When We Knew 数学・数えることから抽象へ

紀元前約3400年から形式的証明まで・生きた年表

数学 は動き続ける。

量、空間、不確実性、変化、構造、証明が新たな形を得て、何が数学的に考えられるようになったかをたどります。

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数学

数えることから抽象へ

量、空間、不確実性、変化、構造、証明が新たな形を得て、何が数学的に考えられるようになったかをたどります。

  1. 紀元前約3400年

    ウルク粘土板が数値会計を保存する

    ウルクの書記行政

    紀元前4千年紀後半の粘土板は物品記号とともに数記号を用い、行政上の数量を長く保存して確認できるようにした。これは、文字が現代算術として始まったと示唆するものではない。

  2. 紀元前2千年紀初頭

    六十進位取り法が表現を広げる

    古バビロニアの書記

    メソポタミアの書記は整数と分数に六十進位取り法を用いた。一貫したゼロの位取り記号以前でも、記号の位置が大きさを担った。

  3. 紀元前約1650年の写本

    リンド・パピルスが解法手順を集める

    アーメスと先行するエジプトの書記

    紀元前1650年頃に作られた現存写本は、より古い資料に由来する算術・幾何問題を残す。この年代は写本のもので、収録された全手法の起源ではない。

  4. 紀元前5世紀〜4世紀

    演繹的証明が数学的実践になる

    ギリシアの数学共同体

    ギリシャの数学的伝統では、主張を定義、仮定、論証によって体系立てるようになり、「規則がうまく働くか」から「なぜその規則が導かれるのか」へと問いが変わっていった。

  5. 紀元前約300年

    『原論』が数学を公理的に組織する

    エウクレイデスと先行するギリシア数学の伝統

    ユークリッドは定義、公準、公理、証明を相互につながる一連の演繹に配置し、明示した仮定から結果を再現可能にした。

  6. 約1世紀までに編纂

    『九章算術』が算法数学を組織する

    『九章算術』の著者と注釈者

    漢代(中国)に成立した現行本は土地測量、比例、課税、線形問題、幾何学の手順を示し、後の注釈は算法が働く理由を説明した。

  7. 628年

    ゼロが算術規則の対象になる

    ブラーマグプタ

    ブラーマグプタはゼロを用いる計算規則を述べ、正数・負数と区別した。ただしゼロ除算の扱いは現代的ではなかった。

  8. 約820年

    代数が体系的な問題解法になる

    Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī

    アル=フワーリズミは、移項と整理によって方程式の型を分類し、その解法を言葉で説明した。これにより、現代的な記号なしでも教えられる方法として代数を確立した。

  9. 1202年

    『算盤の書』がインド・アラビア式計算を翻案する

    ピサのレオナルドと地中海の計算法の伝統

    フィボナッチはラテン語読者へ十進位取り数字と商業算法を紹介した。これは影響力ある伝播の節目であり、ヨーロッパによる体系の発明ではない。

  10. 1591年

    文字が既知量と未知量を体系的に表す

    François Viète

    ヴィエトは既知量と未知量の両方に文字を用い、方程式の種類を個別の数値例としてだけでなく一般的に操作できるようにした。

  11. 1637年

    幾何学と代数学が相互に翻訳可能になる

    ルネ・デカルト

    デカルトは曲線と幾何学問題を方程式と代数演算で表す方法を示し、形を記号計算で扱えるようにした。

  12. 1654年

    賭け事が数学的期待値になる

    ブレーズ・パスカル · ピエール・ド・フェルマー

    パスカルとフェルマーの往復書簡は中断した賭けの賭金を公平に分ける方法を分析し、不確かな結果を推論可能な量へ変える一助となった。

  13. 1684年

    微分法が刊行される

    ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツ

    ライプニッツは微分の規則と記法を刊行し、微積分に簡潔な記号言語を与えた。その発展はニュートンと独立し、刊行の経緯も異なった。

  14. 19世紀初頭

    複素数が幾何学的な平面を得る

    カール・フリードリヒ・ガウス

    ガウスの公の論考は複素数を二次元平面上の点として定着させ、その演算を形式的な不可能性ではなく幾何学的変換にした。

  15. 1829年

    非ユークリッド幾何学が明示される

    Nikolai Lobachevsky

    ロバチェフスキーはユークリッドの平行線公準を置き換えた首尾一貫した幾何学を刊行し、その体系内で推論を進める幾何学が、可能な空間を一つだけに限って記述する必要はないと示した。

  16. 写本1830〜1832年;出版1846年

    対称性が方程式の可解性を決める

    Évariste Galois

    ガロアは根の置換と多項式方程式が根号で解けるかを結び付けた。死の前に書かれた原稿は後に刊行され評価された。

  17. 1874年

    集合が無限の集まりを数学的に組織する

    ゲオルク・カントール

    実数の集合に関するカントールの研究は集合論へ発展する方法を導入し、無限の全体を直接の数学的対象にした。

  18. 1879年

    形式言語が量化された推論を捉える

    ゴットロープ・フレーゲ

    フレーゲの『概念記法』は量化を備えた厳密な論理計算を導入し、数学的命題の推論構造そのものを操作可能な対象にした。

  19. 1931年

    形式算術が内在的限界に達する

    クルト・ゲーデル

    ゲーデルは、公理と推論規則が機械的に指定され、十分な表現力を持つ無矛盾な形式体系には、その体系内では証明できない算術的真理があることを示した。また、証明を表現するための必要な条件を満たす場合、その体系は自らの無矛盾性も証明できない。

  20. 1976年

    主要な証明が網羅的な場合分けを計算機に委ねる

    Kenneth Appel · Wolfgang Haken

    アッペルとハーケンは、各領域がつながった平面地図では、境界を共有する領域を異なる色で塗るのに四色で十分だと証明した。多数の配置を計算機で確認する手法は、何を検査可能な数学的証明とみなすかという議論を変えた。

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