第三章数与数系的发展.pptx

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1、第三章数与数系的发展主要内容原始人类的数感（NumberSence）数的抽象概念与数的符号数域扩张（简称“扩域”）形成五大数系公理化的方法创造超复数四元数一一对应的计数方法超限数的连续假设3.1数的起源“数和形的概念不是从其它任何地方，而是从现实世界中得来的。”对数的起源的进程归结为：依赖于本能感觉，形成一一对应的计数方法，建立集合的等价关系并给出其一个标准（或代表集合）规定符号。3.1.1数感数感，即感知事物多少的心理能力。原始人类较早的“有”与“无”、“多”与“少”的认识某些鸟类和黄蜂具有数感，例如，乌鸦的数感3.1.2一一对应计数法与进位制一一对应的计数方法例如，是

2、用手指计数物体的个数荷马（约公元前9~8世纪）的诗史中，独眼巨人波吕斐摩斯用石子计数羊只澳洲土著人用身体的各部分来对应自然数一一对应的计数方法很容易形成自然数的概念,它是数概念发展的重要途径。进位制当计数较多的实物时，人类学会了一次用更大的单位计数的方法。如，五进制：一五，一十，十五，二十，……十进制，这时从1到10的十个数都有自己的特殊名称，而从11开始，就用10的进位表示了。在英语中，eleven意指“剩下”或“比10多1”，twelve意指“比10多2”，thirteen即“3和10”，……；twenty意指“两个10”，而hundred则指“10个10”。古代巴比

3、伦人的六十进位制玛雅数系中的二十进位制计算机技术中的二进位制进位制的转化例如，四进制数（3021）4转化为十进制数的方法为：（3021）4=3·43+0·42+1·4+2=1983.1.3度量的数使用具有确定标准的容器、长度（称为单位）等去度量，度量出的次数之大小就产生量的概念。人类的度量活动是产生数概念的途径之一。度量数可以发展非整数性的小数和分数的概念如，毕德哥拉斯学派从音调的不同高度中抽象出数的理念，在古代中国的“黄钟起度”的传说图3.1是西汉末年王莽律嘉量斛的结构示意图；中间大的圆柱为斛量，中间底部圆柱形为斗，左右两边各有一耳，都呈圆柱形，左耳为升量，右耳上为合量

4、、下为龠量。3.1.4抽象的数数与被计算的东西分离开来了，出现了1，2，3，…这些无名数，无名数的出现标志着抽象的数概念的产生，怀特海（1861~1947）：“首先注意到七条鱼和七天的共同点的人毕竟使思想史前进了一大步。他是第一个具有纯数学观念的人”。教育的启示学会1、2、3，…的概念，并不意味着就可以脱离具体事物进行抽象的数的思维。相反，当人们接触到数的符号或名称时，仍然与那些需要计算对象的某些具体表象联系在一起。3.1.5神秘的数神秘数广泛存在于古代人类社会，数字在这里不表示什么同类的序列，也不用于最简单的数学运算，而是利用数本身的神秘性来预卜事物的未来。数被想象成具

5、有神秘属性的代表物，它便通过宗教、神话来影响人类的生活。原始人类对自然的认识是有限的，往往借助数——这个思维的抽象物，来解释世界上无法理解或控制的各种现象。于是神秘数就被不断用于卜筮、祈祷或其它宗教活动之中。甚至成为治国的工具。如，夏王朝的“天有九野，地有九州，王有九鼎，筹有《九畴》”的治国方针。夏王朝将天分为“九天”；地为“九州”，并将州的官员称为“牧”。九州牧贡铜，铸造九鼎，以九鼎象征九州，向天下昭示自己为九州之主。春秋时期，用于筹算的“九九”表在中国也普遍使用。这或许可以看出，神秘数与运算中的数在历史发展中的先后顺序。3.2数的表示方法3.2.1结绳与书契结绳记数成

6、为人类早期表示记数的方法图3.2台湾高山族的结绳（现藏中央民族大学）中国古籍上记有伏羲“结绳而治”。结绳记数成为人类早期表示记数的方法图3.3日本琉球群岛的结绳“书契”，就是刻划。“书”是划痕，“契”是刻痕如，在青海，1974年至1978年出土一批带刻口的骨片，是新石器时代末期用于记事、记数的实物。3.2.2文字记数新石器时代中晚期的遗址（西安半坡、山东城子崖等都出现了数字符号。如，在西安半坡人的遗址（距今约5000~6000年）中，发现陶器上刻的符号中有数字符号：“”（五）、“”（六）、“+”（七）、“”（八）、“”（十）、“”（二十）商代的甲骨文“金文”（“钟鼎文”或

7、“彝铭”）的十进制。个、十、百、千、万五个十进制的数字（尽管表达形式尚不统一）都能准确无误的给以表达。商代对于数字的表述尚未形成位值制，但在沿袭前人数字符号表示法的基础上，又创造了百、千、万等数字名称。表示数的符号在人类历史上经历了漫长的演变过程，一直到1522年所谓阿拉伯数码（叫印度数码更确切些）才被世界各国所接受。中国到1892年才开始采用阿拉伯数码，但数的写法还是竖写，直到20世纪才采用现代写法。3.2.3位值制记数法十进制的位值记数法，它不仅采用十进制，而且在不同位置上的数码，表示这个数码与10的某个幂次的乘积。即用位