邮票中的数学史

数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学。简单地说,就是研究数和形的科学。数学在人类社会的发展中有着非常重要的地位,也被看作是一个民族和一个国家发展的标志,因此数学的发展也成为世界各国方寸上的一大主题。

由于生活和劳动上的需求,即使是最原始的民族,也知道简单的计数,并由用手指或实物计数发展到用数字计数。尼加拉瓜于1970年发行的有关数学发展邮票中的第一枚,表现了古代人类简单进行加减时的情景。在中国,最迟在商代,即已出现用十进制数字表示大数的方法;至秦汉之际,已出现完满的十进位制。在不晚于公元一世纪的《九章算术》中,已计载了只有位值制才有可能进行的开平方、开立方的计算法则,并载有分数的各种运算以及解线性联立方程组的方法,还引入了负数概念。而这部数学巨著的作者就是著名的汉代数学家刘徽。

除了刘徽以来,中国古代另外一位享誉世界的数学家就是祖冲之。作为我国南北朝时的科学家,其在数学、历法、机械制造等方面都有卓越贡献。

至于巴比伦、埃及、希腊文化的欧洲地区,则偏重于数的性质及这些性质间的逻辑关系的研究,其中早期较为著名的数学家有毕达哥拉斯,其以发现勾股定理(西方称毕达哥拉斯定理)著称于世。虽然这定理早已为巴比伦人和中国人所知,不过最早的证明大概可归功于毕达哥拉斯。1955年希腊发行的一张邮票,图案是由三个棋盘排列而成,象征着勾股定理。

至近代,数的概念更进一步抽象化,并依据数的不同运算规律,对一般的数系统进行了独立的理论探讨,形成数学中的若干不同分支。其中意大利学者帕西奥里(LucaPacioli)在其1494年出版的《算术、几何、比与比例概要》一书中的第1部第9篇第11节,以“计算与记录详论”为题,系统介绍了当时流行的“威尼斯簿记法”,并结合数学原理从理论上加以概括,为会计学的产生奠定了基础。

16世纪时,韦达以文字代替方程系数,引入了代数的符号演算。对代数方程解的性质进行探讨,是从线性方程组引出的行列式、矩阵、线性空间、线性变换等概念与理论的出现;从代数方程导致复数、对称函数等概念的引入以至伽罗华理论与群论的创立。而近代极为活跃的代数几何,则无非是高次联立代数方程组解所构成的集合的理论研究。而对于近代数学作为重大贡献的另一位数学家就是费尔马(PierredeFermat),其出生于1601年,是当时著名的业余数学家,其职业是律师,然而他在数学上的成就一点也不亚于专业数学家,他在数的性质、概率和几何方面有很多发现,是17世纪初两位最伟大的数学家之一,另一位则是笛卡尔。为2001年法国邮政发行的费尔马邮票。

17世纪笛卡尔提出了系统的把几何事物用代数表示的方法及其应用。在其启迪之下,经莱布尼茨、牛顿等的工作,发展成了现代形式的坐标制解析几何学,使数与形的统一更臻完美,不仅改变了几何证题过去遵循欧几里得几何的老方法,还引起了导数的产生,成为微积分学产生的根源。这是数学史上的一件大事。莱布尼茨和牛顿邮票。

18世纪后,以解析几何与微积分这两个有力工具的创立为契机,数学以空前的规模迅猛发展,出现了无数分支。19世纪后期,出现了集合论,还进入了一个批判性的时代,由此推动了数理逻辑的形成与发展,也产生了把数学看作是一个整体的各种思潮和数学基础学派。

中国的数学体系在宋元时期达到高峰以后,陷于停顿且几至消失。新中国成立之后,以陈景润、华罗庚为代表的中国数学家将中国的数学重新站在了世界领先地位,特别是陈景润在哥德巴赫猜想研究方面取得国际领先的成果。这一成果国际上誉为“陈氏定理”,受到广泛引用。其后对上述定理又作了改进,并于1979年初完成论文《算术级数中的最小素数》,将最小素数从原有的80推进到16,受到国际数学界好评。而华罗庚主要从事解析数论、矩阵几何学、典型群、自守函数论、多复变函数论、偏微分方程、高维数值积分等领域的研究与教授工作并取得突出成就。在中国的方寸上也留下了这两位数学家的身影,其中在中国现代科学家系列邮票第一组就展现了华罗庚的风采,而在1999年发行的《科技成果》邮票中我们也可以看到陈景润的哥德巴赫猜想,除了这两位数学家之外,在1992年发行的《中国现代科学家(三)》上我们还可以看到数学家熊庆来的风采。