正文 第2章 學科知識(1)(2 / 3)

然而,曆史終究公平地評價了他的創造,集合論在20世紀初已逐漸滲透到了各個數學分支,成為了分析理論、測度論、拓撲學及數理科學中必不可少的工具。20世紀初世界上最偉大的數學家Albert在德國傳播了康托的思想,把他稱為“數學家的樂園”和“數學思想最驚人的產物”。英國哲學家羅素把康托的工作譽為“這個時代所能誇耀的最巨大的工作”。

數學分類

從數學的研究領域可以將數學分成基礎數學、應用數學、計算數學、概率論與數理統計、運籌學與控製論等。

(1)基礎數學又稱為理論數學或純粹數學,是數學的核心部分,包含代數、幾何、分析三大分支,分別研究數、形和數形關係。

(2)應用數學簡單地說,即數學的應用。

(3)計算數學研究諸如計算方法(數值分析)、數理邏輯、符號數學、計算複雜性、程序設計等方麵的問題。該學科與計算機密切相關。

(4)概率統計分概率論與數理統計兩大塊。

(5)運籌學與控製論,運籌學是利用數學方法,在建立模型的基礎上,解決有關人力、物資、金錢等的複雜係統的運行、組織、管理等方麵所出現的問題的一門學科。

畢達哥拉斯曾說過數統治著宇宙。從人類祖先的茹毛飲血、刀耕火種到現在的下深海上九天,我們時刻都在用數學進行著思維的體操。數學突出著人類的發展,數學王國的疆域必將與我們現實世界大小息息相關。如果我們覺得世界太小,那麼首先要做的就是對數學的突破。

化學定義

化學之意。化學如同物理,因為化學為部分科“化學”一詞,若單從字麵解釋就是“變化的科學”皆為自然科學之基礎科學。很多人稱化學為“中心科學學學門的核心,如材料科學、納米科技、生物化學。

從開始用火的原始社會,到使用各種人造物質的現代社會,人類都在享用化學成果。人類的生活能夠不斷提高和改善,化學在其中起了重要的作用,它的成就是社會文明的重要標誌。

化學也如同物理學一樣經曆了漫長的階段才成為一門以實驗為基礎的科學。

化學發展簡史

化學的萌芽

古時候,原始人類為了他們的生存,在與自然界的種種災難進行抗爭中,發現和利用了火。原始人類從用火之時開始,由野蠻進人文明,同時也就開始用化學方法認識和改造天然物質。燃燒就是一種化學現象。繼而人類又陸續發現了一些物質的變化,如發現在翠綠色的孔雀石等銅礦石上麵燃燒炭火,會有紅色的銅生成。這樣,人類在逐步了解和利用這些物質的變化的過程中,製得了對人類具有使用價值的產品。人類逐步學會了製陶、冶煉;以後又懂得了釀造、染色等。這些由天然物質加工改造而成的製品,成為古代文明的標誌。在這些生產實踐的基礎上,萌發了古代化學知識。

古人曾根據物質的某些性質對物質進行分類,並企圖追溯其本源及其變化規律。公元前4世紀或更早,中國提出了陰陽五行學說,認為萬物是由金、木、水、火、土五種基本物質組合而成的,而五行則是由陰、陽二氣相互作用而成的。此說法是樸素的唯物主義自然觀,用“陰陽”這個概念來解釋自然界兩種對立和相互消長的物質勢力,認為二者的相互作用是一切自然現象變化的根源。此說法為中國煉丹術的理論基礎之一。

公元前4世紀,希臘也提出了與五行學說類似的火、風、土、水四元素說和古代原子論。這些樸素的元素思想,即為物質結構及其變化理論的萌芽。後來在中國出現了煉丹術,到了公元前2世紀的秦漢時代,煉丹術已頗為盛行,大致在公元7世紀傳到阿拉伯國家,與古希臘哲學相融合而形成阿拉伯煉丹術、阿拉伯煉金術,並於中世紀傳人歐洲,形成歐洲煉金術,後逐步演進為近代的化學。

與此同時,進一步分類研究了各種物質的性質,特別是相互反應的性能。這些都為近代化學的產生奠定了基礎,許多器具和方法經過改進後,仍然在今天的化學實驗中沿用。煉丹家在實驗過程中發明了火藥,發現了若幹元素,製成了某些合金,還製出和提純了許多化合物,這些成果我們至今仍在利用。

化學的中興

16世紀開始,歐洲工業生產蓬勃興起,推動了醫藥化學和冶金化學的創立和發展,使煉金術轉向生活和實際應用,繼而更加注意物質化學變化本身的研究。在元素的科學概念建立後,通過對燃燒現象的精密實驗研究,建立了科學的氧化理論和質量守恒定律,隨後又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律,為化學進一步科學的發展奠定了基礎。

19世紀初,建立了近代原子論,突出地強調了各種元素的原子質量為其最基本的特征,其中量的概念的引人,是與古代原子論的一個主要區別。近代原子論使當時的化學知識和理論得到了合理的解釋,成為說明化學現象的統一理論。分子假說提出後,建立了原子分子學說,為物質結構的研究奠定了基礎。門捷列夫發現元素周期律後,不僅初步形成了無機化學的體係,並且與原子分子學說一起形成化學理論體係。