|
没有数字的思维是模糊的,没有符号的逻辑是迟缓的。正是数字和符号使我们的思维逻辑层次分明、清晰快捷。我们应用最多的应当是加、减、乘、除这4种运算,现在使用符号“+、-、×、÷”来表示四则运算,似乎已是自然而然的事情,然而其演化过程却历经了数千年。
1. 加减运算符号的演进
研究资料表明,古印度人是把两个数字写在一起表示加法,而把两个数字写得分开一些来表示减法。
文艺复兴时期,欧洲一些数学家初步认识到引进符号的简洁性。如法国数学家许凯(N.Chuquet,1445-1500)在其1484年的著作《算术三篇》中,使用了一些缩写符号,如用表示加法,p是古德文plus(加)的第一个字母,为区别其他字母在其上添加一横。类似的,用表示减法,源于英文minus。意大利数学家塔塔利亚(Tartaglia,1499-1557)曾用意大利文più(加)的第一个字母“P”表示加号。帕乔利(L.Pacioli,1445-1517)在其《算术、几何比及比例集成》中,也应用“P”表示加号,同时取意大利文meno(减)第一个字母“m”表示减号。
首次使用“+”号者是意大利数学家斐波那契(L. P. Fibonacci,1175-1250),他把“3加4”写成“3和4”,中间的“和”字是拉丁文“et”,后来逐步简化变成了“+”。其简化过程为:et→e→t→+。达•芬奇也采用过“+”和“-”记号。
1489年,德国数学家魏德曼(J.Widman,1460-1499)在其著作《商业速算法》中正式应用了符号“+”和“-”,他发现用横线加一竖可表示增加之意;而从“+”号拿去一竖,就可表示减少的意思。故他是用“+”表示盈,用“-”表示亏。魏德曼曾就读于德国莱比锡大学,因其学习成绩优异被留校任教。他是该校第一个讲授代数学者。
直到1514年荷兰数学家赫克(V.Hoecka)才应用“+”和“-”分别表示加减运算符号。经过韦达等数学家的大力宣传和提倡,这两个运算符号才开始普及,至17世纪已获得公认。
2. 乘除运算符号的诞生
享年85岁,在当时也是高寿了,但他还并非自然死亡。据说听到查理二世复位消息时,奥特雷德甚是振奋和激动,从而喜极而去,其原因可能是查理二世重视科学研究和科研团队建设。1660年之前的英国没有一个由学者组成的团体,而查理二世支持建立学者学会。1662年7月15日,他在批准结社的特许状上盖了国玺,这一天被认定为英国皇家学会的成立之日。
乘号曾经有过10余种表达形式,现在通用的只有两种。用“·”表示乘号源于英国数学家哈里奥特(T. Harriot,1560-1621)。哈里奥特还是天文学家,他与伽利略几乎同时发现太阳黑点,观察到木星的卫星。据说,哈里奥特抽烟很厉害,尽管其左鼻孔发生了溃疡(可能是癌症),仍抽烟不止,从而成为第一个吸烟致死的记录者。
德国数学家莱布尼茨认为,“×”号有些象拉丁字母“X”,反对其作为乘法符号,赞成应用“·”表示乘号。他还提出用“∩“表示相乘,该符号现应用于集合论。
中世纪时,阿拉伯数学相当发达,数学家阿尔•花拉子米曾用“3/4”来表示3被4除。有人认为,现在通用的分数记号源于此。在欧洲最初“÷”号曾作为减法符号,如德国数学家里斯(A.Riese,1489-1559)在其1522年出版的《商业算术》中就是如此。
应用符号“÷”表示除号,应归功于瑞士数学家雷恩(J.H.Rahn)。1659年,雷恩出版了其《代数》(Algebra),其中第一次应用“÷”作为除号。莱布尼茨曾赞誉该书为“优雅代数”。
雷恩是在解决把一个整数分成几份的问题时,因没有符号可以表示这种分法,故就采用了“÷”号。除的本意就是分,符号“÷”的中间横线把上、下两部分分开,可谓形象表示了“分解”之意。
现在绝大多数国家都用+、-来表示加与减。而×、÷却没有普遍使用,有些国家用“.”代替“×”,而在俄罗斯和德国一般用“:”来代替“÷”。
3. 一代数学大师笛卡儿
因式分解方法得益于法国数学家、哲学家笛卡儿的推进,现代幂指数符号也是由其发明。他在1637年出版的《方法论》中,第一次创立了现在的根号,还用表示个相乘,并用来表示未知数。
“我思故我在”。善于思考的笛卡儿,其童年和少年时代并不幸福快乐。笛卡儿的父亲是个地方法院法官。笛卡儿1岁多时其母因患肺结核去世,而他也受到病菌传染,致使终生体弱多病,无论是后来上学还是从军时,都特许不用出早操。母亲去世后,父亲移居他乡再婚,而把笛卡儿留给了其外祖母抚养。从此父子很少见面,笛卡儿也因此养成终生沉思的习惯和孤僻性格。对此父亲倒是很高兴,认为这样的儿子颇有哲学家气质,并亲昵誉之“小哲学家”。可他们父子相处得并不融洽,笛卡儿曾说,他是个父亲最不喜欢的孩子。笛卡儿与兄弟之间的感情,似乎也不怎么深厚,因而他经常离乡背井、单独外出旅行,并且对待朋友特别情深。然而父亲却从没有真正放弃儿子,一直提供金钱方面的帮助,使儿子受到良好的教育,并留给笛卡儿一大笔遗产,让其追求自己的兴趣而不用担心经济问题。笛卡儿也没有辜负父亲的期望,成为了一代数学大师。
试想,若是没有数字和数学符号,乘法公式的叙述将是多么繁杂和晦涩。因此,数学科学的进步在于其创建了较好的完整符号体系,恰当应用数学符号是近现代数学发展最为明显的标志之一。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-12-25 21:31
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社