数学基础选讲(中国科技大学)

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星火视频与您分享这部数学基础选讲视频是中国科技大学的优质教学视频。数学基础即研究数学的基础，回答“数学是什么?”，“数学的基础是什么?”，“数学是否和谐?”等等一些数学上的根本问题的学科。

在数学的发展过程中曾遇到过3次危机。

第一次危机　第一次是公元前5世
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星火视频与您分享这部数学基础选讲视频是中国科技大学的优质教学视频。数学基础即研究数学的基础，回答“数学是什么?”，“数学的基础是什么?”，“数学是否和谐?”等等一些数学上的根本问题的学科。

在数学的发展过程中曾遇到过3次危机。

第一次危机　第一次是公元前5世纪毕达哥拉斯学派的希帕索斯发现不可共度线段：正方形的一边与其对角线不可公度，即发现不是有理数。这次危机导致无理数及几何公理系统的建立——欧几里得几何原本诞生。尽管原本还不是严格的公理系统，但它充分表明直观、经验不可全信，几千年来对几何学的研究，特别是后来对非欧几何的研究促使几何学走向严格的公理化。严格公理化的几何就是几何基础也是数学基础的一部分。

第二次危机　17世纪后半期I.牛顿，G.W.莱布尼兹创立了微积分学，但他们对无穷小的解释很难令人满意，英国主教G.贝克莱抨击当时的微积分，指出它在逻辑上有明显的问题，这便是第二次数学危机。这次危机的出现使数学家们意识到不为微积分建立牢固的基础，只进行运算是不行的。19世纪A.L柯西、K.魏尔斯特拉斯等创立了极限论，以极限为基础建立微积分学。A.鲁宾孙于1960年创立了非标准分析，把实数域扩充到包含无穷小和无穷大的超实数域，圆满解决了“无穷小的矛盾”问题。与此同时，传统逻辑发展为数理逻辑。数理逻辑是数学基础的重要内容。

第三次危机　数学上的第三次危机一般认为始于1902年B.A.W.罗素发现的悖论，后人称这个悖论为罗素悖论：以S表示所有不以自身为元素的集合的全体。按照集合论的概括原则(构成集合的原则)，S应该是一个集合。现在问S是否是S的一个元素?如果S∈S，则按照S的定义应有SS;如果SS，则按S的定义又应有S∈S。无论哪种情况都导致矛盾。罗素悖论动摇了集合论，也动摇了当时的数学基础。因为罗素悖论只涉及最基本的集合论概念：集合，元素，属于和概括原则，它的构成十分清楚明白。这个悖论的出现说明以往的朴素集合论中包含矛盾，因而以集合论为基础的整个数学就不能没有矛盾。这个悖论也同时说明数学中采用的逻辑也不是没有问题的。数学上的第三次危机使数学界和逻辑学界都感到问题的严重性。罗素悖论表明不能无条件承认概括原则，然而概括原则的改变将使集合论大为改观，因此对整个数学的影响是巨大的。

集合论中包含矛盾这个事实，实际上稍早以前就已发现。朴素集合论的创始人G.康托尔，1895年就发现了“最大序数悖论”(所有序数的集合有更大序数);1899年他又发现“最大基数悖论”(所有集合的集合有最大基数，但由这个集合的一切子集构成的集合有更大的基数)。对于这两个悖论当时人们也感到吃惊，但认为这是集合论中的一些技术性问题，只要作一些技术改进就可消除，因此没有引起人们的极大关注。

三次数学危机的发生是数学深入发展的结果，许多数学家为消除危机作了不懈的努力。这些努力促进了数学的发展，特别是促进了数学基础的研究。其中第三次危机对数学的影响更大。人们公认集合论是数学的基础，在数学中有着广泛的应用，任何一门数学都离不开它。非欧几何学的和谐性归结为欧几里得几何学的和谐性;欧几里得几何学的和谐性又归结为实数系统的和谐性;而实数系统的和谐最终归结为集合论的和谐性。但集合论是有矛盾的。第三次数学危机开始时，很多数学家对集合论的改造持旁观态度，认为可由逻辑学家去讨论。后来发现这样行不通，因为在数学论证中每人必须采用某一派的观点，无法回避。

更新时间：2014-03-07 18:47