想要了解数学发展史的同学们,其实不用去翻那些厚达上千页的辞典一般的正经数学史,看些轻松的材料同样会有很好的效果。比如我们可以从一些问题的诞生,论战,最后解决的线路入手,有些问题就像一只会下金蛋的鸡一样宝贵。了解了这些问题的历史,其实就了解了相当多的数学发展史了,比如费马大定理,素数的的研究历程就是一部精彩绝伦的数学史诗。当然了,今天要说的解方程的故事同样波澜壮阔,让人印象深刻。
《九章算术》——最早出现“方程”一词
方程,就是含有未知数的等式。“方程”一词可不是舶来品,“方程”一词最早出现在《九章算术》中,且基本与今天的方程同义。大家最先学习的就是一元一次方程,今天的人们很难想象,创造性地发明这个词的是康熙皇帝。“元”是未知数,“次”是最高项的阶数,简洁易懂,让人容易接受。康熙是不是中国历史最优秀的皇帝另当别论,但绝对是数学最好的皇帝。
人们对于方程最大的兴趣就是解出这个未知量x,对于一元二次方程的公式解,大概从方程研究刚刚开始的时候就已经有了圆满的解决。
16世纪的韦达发现了根与系数的关系,建立的韦达定理也深深折磨着中学时代的小朋友们。
数学家韦达
二次以下方程的解基本上没有任何阻力就被发现了,但是到了三次方程之后,数学界却一直挣扎了很久才有了满意的答案,16世纪,塔塔利亚,卡尔丹诺,费拉里在宫斗剧一般的竞争里逐步完善了三次,四次方程的公式解法。塔塔利亚用到的方法是用代换将三次降阶成二次,这样就可以用已经有过的公式法来解了,这种降阶的方法在四次方程的解法上同样有效。我在中学时代也曾特别想研究出三次方程的根式解法,那个时候的小县城网络太不发达,也没有什么外来的资料。然而闭门造车,苦苦探索一个月之后,还是宣告失败。
值得一提的是,正是对于二次,三次方程的研究,让人们开辟了i这个虚数单位,将人类所认识的数扩展到复数域。