探索代数学体系结构的演变历程
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因此,第一个代数是初等代数。初等代数作为数学的一个独立分支,经历了漫长的历史过程,我们很难用一个特定的时代作为它出现的标志。从历史上看,它大致经历了三个不同的阶段:
文字代数,即用文字语言表达运算对象和过程;
简化代数,用简化的文字来表达运算的内容和步骤;
符号代数,即广泛使用的抽象字母符号。
从字面代数到符号代数的演变过程,就是初等代数从不成熟到更加成熟的发展过程。
在这个过程中,17世纪法国数学家笛卡尔做出了杰出的贡献。他是第一个主张用x、y、z来表示未知数的人。他提出和使用的许多符号与现代书写方法基本一致。
随着数学的发展和社会实践的深入,代数的研究对象不断扩大,其思维方法不断创新。代数也从低级形式发展到高级形式,从初等代数发展到高级代数。高等代数内容丰富,分支学科众多,其中最基本的分支学科如下:
(1)线性代数:讨论线性方程(线性方程组)的代数部分。重要的工具是行列式和矩阵。
(2)多项式代数:主要利用多项式的性质讨论代数方程根的计算和分布,包括整除理论、最大公因数、因式分解定理、多重因式等。
(3)群论:研究群性质的代数分支,是抽象代数的一个领域。群是一个具有运算的抽象代数系统。群的概念最早由法国青年数学家伽罗瓦在19世纪初提出,伽罗瓦成为群论的创始人。群论发展至今,已获得丰富的内容和广泛的应用。
(4)环理论:研究环性质的代数分支。它是抽象代数的一个发展领域。环是具有两种运算的抽象代数系统,具有许多独特的性质。一种特殊的环称为场。如果字段的元素是数字,则称为数字字段。基于域的概念,形成了抽象代数的另一个领域————域理论。
(5)布尔代数:又称二元代数、逻辑代数或切换代数,是一个具有三种运算的抽象代数系统。布尔代数是由英国数学家布尔在1840 年代创建的。近几十年来,布尔代数已广泛应用于电路设计、自动化系统和电子计算机设计中。
此外,还有格论、李代数、同调代数等子学科。
高等代数和初等代数在思维方法上有很大的区别。初等代数是计算性的,仅限于研究实数和复数等特定数字系统,而高级代数是概念性和公理化的,其对象是一般抽象代数系统。因此,高等代数比初等代数具有更高的抽象性和更大的通用性,这使得高等代数的应用范围更广。向抽象性和普遍性发展是现代代数的一个重要特征。
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