數論最早大約從公元前500年開始出現,數論的先驅是畢達哥拉斯(畢達哥拉斯生于公元前500年、卒于公元前490年,古希臘數學家、哲學家。他認為,無論是解說外在物質世界,還是描寫内在精神世界,都不能沒有數學!他也是最早悟出萬事萬物背後都有數的法則在起作用的)。畢達哥拉斯認為世界構成于數量關系,數是整個自然的本原。畢達哥拉斯學派将數的抽象概念提到突出地位,認為世間萬物都可以用整數或整數的比表示。
現在學習數論時,教材明确數論在自然數範圍内研究,而且不包括0。這是什麼原因呢?我們先來了解一下有關數學史:
“0”在公元500年才被印度人創造出來,比數論的出現晚了1000年。
小數最早出現在公元250年(劉徽)。
分數出現于公元260年(《九章算術》第三章“衰分”)。
由此可以看出,研究數論時并沒有0、小數、分數,更沒有負數。畢達哥拉斯時代的數就是非0自然數(後期出現無理數)。但現在研究數論時,0還是時有時無,0不是誰的因數,但0又是非0自然數的倍數,0不是質數或合數,但0又是偶數。之所以造成這樣的混亂,與數論中一些概念的現實解讀有關系。我們先來看看《幾何原本》中對數論概念的闡述:
整除:一個較大數能被一個較小數測盡,就說較大數能被較小數整除,或較小數能整除較大數。
倍數、因數:若一個較大數能被一個較小數測盡(整除),那麼較大數是較小數的倍數,較小數是較大數的因數。
偶數:能分成相等兩部分的數是偶數。
奇數:不能分成相等兩部分的數是奇數。
質數:隻能為一個單位量測盡的數是質數。
合數:能被某數測盡的數是合數。
……
現在關于數論的一些概念都做了修改,其中變化最大的是“偶數”概念。現在的偶數概念是“能被2整除的數是偶數”,認為0也能被2整除, 0是2的倍數,這樣0就是偶數。但從偶數的最原始概念看,偶數是能分成相等兩部分的數,0能分成相等兩部分嗎?很顯然不能。如果從原始概念考察,0也不是誰的倍數。0表示一個數量單位也沒有,它是最小自然數,隻能用它本身來測量,0裡面有0個0,即0÷0=0,這是不成立的等式,所以關于0是什麼數的倍數也是不成立的。至于根據0×5=0,推理0÷5=0,這不是關于數論的概念,而是乘除法互逆關系的表示。
數論産生的時候,所指的數都表示“可度量”,所以,在論述一些概念時,用“測”的方式闡述。我們現在一般認為“測”是指長度、面積、體積等幾何方面的量。但這是連續量,數論中的數表示的是離散量。要測量就要有單位,自然數的單位是“1”,即1個單位數量,所有自然數都能被1測盡,所以1是所有自然數的因數。5是15的因數,因為5能測盡15,需要測3次,用除法表示這個測量過程:15÷5=3。
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