Toán học – Lịch sử và sự ra đời của toán học cổ đại

Toán học là một lĩnh vực kiến thức đã phát triển qua nhiều thế kỷ, bắt đầu từ thời kỳ cổ đại và tiếp tục phát triển đến ngày nay. Dưới đây là một tổng quan về lịch sử và sự phát triển của toán học từ cổ đại đến hiện đại:

1. Toán học cổ đại (các nền văn minh cổ đại):
   • Cổ đại Ai Cập: Người Ai Cập cổ đại đã sử dụng kiến thức toán học để giải quyết các vấn đề liên quan đến xây dựng cấu trúc và quản lý đất đai.
   • Toán học Mesopotamia: Các vùng đất ngày nay là Iraq và Iran đã phát triển kiến thức toán học, bao gồm việc sử dụng hệ thống đếm đối số cơ số 60 (hệ thập lục phân) và giải các bài toán về diện tích và thể tích.
2. Toán học Hy Lạp cổ đại:
   • Thales: Thales of Miletus, một trong những nhà toán học đầu tiên, được coi là “người cha của toán học Hy Lạp.”
   • Euclid: Euclid đã viết “Các nguyên tắc” (Elements), tác phẩm toán học quan trọng nhất trong lịch sử, nơi ông xây dựng hệ thống hình học.
3. Toán học Ấn Độ cổ đại:
   • Aryabhata: Aryabhata là một nhà toán học và thiên văn học Ấn Độ cổ đại. Ông viết “Aryabhatiya,” một trong những tác phẩm toán học Ấn Độ cổ đại quan trọng nhất.
4. Thời Trung cổ và Toán học Hồi giáo:
   • Al-Khwarizmi: Al-Khwarizmi, người có tên góp phần vào từ “algorithm,” là một nhà toán học và nhà lý luận số học nổi tiếng trong thời kỳ Hồi giáo.
5. Toán học Châu Âu thời Trung cổ:
   • Leonardo Fibonacci: Fibonacci đã đưa ra chuỗi Fibonacci, một chuỗi số có ứng dụng rộng trong toán học và khoa học máy tính.
6. Toán học Hiện đại:
   • Toán học hiện đại đã phát triển qua nhiều giai đoạn, bao gồm giai đoạn Cách mạng Toán học, đối tượng toán học trừu tượng, toán học ứng dụng và tích hợp với khoa học máy tính.
7. Các nhà toán học nổi tiếng: Các nhà toán học nổi tiếng bao gồm Isaac Newton, Carl Friedrich Gauss, Leonhard Euler, và nhiều nhà toán học khác đã đóng góp quan trọng cho sự phát triển của toán học.

Toán học hiện đại bao gồm nhiều lĩnh vực, từ đại số, hình học, phân tích, xác suất, đến lý thuyết động cơ, mã hóa thông tin, và nhiều lĩnh vực khác. Toán học đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ và vẫn tiếp tục phát triển ngày nay.

[1]Euclid, nhà toán học Hy Lạp, thế kỷ thứ 3 trước Tây lịch, theo hình dung của họa sĩ Raphael, trong một chi tiết của bức họa “Trường Athens”.

Toán học hay toán là ngành nghiên cứu trừu tượng về những chủ đề như: lượng (các con số),[2] cấu trúc,[3] không gian, và sự thay đổi.[4][5][6] Các nhà toán học và triết học có nhiều quan điểm khác nhau về định nghĩa và phạm vi của toán học.[7][8]

Các nhà toán học tìm kiếm những mô thức [ 9 ] [ 10 ] và sử dụng chúng để tạo ra những giả thuyết mới. Họ lý giải tính đúng đắn hay sai lầm đáng tiếc của những giả thuyết bằng những chứng tỏ toán học. Khi những cấu trúc toán học là quy mô tốt cho hiện thực, lúc đó suy luận toán học hoàn toàn có thể phân phối sự hiểu biết thâm thúy hay những tiên đoán về tự nhiên. Thông qua việc sử dụng những giải pháp trừu tượng và lôgic, toán học đã tăng trưởng từ việc đếm, đo lường và thống kê, thống kê giám sát, và điều tra và nghiên cứu có mạng lưới hệ thống những hình dạng và hoạt động của những đối tượng người tiêu dùng vật lý. Con người đã ứng dụng toán học trong đời sống từ rất lâu rồi. Việc tìm giải thuật cho những bài toán hoàn toàn có thể mất hàng năm, hay thậm chí còn hàng thế kỷ. [ 11 ]

Những lập luận chặt chẽ xuất hiện trước tiên trong nền toán học Hy Lạp cổ đại, đáng chú ý nhất là trong tác phẩm Cơ sở của Euclid. Kể từ những công trình tiên phong của Giuseppe Peano (1858–1932), David Hilbert (1862–1943), và của những nhà toán học khác trong thế kỷ 19 về các hệ thống tiên đề, nghiên cứu toán học trở thành việc thiết lập chân lý thông qua suy luận lôgic chặt chẽ từ những tiên đề và định nghĩa thích hợp. Toán học phát triển tương đối chậm cho tới thời Phục hưng, khi sự tương tác giữa những phát minh toán học với những phát kiến khoa học mới đã dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng những phát minh toán học vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.[12]

Toán học được sử dụng trên khắp quốc tế như một công cụ thiết yếu trong nhiều nghành nghề dịch vụ, gồm có khoa học, kỹ thuật, y học, và kinh tế tài chính. Toán học ứng dụng, một nhánh toán học tương quan đến việc ứng dụng kỹ năng và kiến thức toán học vào những nghành khác, thôi thúc và sử dụng những ý tưởng toán học mới, từ đó đã dẫn đến việc tăng trưởng nên những ngành toán trọn vẹn mới, ví dụ điển hình như thống kê và kim chỉ nan game show. Các nhà toán học cũng dành thời hạn cho toán học thuần túy, hay toán học vị toán học. Không có biên giới rõ ràng giữa toán học thuần túy và toán học ứng dụng, và những ứng dụng thực tiễn thường được tò mò từ những gì khởi đầu được xem là toán học thuần túy. [ 13 ]

Từ “mathematics” trong tiếng Anh bắt nguồn từ μάθημα (máthēma) trong tiếng Hy Lạp cổ, có nghĩa là “thứ học được”,[14] “những gì người ta cần biết,” và như vậy cũng có nghĩa là “học” và “khoa học”; còn trong tiếng Hy Lạp hiện đại thì nó chỉ có nghĩa là “bài học.” Từ máthēma bắt nguồn từ μανθάνω (manthano), từ tương đương trong tiếng Hy Lạp hiện đại là μαθαίνω (mathaino), cả hai đều có nghĩa là “học.” Trong tiếng Việt, “toán” có nghĩa là tính; “toán học” là môn học về toán số.[15] Trong các ngôn ngữ sử dụng từ vựng gốc Hán khác, môn học này lại được gọi là số học.

Sự tiến hóa của toán học hoàn toàn có thể nhận thấy qua một loạt ngày càng tăng không ngừng về những phép trừu tượng, hay qua sự lan rộng ra của nội dung ngành học. Phép trừu tượng tiên phong, mà nhiều loài động vật hoang dã có được, [ 16 ] có lẽ rằng là về những số lượng, với nhận thức rằng, ví dụ điển hình, một nhóm hai quả táo và một nhóm hai quả cam có cái gì đó chung, ở đây là số lượng quả trong mỗi nhóm .Các dẫn chứng khảo cổ học cho thấy, ngoài việc biết đếm những vật thể vật lý, con người thời tiền sử hoàn toàn có thể cũng đã biết đếm những đại lượng trừu tượng như thời hạn – ngày, mùa, và năm. [ 17 ]Đến khoảng chừng năm 3000 trước Tây lịch thì toán học phức tạp hơn mới Open, khi người Babylon và người Ai Cập khởi đầu sử dụng số học, đại số, và hình học trong việc tính thuế và những giám sát kinh tế tài chính khác, trong thiết kế xây dựng, và trong quan sát thiên văn. [ 18 ] Toán học được sử dụng sớm nhất trong thương mại, đo đạc đất đai, hội họa, dệt, và trong việc ghi nhớ thời hạn .Các phép tính số học cơ bản trong toán học Babylon ( cộng, trừ, nhân, và chia ) Open tiên phong trong những tài liệu khảo cổ. Giữa năm 600 đến 300 trước Tây lịch, người Hy Lạp cổ đã mở màn điều tra và nghiên cứu một cách có mạng lưới hệ thống về toán học như một ngành học riêng, hình thành nên toán học Hy Lạp. [ 19 ] Kể từ đó toán học đã tăng trưởng vượt bậc ; sự tương tác giữa toán học và khoa học đã đem lại nhiều thành quả và quyền lợi cho cả hai. Ngày nay, những ý tưởng toán học mới vẫn liên tục Open làm cho toán học ngày càng phong phú hơn .

Cảm hứng, thuần túy ứng dụng, và vẻ đẹp[sửa|sửa mã nguồn]

Toán học phát sinh ra từ nhiều kiểu bài toán khác nhau. Trước hết là những bài toán trong thương mại, đo đạc đất đai, kiến trúc, và sau này là thiên văn học ; thời nay, toàn bộ những ngành khoa học đều gợi ý những bài toán để những nhà toán học điều tra và nghiên cứu, ngoài những còn nhiều bài toán phát sinh từ chính bản thân ngành toán. Chẳng hạn, nhà vật lý Richard Feynman đã ý tưởng ra tích phân lộ trình ( path integral ) cho cơ học lượng tử bằng cách phối hợp suy luận toán học với sự hiểu biết thâm thúy về mặt vật lý, và kim chỉ nan dây – một kim chỉ nan khoa học vẫn đang trong quá trình hình thành với cố gắng nỗ lực thống nhất tổng thể những tương tác cơ bản trong tự nhiên – liên tục gợi hứng cho những kim chỉ nan toán học mới. [ 20 ] Một số triết lý toán học chỉ có ích trong nghành đã giúp tạo ra chúng, và được vận dụng để giải những bài toán khác trong nghành đó. Nhưng thường thì toán học sinh ra trong một nghành nghề dịch vụ hoàn toàn có thể hữu dụng trong nhiều nghành, và góp phần vào kho tàng những khái niệm toán học .Các nhà toán học phân biệt ra hai ngành toán học thuần túy và toán học ứng dụng. Tuy vậy những chủ đề toán học thuần túy thường tìm thấy một số ít ứng dụng, ví dụ điển hình như triết lý số trong ngành mật mã học. Việc ngay cả toán học ” thuần túy nhất ” hóa ra cũng có ứng dụng thực tiễn chính là điều mà Eugene Wigner gọi là ” sự hữu hiệu đến mức khó tin của toán học “. [ 21 ] Giống như trong hầu hết những ngành học thuật, sự bùng nổ tri thức trong thời đại khoa học đã dẫn đến sự chuyên môn hóa : lúc bấy giờ có hàng trăm nghành toán học chuyên biệt và bảng phân loại những chủ đề toán học đã dài tới 46 trang. [ 22 ] Một vài nghành nghề dịch vụ toán học ứng dụng đã nhập vào những nghành tương quan nằm ngoài toán học và trở thành những ngành riêng, trong đó có Xác Suất, vận trù học, và khoa học máy tính .

Những ai yêu thích ngành toán thường thấy toán học có một vẻ đẹp nhất định. Nhiều nhà toán học nói về “sự thanh lịch” của toán học, tính thẩm mỹ nội tại và vẻ đẹp bên trong của nó. Họ coi trọng sự giản đơn và tính tổng quát. Vẻ đẹp ẩn chứa cả bên trong những chứng minh toán học đơn giản và gọn nhẹ, chẳng hạn chứng minh của Euclid cho thấy có vô hạn số nguyên tố, và trong những phương pháp số giúp đẩy nhanh các phép tính toán, như phép biến đổi Fourier nhanh. Trong cuốn sách Lời bào chữa của một nhà toán học[6] (A Mathematician’s Apology) của mình, G. H. Hardy tin rằng chính những lý do về mặt thẩm mỹ này đủ để biện minh cho việc nghiên cứu toán học thuần túy. Ông nhận thấy những tiêu chuẩn sau đây đóng góp vào một vẻ đẹp toán học: tầm quan trọng, tính không lường trước được, tính không thể tránh được, và sự ngắn gọn.[23] Sự phổ biến của toán học vì mục đích giải trí là một dấu hiệu khác cho thấy nhiều người tìm thấy sự sảng khoái trong việc giải toán…

Ký hiệu, ngôn từ, tính ngặt nghèo[sửa|sửa mã nguồn]

Leonhard Euler, người tạo ra và phổ biến hầu hết các ký hiệu toán học được dùng ngày nay.Hầu hết những ký hiệu toán học đang dùng ngày này chỉ mới được ý tưởng vào thế kỷ 16. [ 24 ] Trước đó, toán học được viết ra bằng chữ, quy trình nhọc nhằn này đã cản trở sự tăng trưởng của toán học. [ 25 ] Euler ( 1707 – 1783 ) là người tạo ra nhiều trong số những ký hiệu đang được dùng thời nay. Ký hiệu văn minh làm cho toán học trở nên dễ hơn so với chuyên viên toán học, nhưng người mới khởi đầu học toán thường thấy nản lòng. Các ký hiệu cực kỳ ngắn gọn : một vài hình tượng tiềm ẩn rất nhiều thông tin. Giống ký hiệu âm nhạc, ký hiệu toán học văn minh có cú pháp ngặt nghèo và tiềm ẩn thông tin khó hoàn toàn có thể viết theo một cách khác đi .

Ngôn ngữ toán học có thể khó hiểu đối với người mới bắt đầu. Những từ như hoặc và chỉ có nghĩa chính xác hơn so với trong lời nói hàng ngày. Ngoài ra, những từ như mở và trường đã được cho những nghĩa riêng trong toán học. Những thuật ngữ mang tính kỹ thuật như phép đồng phôi và khả tích có nghĩa chính xác trong toán học. Thêm vào đó là những cụm từ như nếu và chỉ nếu nằm trong thuật ngữ chuyên ngành toán học. Có lý do tại sao cần có ký hiệu đặc biệt và vốn từ vựng chuyên ngành: toán học cần sự chính xác hơn lời nói thường ngày. Các nhà toán học gọi sự chính xác này của ngôn ngữ và logic là “tính chặt chẽ.”

Các nghành nghề dịch vụ toán học[sửa|sửa mã nguồn]

Nói chung toán học hoàn toàn có thể được chia thành những ngành học về lượng, cấu trúc, khoảng trống, và sự biến hóa ( tức là số học, đại số, hình học, và giải tích ). Ngoài những mối chăm sóc chính này, toán học còn có những nghành khác khảo sát mối quan hệ giữa toán học và những ngành khác, như với logic và kim chỉ nan tập hợp, toán học thực nghiệm trong những ngành khoa học khác nhau ( toán học ứng dụng ), và gần đây hơn là sự nghiên cứu và điều tra ngặt nghèo về tính bất định .

Nền tảng và triết học[sửa|sửa mã nguồn]

Để làm rõ nền tảng toán học, nghành logic toán học và kim chỉ nan tập hợp đã được tăng trưởng. Logic toán học gồm có điều tra và nghiên cứu toán học về logic và ứng dụng của logic hình thức trong những nghành nghề dịch vụ toán học khác. Lý thuyết tập hợp là một nhánh toán học nghiên cứu và điều tra những tập hợp hay tập hợp những đối tượng người tiêu dùng. Lý thuyết phạm trù, tương quan đến việc giải quyết và xử lý những cấu trúc và mối quan hệ giữa chúng bằng chiêu thức trừu tượng, vẫn đang liên tục tăng trưởng. Cụm từ ” khủng hoảng cục bộ nền tảng ” nói đến công cuộc tìm kiếm một nền tảng toán học ngặt nghèo diễn ra từ khoảng chừng năm 1900 đến 1930. [ 26 ] Một số sự không tương đồng về nền tảng toán học vẫn còn sống sót cho đến thời nay. Cuộc khủng hoảng cục bộ nền tảng nổi lên từ 1 số ít tranh cãi thời đó, trong đó có những tranh cãi tương quan đến triết lý tập hợp của Cantor và cuộc tranh cãi giữa Brouwer và Hilbert .

Khoa học máy tính lý thuyết bao gồm lý thuyết khả tính (computability theory), lý thuyết độ phức tạp tính toán, và lý thuyết thông tin. Lý thuyết khả tính khảo sát những giới hạn của những mô hình lý thuyết khác nhau về máy tính, bao gồm mô hình máy Turing nổi tiếng. Lý thuyết độ phức tạp nghiên cứu khả năng có thể giải được bằng máy tính; một số bài toán, mặc dù về lý thuyết có thể giải được bằng máy tính, cần thời gian hay không gian tính toán quá lớn, làm cho việc tìm lời giải trong thực tế gần như không thể, ngay cả với sự tiến bộ nhanh chóng của phần cứng máy tính. Một ví dụ là bài toán nổi tiếng “P = NP?”.[27] Cuối cùng, lý thuyết thông tin quan tâm đến khối lượng dữ liệu có thể lưu trữ được trong một môi trường lưu trữ nhất định, và do đó liên quan đến những khái niệm như nén dữ liệu và entropy thông tin.

Toán học thuần túy[sửa|sửa mã nguồn]

Việc nghiên cứu và điều tra về lượng ( quantity ) khởi đầu với những số lượng, trước hết với số tự nhiên và số nguyên và những phép đổi khác số học, nói đến trong nghành nghề dịch vụ số học. Những đặc thù sâu hơn về những số nguyên được điều tra và nghiên cứu trong kim chỉ nan số, trong đó có định lý lớn Fermat nổi tiếng. Trong triết lý số, giả thiết số nguyên tố sinh đôi và giả thiết Goldbach là hai bài toán chưa giải được .

Khi hệ thống số được phát triển thêm, các số nguyên được xem như là tập con của các số hữu tỉ. Các số này lại được bao gồm trong số thực vốn được dùng để thể hiện những đại lượng liên tục. Số thực được tổng quát hóa thành số phức. Đây là những bước đầu tiên trong phân bố các số, sau đó thì có các quaternion (một sự mở rộng của số phức) và octonion. Việc xem xét các số tự nhiên cũng dẫn đến các số vô hạn (transfinite numbers), từ đó chính thức hóa khái niệm “vô hạn”. Một lĩnh vực nghiên cứu khác là kích cỡ (size), từ đó sinh ra số đếm (cardinal numbers) và rồi một khái niệm khác về vô hạn: số aleph, cho phép thực hiện so sánh có ý nghĩa kích cỡ của các tập hợp lớn vô hạn.

Nhiều đối tượng người dùng toán học, ví dụ điển hình tập hợp những số lượng và những hàm số, biểu lộ cấu trúc nội tại toát ra từ những phép biến hóa toán học hay những mối quan hệ được xác lập trên tập hợp. Toán học từ đó điều tra và nghiên cứu đặc thù của những tập hợp hoàn toàn có thể được miêu tả dưới dạng cấu trúc đó ; ví dụ điển hình kim chỉ nan số nghiên cứu và điều tra đặc thù của tập hợp những số nguyên hoàn toàn có thể được diễn đạt dưới dạng những phép đổi khác số học. Ngoài ra, thường thì những tập hợp có cấu trúc ( hay những cấu trúc ) khác nhau đó bộc lộ những đặc thù giống nhau, khiến người ta hoàn toàn có thể kiến thiết xây dựng nên những tiên đề cho một lớp cấu trúc, rồi sau đó điều tra và nghiên cứu hàng loạt hàng loạt lớp cấu trúc thỏa mãn nhu cầu những tiên đề này. Do đó người ta hoàn toàn có thể nghiên cứu và điều tra những nhóm, vành, trường, và những hệ phức tạp khác ; những điều tra và nghiên cứu như vậy ( về những cấu trúc được xác lập bởi những phép biến hóa đại số ) tạo thành nghành nghề dịch vụ đại số trừu tượng. Với mức độ tổng quát cao của mình, đại số trừu tượng thường hoàn toàn có thể được vận dụng vào những bài toán có vẻ như không tương quan gì đến nhau. Một ví dụ về kim chỉ nan đại số là đại số tuyến tính, nghành nghiên cứu và điều tra về những khoảng trống vectơ, ở đó những yếu tố cấu thành nó gọi là vectơ có cả lượng và hướng và chúng hoàn toàn có thể được dùng để mô phỏng những điểm ( hay mối quan hệ giữa những điểm ) trong khoảng trống. Đây là một ví dụ về những hiện tượng kỳ lạ bắt nguồn từ những nghành hình học và đại số khởi đầu không tương quan gì với nhau nhưng lại tương tác rất mạnh với nhau trong toán học văn minh. Toán học tổng hợp nghiên cứu và điều tra những cách tính số lượng những đối tượng người tiêu dùng hoàn toàn có thể xếp được vào trong một cấu trúc nhất định .
Việc điều tra và nghiên cứu khoảng trống khởi đầu với hình học – đơn cử là hình học Euclid. Lượng giác là một nghành toán học điều tra và nghiên cứu về mối quan hệ giữa những cạnh và góc của tam giác và với những hàm lượng giác ; nó tích hợp khoảng trống và những số lượng, và gồm có định lý Pythagore nổi tiếng. Ngành học văn minh về khoảng trống tổng quát hóa những sáng tạo độc đáo này để gồm có hình học nhiều chiều hơn, hình học phi Euclide ( đóng vai trò quan trọng trong triết lý tương đối tổng quát ), và tô pô. Cả lượng và khoảng trống đều đóng vai trò trong hình học giải tích, hình học vi phân, và hình học đại số. Hình học lồi và hình học rời rạc trước đây được tăng trưởng để giải những bài toán trong kim chỉ nan số và giải tích phiếm hàm thì nay đang được nghiên cứu và điều tra cho những ứng dụng trong tối ưu hóa ( tối ưu lồi ) và khoa học máy tính ( hình học giám sát ). Trong hình học vi phân có những khái niệm bó sợi ( fiber bundles ) và vi tích phân trên những đa tạp, đặc biệt quan trọng là vi tích phân vectơ và vi tích phân tensor. Hình học đại số thì miêu tả những đối tượng hình học dưới dạng giải thuật là những tập hợp phương trình đa thức, cùng với những khái niệm về lượng và khoảng trống, cũng như nghiên cứu và điều tra về những nhóm tô-pô phối hợp cấu trúc và khoảng trống. Các nhóm Lie được dùng để nghiên cứu và điều tra khoảng trống, cấu trúc, và sự biến hóa. Tô pô trong toàn bộ những góc nhìn của nó hoàn toàn có thể là một nghành nghề dịch vụ tăng trưởng vĩ đại nhất của toán học thế kỷ 20 ; nó gồm có tô-pô tập hợp điểm ( point-set topology ), tô-pô kim chỉ nan tập hợp ( set-theoretic topology ), tô-pô đại số và tô-pô vi phân ( differential topology ). Trong đó, những chủ đề của tô-pô tân tiến là kim chỉ nan khoảng trống mêtric hóa được ( metrizability theory ), triết lý tập hợp tiên đề ( axiomatic set theory ), triết lý đồng luân ( homotopy theory ), và kim chỉ nan Morse. Tô-pô cũng gồm có giả thuyết Poincaré nay đã giải được, và giả thuyết Hodge vẫn chưa giải được. Những bài toán khác trong hình học và tô-pô, gồm có định lý bốn màu và giả thiết Kepler, chỉ giải được với sự trợ giúp của máy tính .

Sự biến hóa[sửa|sửa mã nguồn]

Hiểu và miêu tả sự biến hóa là chủ đề thường gặp trong những ngành khoa học tự nhiên. Vi tích phân là một công cụ hiệu suất cao đã được tăng trưởng để điều tra và nghiên cứu sự biến hóa đó. Hàm số từ đây sinh ra, như một khái niệm TT diễn đạt một đại lượng đang đổi khác. Việc điều tra và nghiên cứu ngặt nghèo những số thực và hàm số của một biến thực được gọi là giải tích thực, với số phức thì có nghành tựa như gọi là giải tích phức. Giải tích phiếm hàm ( functional analysis ) tập trung chuyên sâu chú ý quan tâm vào những khoảng trống thường là vô hạn chiều của hàm số. Một trong nhiều ứng dụng của giải tích phiếm hàm là trong cơ học lượng tử ( ví dụ : triết lý phiếm hàm tỷ lệ ). Nhiều bài toán một cách tự nhiên dẫn đến những mối quan hệ giữa lượng và vận tốc đổi khác của nó, rồi được điều tra và nghiên cứu dưới dạng những phương trình vi phân. Nhiều hiện tượng kỳ lạ trong tự nhiên hoàn toàn có thể được miêu tả bằng những mạng lưới hệ thống động lực ; triết lý hỗn độn nghiên cứu và điều tra phương pháp theo đó nhiều trong số những mạng lưới hệ thống động lực này bộc lộ những hành vi không tiên đoán được nhưng vẫn có tính tất định .

Toán học ứng dụng[sửa|sửa mã nguồn]

Toán học ứng dụng chăm sóc đến những chiêu thức toán học thường được sử dụng trong khoa học, kỹ thuật, kinh doanh thương mại, và công nghiệp. Như vậy, ” toán học ứng dụng ” là một ngành khoa học toán học với kiến thức và kỹ năng đặc trưng. Thuật ngữ toán học ứng dụng cũng được dùng để chỉ nghành nghề dịch vụ chuyên nghiệp, ở đó những nhà toán học xử lý những bài toán thực tiễn. Với tư cách là một ngành nghề chú trọng vào những bài toán thực tiễn, toán học ứng dụng tập trung chuyên sâu vào ” việc thiết lập, nghiên cứu và điều tra, và sử dụng những quy mô toán học ” trong khoa học, kỹ thuật, và những nghành thực hành thực tế toán học khác. Trước đây, những ứng dụng thực tiễn đã thôi thúc sự tăng trưởng những kim chỉ nan toán học, để rồi sau đó trở thành chủ đề điều tra và nghiên cứu trong toán học thuần túy, nơi toán học được tăng trưởng đa phần cho chính nó. Như vậy, hoạt động giải trí của toán học ứng dụng nhất thiết có liên hệ đến nghiên cứu và điều tra trong nghành nghề dịch vụ toán học thuần túy .

Thống kê và những nghành nghề dịch vụ tương quan[sửa|sửa mã nguồn]

Toán học ứng dụng có nhiều phần chung với thống kê, đặc biệt quan trọng với triết lý Phần Trăm. Các nhà thống kê, khi thao tác trong một khu công trình điều tra và nghiên cứu, ” tạo ra số liệu có ý nghĩa ” sử dụng chiêu thức tạo mẫu ngẫu nhiên ( random sampling ) và những thí nghiệm được ngẫu nhiên hóa ( randomized experiments ) ; [ 28 ] việc phong cách thiết kế thí nghiệm hay mẫu thống kê xác lập chiêu thức phân tích số liệu ( trước khi số liệu được tạo ra ). Khi xem xét lại số liệu từ những thí nghiệm và những mẫu hay khi phân tích số liệu từ những nghiên cứu và điều tra bằng cách quan sát, những nhà thống kê ” làm bật ra ý nghĩa của số liệu ” sử dụng giải pháp mô phỏng và suy luận – qua việc chọn mẫu và qua ước tính ; những mẫu ước tính và những tiên đoán có được từ đó cần được thử nghiệm với những số liệu mới. [ 29 ]Lý thuyết thống kê nghiên cứu và điều tra những bài toán tương quan đến việc quyết định hành động, ví dụ giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn ( sự tổn thất được mong đợi ) của một hành vi mang tính thống kê, ví dụ điển hình sử dụng giải pháp thống kê trong ước tính tham số, kiểm nghiệm giả thuyết, và chọn ra tham số cho hiệu quả tốt nhất. Trong những nghành truyền thống cuội nguồn này của thống kê toán học, bài toán quyết định-thống kê được tạo ra bằng cách cực tiểu hóa một hàm mục tiêu ( objective function ), ví dụ điển hình giá tiền hay sự mất mát được mong đợi, dưới những điều kiện kèm theo nhất định. [ 30 ] Vì có sử dụng kim chỉ nan tối ưu hóa, triết lý toán học về thống kê có chung mối chăm sóc với những ngành khoa học khác nghiên cứu và điều tra việc quyết định hành động, như vận trù học, kim chỉ nan điều khiển và tinh chỉnh, và kinh tế tài chính học toán. [ 31 ]

Toán học giám sát[sửa|sửa mã nguồn]

Toán học đo lường và thống kê đưa ra và điều tra và nghiên cứu những chiêu thức giải những bài toán toán học mà con người thường không có năng lực giải số được. Giải tích số điều tra và nghiên cứu những chiêu thức giải những bài toán trong giải tích sử dụng giải tích phiếm hàm và triết lý giao động ; giải tích số gồm có việc điều tra và nghiên cứu xê dịch và rời rạc hóa theo nghĩa rộng, với sự chăm sóc đặc biệt quan trọng đến sai số làm tròn ( rounding errors ). Giải tích số và nói rộng hơn giám sát khoa học ( scientific computing ) cũng điều tra và nghiên cứu những chủ đề phi giải tích như khoa học toán học, đặc biệt quan trọng là ma trận thuật toán và triết lý đồ thị. Những nghành khác của toán học giám sát gồm có đại số máy tính ( computer algebra ) và thống kê giám sát hình tượng ( symbolic computation ) .

Trao Giải toán học và những bài toán chưa giải được[sửa|sửa mã nguồn]

Có thể nói phần thưởng toán học Gianh Giá nhất là Huy chương Fields, [ 32 ] [ 33 ] thiết lập vào năm 1936 và nay được trao bốn năm một lần cho 2 đến 4 nhà toán học có độ tuổi dưới 40. Huy chương Fields thường được xem là tương tự với Giải Nobel trong những nghành nghề dịch vụ khác. ( Giải Nobel không xét trao thưởng trong nghành nghề dịch vụ toán học ) Một số phần thưởng quốc tế quan trọng khác gồm có : Giải Wolf về Toán học ( thiết lập vào năm 1978 ) để ghi nhận thành tựu trọn đời ; Giải Abel ( thiết lập vào năm 2003 ) dành cho những nhà toán học xuất chúng ; Huy chương Chern ( thiết lập vào năm 2010 ) để ghi nhận thành tựu trọn đời .Năm 1900, nhà toán học người Đức David Hilbert biên soạn một list gồm 23 bài toán chưa có giải thuật ( còn được gọi là Các bài toán của Hilbert ). Danh sách này rất nổi tiếng trong hội đồng những nhà toán học, và thời nay có tối thiểu chín bài đã được giải. Một list mới gồm có bảy bài toán quan trọng, gọi là ” Các bài toán của giải thiên niên kỷ ” ( Millennium Prize Problems ), đã được công bố vào năm 2000, ai giải được một trong số những bài toán này sẽ được trao giải một triệu đô-la. Chỉ có một bài toán từ list của Hilbert ( đơn cử là giả thuyết Riemann ) trong list mới này. Tới nay, một trong số bảy bài toán đó ( giả thuyết Poincaré ) đã có giải thuật .

Mối quan hệ giữa toán học và khoa học[sửa|sửa mã nguồn]

Gauss xem toán học là “hoàng tử của các ngành khoa học”.[35] Trong cụm từ La-tinh Regina Scientiarum và cụm từ tiếng Đức Königin der Wissenschaften (cả hai đều có nghĩa là “nữ hoàng của các ngành khoa học”), từ chỉ “khoa học” có nghĩa là “lĩnh vực tri thức,” và đây cũng chính là nghĩa gốc của từ science (khoa học) trong tiếng Anh; như vậy toán học là một lĩnh vực tri thức. Sự chuyên biệt hóa giới hạn nghĩa của “khoa học” vào “khoa học tự nhiên” theo sau sự phát triển của phương pháp luận Bacon, từ đó đối lập “khoa học tự nhiên” với phương pháp kinh viện, phương pháp luận Aristotle nghiên cứu từ những nguyên lý cơ sở. So với các ngành khoa học tự nhiên như sinh học hay vật lý học thì thực nghiệm và quan sát thực tế có vai trò không đáng kể trong toán học. Albert Einstein nói rằng “khi các định luật toán học còn phù hợp với thực tại thì chúng không chắc chắn; và khi mà chúng chắc chắn thì chúng không còn phù hợp với thực tại.”[36] Mới đây hơn, Marcus du Sautoy đã gọi toán học là “nữ hoàng của các ngành khoa học;… động lực thúc đẩy chính đằng sau những phát kiến khoa học.”[37]

Nhiều triết gia tin rằng, trong toán học, tính hoàn toàn có thể chứng tỏ được là sai ( falsifiability ) không hề triển khai được bằng thực nghiệm, và do đó toán học không phải là một ngành khoa học theo như định nghĩa của Karl Popper. [ 38 ] Tuy nhiên, trong thập niên 1930, những định lý về tính không không thiếu ( incompleteness theorems ) của Gödel đưa ra gợi ý rằng toán học không hề bị quy giảm về logic mà thôi, và Karl Popper Tóm lại rằng ” hầu hết những triết lý toán học, giống như những triết lý vật lý và sinh học, mang tính giả định-suy diễn : toán học thuần túy do đó trở nên thân thiện hơn với những ngành khoa học tự nhiên nơi giả định mang đặc thù suy đoán hơn hơn mức mà người ta nghĩ. ” [ 39 ]Một quan điểm khác thì cho rằng một số ít nghành nghề dịch vụ khoa học nhất định ( như vật lý kim chỉ nan ) là toán học với những tiên đề được tạo ra để liên kết với thực tại. Thực sự, nhà vật lý triết lý J. M. Ziman đã cho rằng khoa học là ” tri thức chung ” và như vậy gồm có cả toán học. [ 40 ] Dù sao đi nữa, toán học có nhiều điểm chung với nhiều nghành trong những ngành khoa học vật lý, đáng chú ý quan tâm là việc khảo sát những hệ quả logic của những giả định. Trực giác và hoạt động giải trí thực nghiệm cũng đóng một vai trò trong việc thiết kế xây dựng nên những giả thuyết trong toán học lẫn trong những ngành khoa học ( khác ). Toán học thực nghiệm ngày càng được quan tâm trong bản thân ngành toán học, và việc đo lường và thống kê và mô phỏng đang đóng vai trò ngày càng lớn trong cả khoa học lẫn toán học .Ý kiến của những nhà toán học về yếu tố này không thống nhất. Một số cảm thấy việc gọi toán học là khoa học làm giảm tầm quan trọng của góc nhìn thẩm mỹ và nghệ thuật của nó, và lịch sử dân tộc của nó trong bảy môn khai phóng truyền thống lịch sử ; một số ít người khác cảm thấy rằng bỏ lỡ mối quan hệ giữa toán học và những ngành khoa học là cố ý làm ngơ trước thực tiễn là sự tương tác giữa toán học và những ứng dụng của nó trong khoa học và kỹ thuật đã là động lực chính của những tăng trưởng trong toán học. Sự độc lạ quan điểm này thể hiện trong cuộc tranh luận triết học về chuyện toán học ” được tạo ra ” ( như thẩm mỹ và nghệ thuật ) hay ” được mày mò ra ” ( như khoa học ). Các viện ĐH thường có một trường hay phân khoa ” khoa học và toán học “. [ 41 ] Cách gọi tên này ngầm ý rằng khoa học và toán học thân thiện với nhau nhưng không phải là một .

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://dvn.com.vn
Category: Hỏi Đáp