有趣的数学——数学符号的演变
一个偶然的机会看了西奥妮·帕帕斯(TheoniPappas)的《发现数学——原来数学这么有趣》【何竖芬译】一书,自己对数学有了新的认识。在自己从教二十多年的经历中,没多少同学感觉数学是有趣的,因此感觉自己有义务告诉同学们数学在我们的生活中无处不在,数学本就是人们生活体验的结晶。正如西奥妮·帕帕斯在序言中说道:
想要体验数学的乐趣,你需要认识到数学不是孤立的学科,它就存在于我们周围的事物中,因此,不要让自己埋头于烦琐的运算,劳心费神,没完没了。而且,很少有人抓住数学的真谛——它与我们的生活和周围环境是那样紧密地联系在一起,数学概念甚至与生俱来就存在于生命细胞的结构里。
本书通过描述数学在生活中的具体体现,旨在帮助你认识到数学与 世界是密不可分的。
数学的乐趣与你第一次发现其他新鲜事物是相似的,它几乎是小孩 子才有的一种好奇,而一旦体验到了,你就再也忘记不了——就如同你第一次透过显微镜观察到你以前所看不到的周围的事物一样,是那么地兴奋和快乐。
西奥妮·帕帕斯(TheoniPappas)是一位数学教师和顾问,1966年获伯克利加州大学学士学位,1967年获斯坦福大学硕士学位。她致力于消除数学中的神秘感以及与此有关的优越感和恐惧感。
数学符号的演变
(中国古代的数字)
早期的巴比伦陶匠就能够把楔形文 字刻写在陶盘里,并且靠留出空白来代 表“0”。后来,数学家们已经在概念上 和实际运用中进行修改,这是为了简洁, 当然也为了节省时间、空间和精力。
15世纪,首先被用于表示“加”和“减”的符号分别是p和m。比 如德国商人使用“ + ”和来代表重量上的误差,在这段时间里, “ + ”号和“-”号开始被数学家们采纳和使用,1481年,它们开始出 现在书写稿中。表示“乘”的符号是“ x ”,它的出现得归功于威廉姆•奥 特莱德(William Oughtred, 1574—1660),但是遭到一些数学家们的反对, 原因是很容易和字母x混淆。
可以说,对于同一个概念,历史上有多少位数学家,就会有多少个符号表示。比如,在16世纪,弗朗西斯•韦特(Francois Vieta)最先 使用“aequalis”,后来又使用“~ ”来表示“等于”。而笛卡儿 (Descartes)更喜欢使用符号“∝”来表示“等号”。直到1557年, 罗伯特•雷科德(RobertRecorde)的“=”符号,才最终被所有人接受。 他认为,两条平行线最相像,最能代表相等。
虽然,古希腊数学家欧几里得(Euclid)和亚里士多德(Aristotle) 利用字母来代表未知数,但是并没有得到推广。16世纪,这些单词都被 用来表示过未知数,它们是radix (拉丁文,“根”),res (拉丁文,“事情”),cosa (意大利文,“事情”),coSS (德语,“事情”)。1584—1589年, 律师弗朗西斯•韦特就职于布列塔尼议会,他深人研读了许多数学家的 著作,并推广利用字母来表示已知数和未知数。笛卡儿对此进行了改进, 他引人的表达法是利用字母表中打头的几个字母来表示已知数,用最末 的几个字母代表未知数。最后,在1657年,约翰•哈德(John Hudde) 使用字母同时代表正数和负数。
罗马人使用来∞表示1000,后来又表示“一个很大的数字”。 1655年,约翰•沃利斯(John Wallis),牛津大学教授,第一次把“∞” 表示成无穷性。但是直到1713年,在柏努利(Bernoulli)使用过后,它 才被人们广泛使用。
人们开始使用的其他符号,包括1544年的圆括号,1593年的方括号, 以及平方根号一一笛卡儿对此有所改进。
很难想象,如果没有“+”号和“0”的象征符号,或者没有其他那些被我们想当然用惯了的符号,那么人们计算数学题将是多么不容易。 也很难意识到,这些数学符号演变了多少个世纪才被广为接受。