數(shù)字伴隨著人類社會(huì)的出現(xiàn)而出現(xiàn),古時(shí)候人類為了便于記事,會(huì)在繩子上打個(gè)小結(jié),又剛好人類有兩個(gè)手,每個(gè)手有五個(gè)手指。最初產(chǎn)生了1、2、3、4、5、6、7、8、9、10這樣的正整數(shù)。上古時(shí)期每個(gè)文明都發(fā)現(xiàn)了數(shù)字,只是阿拉伯?dāng)?shù)字最容易進(jìn)行計(jì)數(shù),以至于現(xiàn)在國(guó)際通行阿拉伯?dāng)?shù)字,不過(guò)阿拉伯?dāng)?shù)字不是阿拉伯人發(fā)明的,而是有印度人發(fā)明阿拉伯人把它傳給了世界。
0的產(chǎn)生要到很久以后了,之前人們用空來(lái)表示0,但是很不方便,偶然的機(jī)會(huì)0這個(gè)數(shù)字產(chǎn)生了。這是數(shù)字由正整數(shù)擴(kuò)充到了0,0不是正整數(shù)它是最小的自然數(shù)。
隨著人類社會(huì)的發(fā)展,商業(yè)開(kāi)始出現(xiàn),在使用數(shù)字時(shí)人們發(fā)現(xiàn),當(dāng)用1頭豬換10只雞時(shí),如果別人沒(méi)有10只只有8只,就記作欠兩只,欠兩只就是負(fù)整數(shù)。負(fù)數(shù)出現(xiàn)的更晚,直到和牛頓同時(shí)發(fā)現(xiàn)微積分的萊布尼茨還不認(rèn)可負(fù)數(shù)。負(fù)整數(shù)和自然數(shù)(0和正整數(shù))共同構(gòu)成了整數(shù)。
數(shù)字的運(yùn)算隨著數(shù)字產(chǎn)生而產(chǎn)生,開(kāi)始只是加減運(yùn)算,對(duì)于較大重復(fù)累加的數(shù)字,加法顯得特別麻煩,乘除應(yīng)運(yùn)而生。分?jǐn)?shù)進(jìn)入歷史舞臺(tái),整數(shù)和分子分母都是整數(shù)的分?jǐn)?shù)都有其具體形態(tài),我們現(xiàn)在稱之為有理數(shù)。
無(wú)理數(shù)的誕生是數(shù)字發(fā)現(xiàn)史中最悲慘的,古時(shí)候有一個(gè)畢達(dá)哥拉斯學(xué)派,他們認(rèn)為萬(wàn)物皆數(shù),畢達(dá)哥拉斯定理就是他發(fā)現(xiàn)的,就是我們學(xué)的勾股定理。他有一個(gè)學(xué)生希帕索斯在研究正方形的時(shí)候,如果邊長(zhǎng)是1,它的對(duì)角線的長(zhǎng)度應(yīng)該是√2,假設(shè)√2=a/b,則a、b同為整數(shù)且不可再約分,兩邊同時(shí)平方2=a^2/b^2,得出a^2=2*b^2,這時(shí)a^2一定是偶數(shù)a,也是偶數(shù),且a^2能被4整除,兩邊同時(shí)約掉2,那么b^2是偶數(shù),b也是偶數(shù),至此a、b同時(shí)是偶數(shù)與假設(shè)不可約分相矛盾,進(jìn)而√2不是任何兩個(gè)整數(shù)的比。這與畢達(dá)哥拉斯的萬(wàn)物皆數(shù)相矛盾。無(wú)理數(shù)被發(fā)現(xiàn),最后希帕索斯被無(wú)情的拋于大海中。
1844年著名數(shù)學(xué)家劉維爾寫出了下面這樣一個(gè)無(wú)限小數(shù),a=0.110001000000000000000001000…(a=1/10^1!+1/10^2!+1/10^3!+…),并且證明a不可能滿足任何整系數(shù)代數(shù)方程,由此證明了它不是一個(gè)代數(shù)數(shù)。超越數(shù)被發(fā)現(xiàn),超越數(shù)有無(wú)窮多個(gè),但目前為止發(fā)現(xiàn)的超越數(shù)極其少,因?yàn)橐C明一個(gè)數(shù)是超越數(shù)是很難的。著名的π和e都是超越數(shù)。所有的超越數(shù)都是無(wú)理數(shù),實(shí)代數(shù)數(shù)、實(shí)超越數(shù)共同組成了實(shí)數(shù),當(dāng)然有理數(shù)和無(wú)理數(shù)也共同組成了實(shí)數(shù)。另外超越數(shù)的發(fā)現(xiàn)間接證明了尺規(guī)畫圓問(wèn)題。
在解一元三次方程時(shí),人們發(fā)現(xiàn)一元三次方程有三個(gè)解,大部分情況下會(huì)出現(xiàn)開(kāi)負(fù)數(shù)平方。17世紀(jì)著名數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家笛卡爾首先引進(jìn)了虛數(shù),后來(lái)人們用i來(lái)表示虛數(shù)單位。虛數(shù)i=√-1,完美解決了開(kāi)負(fù)數(shù)平方的問(wèn)題。實(shí)數(shù)和虛數(shù)共同組成了復(fù)數(shù)a+bi,當(dāng)b等于0時(shí),a+bi是實(shí)數(shù),其它情況都是虛數(shù),其中當(dāng)a等于0時(shí)稱為純虛數(shù)。如果把復(fù)數(shù)放到坐標(biāo)系內(nèi),我們會(huì)發(fā)現(xiàn),實(shí)數(shù)只能有一條線a軸,純虛數(shù)有一條線bi軸,復(fù)數(shù)卻是整個(gè)平面。
數(shù)字的擴(kuò)充到復(fù)數(shù)就告別了一段落,目前為止人類發(fā)現(xiàn)的最高等級(jí)數(shù)就是復(fù)數(shù)。重溫一下數(shù)字發(fā)現(xiàn)的歷程,加法的需要發(fā)現(xiàn)了正整數(shù),減法的需要發(fā)現(xiàn)了0和負(fù)整數(shù),除法的需要發(fā)現(xiàn)了分?jǐn)?shù),至此有理數(shù)全部到位。開(kāi)方計(jì)算發(fā)現(xiàn)了無(wú)理數(shù),偶然機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)了超越數(shù),實(shí)數(shù)全部到位。因?yàn)槠渌?jì)算的需求發(fā)現(xiàn)了虛數(shù),虛數(shù)和實(shí)數(shù)共同組成了復(fù)數(shù),并建立了復(fù)平面坐標(biāo)系。
延伸講個(gè)小猜想,數(shù)字還會(huì)擴(kuò)充嗎?實(shí)數(shù)軸和每個(gè)實(shí)數(shù)都是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,并且任何兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)其中間必定有一個(gè)數(shù)。個(gè)人認(rèn)為這是一個(gè)悖論,假設(shè)實(shí)數(shù)a和b是兩個(gè)不同且緊緊相鄰的實(shí)數(shù),則a和b中間只有一個(gè)數(shù)設(shè)為c,那么c這個(gè)數(shù)非常神奇,a和c、c和b一定是互不相等的數(shù),但是它們中間不再有任何實(shí)數(shù)分布!所以0.9999……不等于1,哈哈哈!我不是民科,這個(gè)東西我還是不敢去推翻的。
前段時(shí)間看了一部科幻電影,說(shuō)的是超光速飛行是很簡(jiǎn)單的,導(dǎo)致很多宇宙文明都發(fā)現(xiàn)了,地球人卻錯(cuò)過(guò)了一次次的機(jī)會(huì),但因禍得福,我們的科學(xué)技術(shù)均衡發(fā)展,其他宇宙文明卻被超光速飛行羈絆了其它科學(xué)技術(shù)。最終要來(lái)地球要飯吃。所以,我剛才的實(shí)數(shù)悖論會(huì)不會(huì)是被微積分給羈絆了思想?數(shù)字已經(jīng)由線發(fā)展到面,會(huì)不會(huì)發(fā)展到三維?歡迎點(diǎn)贊評(píng)論加關(guān)注。