从历史阶段上看,数学的三次危机分别发生在公元前5世纪、17世纪和19世纪末,都是发生在西方文化大发展的时期,因此,数学危机的产生,都有其一定的文化背景。

第一次危机是古希腊时代,由于不可公度的线段——无理数的发现与一些直觉的经验相抵触而引发的;

第二次危机是在牛顿和莱布尼茨建立了微积分理论后,由于对无穷小量的理解未及渗透而引发的;

第三次危机是当罗素发现了集合论中的悖论,危及整个数学的基础而引起的。

第二次数学危机

在17世纪,牛顿和莱布尼茨建立了微积分,在自然科学中有着广泛的应用,解释了许多自然现象,从而被高度重视。在没有ε—δ语言的一二百年内,这门科学却缺乏严格的理论基础,存在着逻辑矛盾。例如:对于y=x²而言, 根据牛顿的计算法,有

y △y=(x △x)² (1)

x² △y=x² 2x△x (△x)² (2)

△y=2x△x (△x)² (3)

△y/△x=2x △x (4)

△y/△x=2x (5)

在上述的推理过程中,从(3)到(4)需要△x≠0,从(4)到(5)有需要△x =0。(现在我们有了极限的定义,这个问题便解决了)

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正因为在无穷小量中存在着这类矛盾,当时的红衣大主教贝克莱对无穷小量持抨击的态度。1734年贝克莱在其所著的一本书名为《分析学家》的小册子里,说△x为“逝去量的鬼魂”。意思是说,在微积分中有时把△x作为零,有时又不为零,自相矛盾。贝克莱的指责,在当时的数学界中引起混乱,这就是第二次数学危机的爆发。

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在无穷小量的危机中,无穷小量顶住了各种形式的责难,以自己不可取代的应用优势发挥着巨大的作用。

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经过了一个多世纪之后最终在以零为极限的序列中找到了位置。

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从19世纪下半叶开始,极限理论逐渐取代了无穷小量的方法,并且在分析基础理论中具有统治地位,这样自然而然地解决了第二次危机。

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