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第2章 数学之要务

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《归纳科学的哲学》第一部分第二册第一章第四节(伦敦,1858年)

几何、算数、代数诸科之理,推之万象变迁皆可贯通。故究物象律则之学,若天文、光学、力学者,其泰半皆数理相度之事。是类学问,世称「杂数」,盖度与数之理,杂糅实测之旨;而几何、代数诸科,不假经验,是为「纯数学」。——威廉·惠威尔《归纳科学之哲学》第一编卷二第一章第四节(伦敦,1858年)

=108= 高等数学是研究自然现象间数量关系的推理艺术;高等数学的各个分支就是从不同角度来考察这些关系的方法。——J·W·梅勒

《化学与物理专业学生高等数学》(纽约,1902年)前言

高等数学者,所以推度万象数理相关之艺也;其诸支派,实乃观照此理之异途耳。——梅勒

《理化生高等数术指南》(纽约,1902年)弁言

=109= 数、位置和组合......这是三个相互交叉但又截然不同的思想领域,所有数学概念都可以归入其中某一个或多个领域。——J·J·西尔维斯特《哲学杂志》第24卷(1844年)第285页;《数学论文集》第1卷第91页

数、位置、组合……此三者,理虽相交而界域分明,凡数理之思,罔不归焉。——西尔维斯特《哲学杂志》廿四卷(1844年)第285页;《算学文钞》卷一第91页

=110= 有三个主导思想,或者说三个思想领域,贯穿整个数学科学体系。每个数学真理都可以归入其中一个或几个领域:这就是数、空间和顺序这三个基本概念。

算术研究抽象数字的性质。在作为运算科学的代数中,顺序是主导思想。几何学的任务则是推演空间的性质,或者研究存在于空间中的物体的性质。——J·J·西尔维斯特

《几何学试讲》,约克英国科学促进会报告(1844年)第二部分;《数学论文集》第2卷第5页

数学之学,贯以三端精义,或谓三大思域,诸般数理真谛,咸可统摄于一域或数域之中,此即数、空间、顺序三基要也。

算术者,专研抽象之数之性;代数作为运算之学,以顺序为纲;几何之务,则在推衍空间之特质,兼究空间诸物之属性。

——J·J·西尔维斯特《几何学试讲》,载《约克英国科学促进会报告》(1844年)第二编;《数学论文集》第二卷,第五页

=111= 纯数学的研究对象是通过假设某些元素包含在某个有序流形中,而在任何构想元素之间建立的概念关系;这个流形的排序规律必须由我们选择;在唯一可设想的两种流形(离散的和连续的)中都是这种情况。——E·帕佩里茨

《论纯数学科学体系》,《德国数学家联合会年报》第1卷第36页

纯数学之所究,乃设元素含于有序流形,而推其概念之关联。此流形之序律,可任我择取;离散连续二种流形,皆如是也。——帕佩里茨

《纯数科学体系论》,《德意志算学会年报》卷一第36页

=112= 纯数学并不关心量的大小。它只是关于相对有序的思维操作的符号理论,这些操作已经变得机械化。——诺瓦利斯《着作集》(柏林,1901年)第二部分第282页

纯数学非关量也,乃机械思维操作之符号规范耳。——诺瓦利斯《文集》(柏林,1901年)第二册第282页

=113= 任何能够通过有限数量的规定(比如指定有限数量的元素)来明确和完全确定的概念,都是数学概念。数学的功能就是发展一组数学概念定义中所蕴含的推论。这组概念成员之间的相互依赖和逻辑一致性是必须的,否则这组概念要么需要被当作几个不同的组来处理,要么就超出了数学的范畴。——乔治·克里斯塔尔

《大英百科全书》(第九版),条目

凡概念能由有限条件确断者(如指定有限元素),皆为数学概念。数理之职,在推演概念群定义所含之必然。若群中诸元互依且逻辑自洽,可为一系;不然,则当别论,或非数理所辖。——克里斯塔尔《大英百科全书》(第九版)「数学」条

114. 纯粹的形式科学,即逻辑与数学,研究那些独立于对象具体内容或实质的关系。数学尤其处理涉及数量、度量和数字概念的客体间关系。——汉克尔《复数系统理论》(莱比锡,1867),第1页。

纯粹形式之学,逻辑与数学,究事物之关系,不拘其质与内容。数学尤重度量、数与大小之比。——汉克尔《复数数系论》(莱比锡,1867),页一。

115. 量是按照固定且自洽的规律进行运算的对象。运算者与被运算者的意义皆由这些规律决定。在普通代数中,这些规律即交换律、结合律和分配律;在四元数代数中,除乘法交换律不成立外,其余相同。或许有人质疑此定义是否充分或明确,但读者应思考:该定义必须涵盖皮尔斯的线性代数、逻辑代数等可能尚未发展的体系。——克里斯塔尔《大英百科全书》(第九版)“数学”条目。

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