小美在向爸爸请教过几何学的由来后,产生了疑问:“爸爸,现在我们学习的都是数学,‘代数’与‘几何’并不是分开的,而之前都是分开的对吧?”
“其实也不是,从笛卡尔开始,他就将二者联系到了一起,他证明出几何问题也是可以归结为代数问题的。”爸爸说。
“笛卡尔?笛卡尔是谁?是个数学家吗?”
那么,笛卡尔是谁呢?内·笛卡尔,1596年3月31日生于法国安德尔卢瓦尔省的图赖讷(现改名为笛卡尔,因笛卡尔得名),1650年2月11日逝世于瑞典斯德哥尔摩,是世界著名的哲学家、数学家、物理学家。他对现代数学的发展做出了重要的贡献,因将几何坐标体系公式化而被认为是解析几何之父。他还是西方现代哲学思想的奠基人,是近代唯物论的开拓者,且提出了“普遍怀疑”的主张。黑格尔称他为“现代哲学之父”。他的哲学思想深深影响了之后的几代欧洲人,开拓了所谓“欧陆理性主义”哲学,堪称17世纪的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一,被誉为“近代科学的始祖”。
从1616年到1628年,笛卡尔做了广泛的游历。他曾在三个军队中(荷兰、巴伐利亚和匈牙利)短期服役,但未参加任何战斗。观光过意大利、波兰、丹麦及其它许多国家。在这些年间,笛卡尔系统陈述了所发现真理的一般方法。五十二岁时,他决定用此方法将世界做个综合性的描述。当时定居荷兰,此后的二十五年笛卡尔一直生活在那里,选择荷兰是因为那里有更多的思想自由,还可以躲避巴黎社会的纷扰。
1619年,23岁的笛卡尔在一支德国部队服役,军营驻扎在多瑙河旁,11月的一天,他因病躺在了床上,无所事事的他默默地思考着……20岁时,他大学毕业继承父业,当了一名律师,当时法国的社会风气是“非红即黑”。也就是说,有志之士不是致力于宗教事业就是献身于军事,笛卡尔选择了后者。军旅中一个偶然机会,他解出了数学教授别克曼的一道难题。从此成了别克曼教授的上宾,在数学的海洋中漫游,并游进了深水区。他开始看到了传统的几何过分依赖图形和形式演绎的缺陷,同时也深感代数过分受法则和公式的限制而缺乏活力。(www.daowen.com)
代数与几何的各自为政、划地为牢的状况抑制了数学的发展,怎样才能摆脱这种状况,架起沟通代数与几何的桥梁呢?这个问题苦苦折磨着年轻的笛卡尔。在没有战事的军队中,他常常有时间思考它。
现在,他的思绪又回到了这个问题上。抬头望着天花板,一只小小的蜘蛛从墙角慢慢地爬过来,吐丝结网,忙个不停。从东爬到西,从南爬到北。要结一张网,小蜘蛛该走多少路啊!笛卡尔突发奇想,算一算蜘蛛走过的路程。他先把蜘蛛看成一个点,这个点离墙角多远?离墙的两边多远?他思考着,计算着,病中的他睡着了……梦中他继续在数学的广阔天地中驰骋,好像悟出了什么,又看到了什么,大梦醒来的笛卡尔茅塞顿开,一种新的思想初露端倪:在互相垂直的两条直线下,一个点可以用到这两条直线的距离,也就是两个数来表示,这个点的位置就被确定了。用数形结合的方式将代数与几何的桥梁联起来了。这就是解析几何学诞生的曙光,沿着这条思路前进,在众多数学家的努力下数学的历史发生了重要的转折,建立了解析几何学。
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笛卡尔对数学最重要的贡献是创立了解析几何。笛卡尔成功地将当时完全分开的代数和几何学联系到了一起。在他的著作《几何》中,笛卡尔向世人证明,几何问题可以归结成代数问题,也可以通过代数转换来发现、证明几何性质。笛卡尔引入了坐标系以及线段的运算概念。笛卡尔在数学上的成就为后人在微积分上的工作提供了坚实的基础,而后者又是现代数学的重要基石。此外,现在使用的许多数学符号都是笛卡尔最先使用的,这包括了已知数a,b,c以及未知数x,y,z等,还有指数的表示方法。他还发现了凸多面体边、顶点、面之间的关系,后人称为欧拉—笛卡尔公式。还有微积分中常见的笛卡尔叶形线也是他发现的。
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