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数学公理思想的意义

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:公理,在《数学百科全书》第一卷第286页上是这样定义的:“公理是基本的假设,自明的原理. 在演绎的科学理论中,公理是某种理论的一些基本的原始假设,从这些假设出发,通过演绎即纯逻辑推理,可以得出该理论的其他一切内容.”因此,公理化思想,就是根据一定的科学事实和科学理论,对研究中的问题所提出的假定性的看法和说明,或者是对某些科学知识体系因果性或规律性的假定性解释; 公理化思想的形态,可以多种多样,大至

公理,在《数学百科全书》第一卷第286页上是这样定义的:“公理是基本的假设,自明的原理. 在演绎的科学理论中,公理是某种理论的一些基本的原始假设,从这些假设出发,通过演绎即纯逻辑推理,可以得出该理论的其他一切内容.”因此,公理化思想,就是根据一定的科学事实和科学理论,对研究中的问题所提出的假定性的看法和说明,或者是对某些科学知识体系因果性或规律性的假定性解释; 公理化思想的形态,可以多种多样,大至理论体系,小至一个概念,一个判断、一个模型,也可以预言或猜想. 公理化思想可大可小,可简可繁,可深可浅.

作为数字公理化思想的重要意义是,对数学一种认识,具有知识形态; 也是对某种、某类数学知识归纳和概括方案. 因此,数学公理化思想能帮助我们提升对数学的理性认识,学到一种研究的方法,并且可以用于认识的任何一个阶段上. 具体来说,数学公理化思想的重要作用主要有以下几方面.

(1)数学公理化思想是发挥思维能动性的有效方法

人类的任何活动都是在一定的思想指导下,为实现某种目的行动,这就是能动性的反映.学习一门数学,要循着这门学科的公理体系而逐步深入,主观与客观矛盾的解决,往往在于学习者思维积极性的调动; 如果是做研究工作,更加需要有目的思维,运用公理化思想,有计划、有步骤地,逐步发展自己的研究成果.

(2)公理化思想是科学认识的必要环节

数学理论的发展是通过公理体系的逐步升级来实现的. 公理化思想起源于《几何原本》,这本数学圣经,雄视数学殿堂2000年,从公理体系来看,还是很初级,也存在一些毛病. 19世纪初罗巴切夫斯基、波利耶发现非欧几何,进一步促进了公理化的发展,他们证明了,如果把传统的欧几里得第五公设用它的否定代替,也可以按照纯逻辑的方式得到一种和欧几里得几何同样漂亮,同样有意义的几何学,这是通过对第一代公理系统进行检验而得到的,把数学家的注意力吸引到构造数学理论的方向来. 现代数学不断向抽象化发展,各种数学学科的公理系统相继建立起来. 19世纪与20世纪之交,德国著名数学家希尔伯特巨著《几何基础》中关于初等几何的公理化推演——形式公理系统的概念更加严格了,使公理理论的思想更加精确化,从而使得数学理论本身可以作为一个确切的数学对象来对待,并且可以构造一个关于这种形式化数学理论的一般理论(称为元理论),从而吸引了众多数学家. 20世纪以来,公理化思想已从几何基础扩张到几乎所有的核心数学领域.

(3)公理化思想有利于推动和创建新的数学理论

公理化思想可以唤起众说,促进不同学说、观点的争鸣,有利于学术的繁荣和科学发展. 这样例子很多,对第五公设的探讨,带来了非欧几何的产生; 在代数方面,公理化的方向造成了群论、域论、赋值论、理想论和超复系理论等一系列概念的形成,产生了许多新联系,并导致了一系列新的深远的结果; 康托尔的集合论出现悖论后,许多数学家从公理化的角度为澄清集合论中的困难,做了不懈的努力,经过几次改进,终于形成了著名的ZFC公理集合论系统.

此外,现代数理逻辑的建立,充满了公理化思想的力量. 公理化思想对近代数学发展产生的巨大影响是举世公认的事实,它的应用已进入了自然科学领域,理论物理和相对论的公理化体系的建立就是明证.

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