When We Knew 数学 · 从计数到抽象

约公元前3400年至形式证明 · 一部不断展开的编年史

数学 流变史。

追寻数量、空间、不确定性、变化、结构与证明如何获得新形式,使新的数学思考成为可能。

R 记录M 方法P 证明S 系统/记号

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数学

从计数到抽象

追寻数量、空间、不确定性、变化、结构与证明如何获得新形式,使新的数学思考成为可能。

  1. 约公元前3400年

    乌鲁克泥板保存数值账目

    乌鲁克书吏行政机构

    公元前4千纪晚期的泥板把数字符号与货物符号并列,使行政数量可持久保存和查验,但不能据此认为书写起源于现代算术。

  2. 公元前2千年纪初

    六十进位值制扩展数的表示

    古巴比伦书吏

    美索不达米亚书吏以六十进位值制表示整数和分数;即使尚无一致的零位占位符,符号所在数位也已决定其数值大小。

  3. 抄本约公元前1650年

    《莱因德纸草书》汇集解题步骤

    阿赫摩斯与更早的埃及书吏

    约公元前1650年制作的现存抄本保存了源自更早文本的算术和几何题;该年代属于抄本,并非其中每种方法的起源。

  4. 公元前5世纪至4世纪

    演绎证明成为数学实践

    希腊数学社群

    希腊数学传统日益把命题组织为定义、假设和论证,把问题从规则是否有效转向它为何能由前提推出。

  5. 约公元前300年

    《几何原本》以公理体系组织数学

    欧几里得与更早的希腊数学传统

    欧几里得把定义、公设、共同概念和证明组织成连贯的演绎体系,使结论可从明示的假设重复推导。

  6. 不晚于约公元1世纪编纂

    《九章算术》以算法组织数学知识

    《九章算术》的作者与注释者

    汉代定型的传世文本讲述田亩、比例、赋税、线性问题和几何的算法,后世注家又解释这些算法为何成立。

  7. 628年

    零成为算术规则的对象

    Brahmagupta

    婆罗摩笈多陈述零的运算规则,并把零与正数、负数区分开来,尽管他对除以零的处理不同于现代做法。

  8. 约公元820年

    代数成为系统化解题方法

    Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī

    花剌子密以文字叙述形式运用还原与对消,对各类方程加以分类和求解,使代数成为可教授的方法,而不借助现代符号。

  9. 1202年

    《算盘书》吸收印度—阿拉伯计算体系

    比萨的莱昂纳多与地中海计算传统

    斐波那契向拉丁语读者介绍十进位值记数法和商业算法;这是重要的传播节点,而不是把这一体系说成欧洲的发明。

  10. 1591年

    字母系统表示已知量与未知量

    François Viète

    韦达用字母同时表示给定量和未知量,使各类方程可以作一般性演算,而非只处理具体数值例题。

  11. 1637年

    几何与代数可以相互转译

    René Descartes

    笛卡尔说明曲线和几何问题可用方程及代数运算表达,使形状可以用符号方法加以计算。

  12. 1654年

    赌博问题进入数学期望的范围

    Blaise Pascal · Pierre de Fermat

    帕斯卡与费马的通信分析中断赌局中赌金的公平分配,推动把不确定结果转化为可推理的量。

  13. 1684年

    微分学进入印刷传播

    Gottfried Wilhelm Leibniz

    莱布尼茨刊布微分的规则与记法,赋予微积分紧凑的符号语言。他的工作独立于牛顿,发表历程也不同。

  14. 19世纪初

    复数获得平面上的几何表示

    Carl Friedrich Gauss

    高斯的公开论述推动把复数确立为二维平面上的点,使其运算成为几何变换,而不再只是形式上“不可能”的量。

  15. 1829年

    非欧几何得到明确表述

    Nikolai Lobachevsky

    罗巴切夫斯基发表一套用另一公设取代欧几里得平行公设的连贯几何体系,说明依其自身规则推演的几何不必只描述一种可能空间。

  16. 手稿1830年至1832年;出版1846年

    对称性决定方程的可解性

    Évariste Galois

    伽罗瓦把根的置换与多项式方程能否用根式求解联系起来;其生前写成的手稿在后来才刊布并得到承认。

  17. 1874年

    集合以数学方式组织无穷总体

    Georg Cantor

    康托尔研究实数集合的方法逐渐发展为集合论,使无穷总体成为直接的数学对象。

  18. 1879年

    形式语言刻画量化推理

    Gottlob Frege

    弗雷格的《概念文字》引入带量化的精确逻辑演算,使数学命题的推理结构本身成为可以演算的对象。

  19. 1931年

    形式算术触及内在界限

    Kurt Gödel

    哥德尔证明,表达能力足够强且相容、其公理和推理规则可机械地规定的形式系统,总有一些算术真理无法在系统内部证明。在满足有关证明表示的必要条件时,这些系统也无法证明自身的相容性。

  20. 1976年

    重要证明把穷举情形交给计算

    Kenneth Appel · Wolfgang Haken

    阿佩尔与哈肯证明,由连通区域组成的平面地图只需四种颜色即可着色,使共享边界两侧的区域颜色不同。他们借计算机检验了大量构形,改变了关于何谓可供审查的数学证明的讨论。

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