Об эволюции понятия числа
Число- одно из
основных понятий математики- зародилось в глубокой
древности. Понятие о натуральном числе,
возникшее в связи с практической необходимостью
считать предметы, складывалось очень медленно.
На протяжении веков это понятие постепенно
подвергалось расширению и обобщению. Еще в V в. до
н. э. в школе Пифагора
было доказано, что множество рациональных
чисел (Точнее, нуля, положительных чисел и дробных
чисел, так как отрицательных чисел пифагорейцы не
знали) недостаточно для точного измерения любых
отрезков, т. е. было доказано существование
несоизмеримых отрезков. К открытию несоизмеримости
приводили, вероятно, попытки решения на первый
взгляд таких простых задач, как нахождение длины
стороны квадрата, площадь которого равна 2, или
числа квадрат которого равен 2, и т. п.
Некоторые
историки считают, что несоизмеримость отрезков
открыл в середине V в. пифагореец Гиппас
Метапонтский в поисках общей меры стороны
правильного пятиугольника при построении "золотого
сечения".
Открытие
несоизмеримых отрезков явилось источником большого
кризиса в древнегреческой математике и в конечном
итоге поворотным пунктом в ее развитии. Это открытие
явно противоречило учению школы Пифагора, будто с
помощью одних целых чисел и отношений между ними
можно выразить любую величину. Вначале пифагорейцы
старались держать в секрете новое открытие. Об этом
рассказано в одной легенде, согласно которой Гиппас
Метапонтский, открывший существование
несоизмеримости, погиб во время кораблекрушения,
будучи наказан богами за выдачу секрета.
В конце
V до н. э. Теодор Киренский (учитель Платона),
продолжая дело Гиппаса, сумел доказать, что стороны
квадратов, имеющих площади 3, 5, 7, 8, 10, 11, 12,
13, 14, 15, 17 квадратных единиц , тоже несоизмеримы
со стороной единичного квадрата, т. е. выражаясь
современными терминами, иррациональны. Теодор был
уже седовласым старцем, когда одно из его сообщений
о несоизмеримых отрезках вызвало интерес у молодого
афинского ученого Теэтета. Выслушав Теодора, Теэтет
стал сам размышлять над проблемой и решил более
общую задачу, доказав иррациональность √N
для любого целого числа
N,
не являющегося полным квадратом. Теэтет первый
предпринял классификацию некоторых типов
иррациональностей.
Убедившись в том, что существует бесчисленное
множество отрезков и других геометрических величин,
которые с помощью целых и дробных (вообще
рациональных) чисел измерить нельзя, пифагорейцы не
могли еще осознать необходимость расширения понятия
числа, но сделали другой вывод: надо обосновать
геометрию и алгебру не с помощью учения о числах
(арифметики), а с помощью самой геометрии. Так
возникла и развилась геометрическая алгебра.
Древнегреческие математики стали представлять целые
числа и любые величины, соизмеримые и несоизмеримые,
геометрически, с помощью отрезков,
прямоугольников и других фигур. Отсюда у них
появились такие названия, как:
|
"плоские числа" для чисел вроде 6=2*3,
14=7*2, являющихся произведениями двух
сомножителей и выражающих площадь
прямоугольника, построенного на
соответствующей паре отрезков;
|
|
"квадратные числа": 4(=2*2), 81(=9*9) и т.
д. Это название употребляется и поныне;
|
|
"телесные числа": 24(=2*3*4), 210(=5*6*7) и
т. д., являющие произведениями трех чисел и
изображаемые с помощью параллелепипедов;
|
|
"кубические числа": 8(=2*2*2), 125(=5*5*5) и
т. п. |
На
геометрический базе строил свою общую теорию
отношений и пропорций крупный математик древности
Евдокс Книдский (IV в. до н. э.). Глубокие идеи этой
теории, изложенной в V книге "Начал" Евклида и
содержащей по существу строгое учение о
действительном положительном числе, смогли бы по
достоинству оценены лишь во второй половине XIX в.
Будучи неудобной с точки зрения нужд практики и
алгебраического исчисления, эта теория на протяжении
веков не оказывала почти никакого влияния на
дальнейшее развитие понятия числа.
В Древней
Греции I - IV вв., в Индии и других странах Азии и в
средневековой Европе продолжали господствовать
наивные представления о числе и чисто практическая
точка зрения, позволяющая заменять точное число его
приближенным значением.
|