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向量理论吉布斯和亥维赛严复解析几何理论诞生

更新时间:2024-03-22 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

摘要:向量是当今数学物理教育和研究中的基本概念,其理论也是这两门科学结合的成功范例之一。 因此,我们有必要了解矢量理论的诞生过程及其在中国的传播,以便使学生更好地掌握矢量的概念和理论。 本文探讨了向量的这两个方面。OZO物理好资源网(原物理ok网)

关键词:矢量论、吉布斯和赫维西、解析几何OZO物理好资源网(原物理ok网)

1.矢量论的诞生OZO物理好资源网(原物理ok网)

物理学和天文学科学问题的强烈刺激、泰特和麦克斯韦的基础性工作以及其他许多有利因素为一个新体系的诞生做好了准备。OZO物理好资源网(原物理ok网)

19世纪下半叶,美国数学家吉布斯和英国数学家赫维赛德出于对麦克斯韦《电磁学理论》的兴趣,转而阅读泰特关于四元数的著作。 他们发现四元数作为描述物理问题的数学工具非常不方便,于是大胆地彻底放弃了四元数方法,定义了两个向量的加减运算,并给出了它们的运算规则; 定义了向量乘法的两种基本形式:量积和向量积,导出了一些基本运算关系; 继哈密尔顿和麦克斯韦之后,重新定义了向量函数,并引入了向量的微分和积分运算。OZO物理好资源网(原物理ok网)

在吉布斯和赫维赛德看来,空间向量是不同于四元数的另一个独立的数学实体,其量积和向量积的定义是概念上的创新。 他们顺应时代的需要,依靠自己敏锐的判断力来决定四元数体系中哪些可以删除物理学家怀特,哪些可以选择。 他们在选择过程中进行了创造性的改进和修改,并融入了一些重要的新思想,使得四元数系统、原子系统在物理应用中的缺点在他们的新系统中消失了,完成了创建这个新系统的最后也是最关键的一步。OZO物理好资源网(原物理ok网)

吉布斯和赫维赛德的矢量理论在物理学界得到普遍认可后,物理学家和数学家开始在物理和数学的各个分支中广泛使用矢量语言。 现代数学意义上的矢量概念比物理学中的矢量概念有着更深层次的内涵。 它远远超出了原来的“有向线段”。 它包含极其丰富的对象,并已扩展到更高的维度。 空间或更抽象的空间。 现代向量论已经渗透到数学的各个领域,并且在物理、力学、天文学、生物力学等领域也得到了广泛的应用。OZO物理好资源网(原物理ok网)

2.媒介在中国的传播OZO物理好资源网(原物理ok网)

矢量是数学和物理学中的一个对象。 它是随着物理、数学知识的传入而传入中国的。OZO物理好资源网(原物理ok网)

1883年,美国传教士丁良出版了编译的《格物测电》一书。 丁浩良在书中曾用部首“双立人”来表示向量。 比如“定向距离”他就用“彳距离”来表达。 然而,到了清朝末年,译者对方向向量仍然没有足够的认识。OZO物理好资源网(原物理ok网)

向量在中国数学中的早期传播与四元数有关。 在中国第一个提到四元数的人大概是严复,另一位较早介绍四元数和向量的学者是周达。周达从日本访问回来时,带回了大量珍贵的资料。OZO物理好资源网(原物理ok网)

1911年辛亥革命后的高等教育导致了20世纪30年代和1940年代中国科学发展的高潮。 这一时期,含有向量论的著作或教科书不断出现,包括大量西方著作的汉译本,以及中国学者自己撰写的著作和教科书。 例如:徐云之译的英国数学家怀特海的《算术导论》,谢厚帆译的哈斯的《理论物理导论》; 萨本栋着的《普通物理》、李凡科学的《高中解析几何》、张永利着的《箭头计算的初步理论》、胡锦昌着的《箭头计算的理论》、《理论》和箭头计算的运动学”,何彦轩等着。OZO物理好资源网(原物理ok网)

这一时期,我国向量论领域的学者逐渐从早期的学习吸收阶段转向自主研究阶段。 除了上面发表的作品外,还出现了大量与向量相关的论文。OZO物理好资源网(原物理ok网)

同时,国内多所大学已将矢量内容列为数学、物理专业的必修课或选修课。 由此可见向量论在20世纪30年代和40年代我国高等教育中所发挥的重要地位。OZO物理好资源网(原物理ok网)

20世纪50年代,中国大学数学系大多教授解析几何中的矢量内容,并一直延续至今。OZO物理好资源网(原物理ok网)

1992年,我国教工委发布了关于中小学数学教育改革的若干建议,认为中小学教材内容必须大幅缩减,并根据需要进行更新。 此后,高等数学的一些基础内容被转移到中学。 飞机上的向量于1996年进入高中数学课程。向量是近年来中学数学课程中不断加强的部分。 向量,作为数字和形状融为一体的数学概念物理学家怀特,典型地体现了数字和形状相结合的思想,沟通了代数、几何和三角学之间的联系,在中学数学中发挥着应有的作用。OZO物理好资源网(原物理ok网)

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