数学历史故事50字数学历史故事

最终 • 2023-02-21 09:31:07 • 热点资讯

本文为“2022年第四届数学文化征文活动

从数学文化和个人影响的角度剖析对数的历史

作者 : 朱雨婷

作品编号：049

一、数学文化

数学，是一切自然科学的基础，却也如同浩瀚宇宙般神秘、玄妙而富有魅力。一旦跨入数学之门，随之而来的便是夺目耀眼的一颗颗人类智慧的明珠。

古往今来，无数的数学家穷尽一生，苦心孤诣，一砖一瓦地筑起了名为数学的殿堂。数学文化，正是诞生于这座宏伟殿堂的一种文化现象。它包括了狭义的数学的思想、精神、方法、观点、语言，以及广义的数学家，数学史，数学美和数学教育等。从历史上看，古希腊和文艺复兴时期的文化名人，往往本身就是数学家。著名的代表人物如柏拉图、泰勒斯和达·芬奇。晚近以来，爱因斯坦、希尔伯特、罗素、冯·诺依曼等文化名人也都是20世纪数学文明的缔造者。而数学文化也依托着诸多像他们一样的学者的努力变得越来越丰富，越来越精彩。简而言之，数学文化就是数学史，数学美，数学家，数学精神的综合体。

我的高中数学老师是个很有趣的人，他总会在引出一个新篇章时给我们介绍相关的发明历史。在他的影响下，那些课本上的知识在我的眼中都不是死板的文字，而是一个个生动的人物和故事。每当数学课铃响，我的心里已经期待起了今日的数学故事。而其中我最感兴趣的就是对数的发明过程。

二、大数乘法的简化过程

我相信，大多数人和我一样，在运算乘法时运用的都是小学里教的。这个方法在日常生活中运用起来问题不大，但是若是运用到天文等大数的运算中，尤其是用在许多数字连乘中则会非常繁琐，耗时也长。为此，世界上许多科学家孜孜不倦地探索着大数相乘的简化方法。

1960年，23岁的俄罗斯数学家安纳托利·卡拉苏巴参加了由20世纪最伟大数学家之一的安德烈·科尔莫戈罗夫主持的研讨会。柯尔莫戈罗夫在会上断言，没有少于n^2个步骤的通用乘法过程。卡拉苏巴认为并非如此。经过一周的努力，他找到了更快进行乘法运算的新方法。这件事提醒着我：我们要坚持真理，不能盲从权威，对于任何事情都要有质疑精神。给出任何一个结论都需要自己先进行充分的探索，再适当参考他人的想法。

之后，德国数学家阿诺德?肖恩哈格和沃克尔?斯特拉森、富勒相继提出了更好的算法。直到2019年哈维和范德霍芬的算法证明了乘法可以在n×log n步内完成，这也是目前所能达到的最快最高效的算法。

这个历时弥久的简化之路暂时告一段落了，但是探索之路，创新之路还远远不止如此。他们都让我深刻地明白了质疑精神的重要性。

在学术上，以上几位学者能取得突破性进展的基础都是同一因素：对数。

三、对数概念的提出

18世纪大数学家拉普拉斯曾说对数“用缩短计算的时间来使天文家的寿命加倍”。这个说法毫不夸张。这个令无数天文学家“延年益寿”的数学家就是纳皮尔。

纳皮尔对数字计算特别有研究。球面三角中的“纳皮尔比拟式”，“纳皮尔圆部法则”，以及作乘除法用的“纳皮尔算筹”都很有名。他发明对数的动机也正是为了简化球面三角的计算。但是这些相比对数而言都不值一提，对数的发明向来为人津津乐道，最令人惊奇的地方就在于，它的发明先于指数。

以下是纳皮尔发明对数的方法的现代术语说明。