)的加速發(fā)展,直至今日。
今日,數(shù)學(xué)使用在世界不同的領(lǐng)域中,包括科學(xué)、工程、醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等。數(shù)學(xué)對(duì)這些領(lǐng)域的應(yīng)用通常被稱為應(yīng)用數(shù)學(xué),有時(shí)亦會(huì)激起新的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn),并導(dǎo)致全新學(xué)科的發(fā)展。數(shù)學(xué)家也研究純數(shù)學(xué),也就是數(shù)學(xué)本身,而不以任何實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)。雖然許多研究以純數(shù)學(xué)開(kāi)始,但其過(guò)程中也能發(fā)現(xiàn)許多應(yīng)用之處。
創(chuàng)立于二十世紀(jì)三十年代的法國(guó)的布爾巴基學(xué)派認(rèn)為:數(shù)學(xué),至少純粹數(shù)學(xué),是研究抽象結(jié)構(gòu)的理論。結(jié)構(gòu),就是以初始概念和公理出發(fā)的演繹系統(tǒng)。布學(xué)派認(rèn)為,有三種基本的抽象結(jié)構(gòu):代數(shù)結(jié)構(gòu)(群,環(huán),域……),序結(jié)構(gòu)(偏序,全序……),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(鄰域,極限,連通性,維數(shù)……)。
從歷史時(shí)代的一開(kāi)始,數(shù)學(xué)內(nèi)的主要原理是為了做稅務(wù)和貿(mào)易等相關(guān)計(jì)算,為了了解數(shù)字間的關(guān)系,為了測(cè)量土地,以及為了預(yù)測(cè)天文事件而形成的。這些需要可以簡(jiǎn)單地被概括為數(shù)學(xué)對(duì)數(shù)量、結(jié)構(gòu)、空間及時(shí)間方面的研究。
到了16世紀(jì),算術(shù)、初等代數(shù)、以及三角學(xué)等初等數(shù)學(xué)已大體完備。17世紀(jì)變量概念的產(chǎn)生使人們開(kāi)始研究變化中的量與量的互相關(guān)系和圖形間的互相變換。在研究經(jīng)典力學(xué)的過(guò)程中,發(fā)明了微積分。隨著自然科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,為研究數(shù)學(xué)基礎(chǔ)而產(chǎn)生的集合論和數(shù)理邏輯等也開(kāi)始慢慢發(fā)展。
數(shù)學(xué)從古至今便一直不斷地延展,且與科學(xué)有豐富的相互作用,并使兩者都得到好處。數(shù)學(xué)在歷史上有著許多的發(fā)現(xiàn),并且直至今日都還不斷地發(fā)現(xiàn)中。依據(jù)Mikhail B. Sevryuk于美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通報(bào)2006年1月的期刊中所說(shuō),“存在于數(shù)學(xué)評(píng)論數(shù)據(jù)庫(kù)中論文和書(shū)籍的數(shù)量自1940年(數(shù)學(xué)評(píng)論的創(chuàng)刊年份)現(xiàn)已超過(guò)了一百九十萬(wàn)份,而且每年還增加超過(guò)七萬(wàn)五千份的細(xì)目。此一學(xué)海的絕大部份為新的數(shù)學(xué)定理及其證明。”
數(shù)學(xué)有著久遠(yuǎn)的歷史。它被認(rèn)為起源于人類早期的生產(chǎn)活動(dòng);中國(guó)古代的六藝之一就有“數(shù)”[10],數(shù)學(xué)一詞在西方有希臘語(yǔ)詞源μαθηματικός(mathematikós), 意思是“學(xué)問(wèn)的基礎(chǔ)”,源于μάθημα(máthema)(“科學(xué),知識(shí),學(xué)問(wèn)”)。
史前的人類就已嘗試用自然的法則來(lái)衡量物質(zhì)的多少、時(shí)間的長(zhǎng)短等抽象的數(shù)量關(guān)系,如時(shí)間-日、季節(jié)和年。算術(shù)(加減乘除)也自然而然地產(chǎn)生了。古代的石碑亦證實(shí)了當(dāng)時(shí)已有幾何的知識(shí)。
更進(jìn)一步則需要寫(xiě)作或其他可記錄數(shù)字的系統(tǒng),如符木或于印加帝國(guó)內(nèi)用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的奇普。歷史上曾有過(guò)許多且分歧的記數(shù)系統(tǒng)。