有关公理化方法的发展及其作用探讨
公理化方法的发展及其对数学教育的启示
何 理论 演 绎 体 系 、抽 象 化 的 数 学 内容 等 特 点 ，是 实 质
性 公 理化 阶段形 成 的重 要 标志 。 （ ） 非 欧 几何及 其 对公 理 化 的发展 二
自 《 何 原 本》 问 世 后 ，历 代 数 学 家 都 企 图消 除 几
“ 行 公 设 ” 这 个 “ 何 原 理 中 的 家 丑 ” （ 朗 贝 尔 平 几 达 语） 。从 希 腊 时 代 到 １０ ８ ０年 间 ，他 们 的研 究 途 径 大 致
能 力 是相 矛盾 的 。
相 关 内容 的病 例 讨 论 ，这样 既 能对 本 次 讲 授 内容 进 行 复 习巩 固 ，又 能 使 学 生 在讨 论 中发 现 问题 ，培 养 学 生
分 析 问题 和解 决 问题 的能力 。［ ２ １
（ ） 多媒 体 教 学 应 与 传 统 教 学 相 结 合 三
・ ‘ 毒孝 ・ 每
● ０ 年第７ （ ２１ ０ 期 教学研究） ●
公 理化 方 法 的发展 及 其对 数 学教 育 的启 示
毛 耀忠
【 摘
许 尔 伟
要】数 学 ｆ 题 解决 的 方 法 由来 已久 ，． ． ． ｅ ￣ － 希腊 的 《 － － ｌ ２ Ｌ￣ ． ６ｇ ＇， ｚ － － 几何 原 本》 在 几何 问题 解 决 中
一
、
公 理 化 方 法 的 发 展
公 理 化 方 法 是 从 数 学 （ 要 是 几 何 学 ） 和 逻 辑 学 主 的发 展 中产 生 的 ，其历 史 发展 可几何 原本》 与公 理化 方 法
古 希 腊 哲 学 家 和 逻 辑 学 家 亚 里 士 多 德 是 历 史 上
形成 了对数 学体 系建 立 影 响 巨大的 公 理 化 方 法 。文 章 深入 考 察 公 理 化 方 法产 生 和 发展 的 历 史 脉络 并 指
论数学大厦的基础：欧几里得——希尔伯特公理化思想方法的发展
论数学大厦的基础：欧几里得——希尔伯特公理化思想方法的发展班级：13级626数学班姓名：徐影红学号：11607262616 摘要：公理化思想方法是数学研究的一种基本方法，在近代数学的发展及中起过巨大的作用，对各门现代数学理论系统形成有着深刻的影响。
数学是一门演绎的科学，其体系是一种演绎的体系。
那么，这个演绎体系的基础是什么？整个数学大厦的基础是怎样建立起来的？这个基础就是数学公理系统，整个数学知识的大厦就是按照公理化体系建立起来的。
没有公理化，就没有数学体系的严谨性。
本文将从公理化思想方法的产生、发展和完善三方面来阐述公理化思想的发展进程。
关键字：公理化思想方法、演绎体系、公理化系统一、公理化思想方法的含义公理化是一种数学方法，最早出现在2000多年前的欧几里得几何学中，当时认为“公理”是一种不需要证明的自明之理，18世纪，德国哲学家康德认为，欧几里得几何的公理使人们生来就有的先验知识，19世纪末，德国数学家希尔伯特在他的几何基础上系统地提出数学的形式公理化方法。
他认为每一种数学理论都应以“基本概念-公理-定理”的模式来建立：这里的公里时作为理论出发点的科学假设，它们要求具有完备性、独立性和相容性。
20世纪以来，整个数学几乎都已按希尔伯特的模式都到公理化处理。
在一个数学理论系统中，公理化方法就是从原始概念和公理出发，按照一定的规定定义出其他所有的概念，推导出其他一切命题的一种演绎方法。
二、公理化思想方法的发展历程公理化思想方法的历史发展大致可分成如下三个阶段：（一）公理化方法的产生阶段1、亚里士多德和逻辑公理化方法众所周知，在长达一千多年的光辉灿烂的希腊文化中，哲学、逻辑学、几何学得到了很大的发展。
大约在公元前3世纪，希腊哲学家和逻辑学家亚里士多德总结了前任所发现和创立的逻辑知识，以完全三段论作为出发点，用演绎的方法推导出其余十九个不同格式的所有三段论，创立了人类历史上第一个公理化方法，即逻辑公理化方法，从而为数学公理化方法创造了条件。
公理化方法对培养学生数学核心素养的意义及启示
公理化方法对培养学生数学核心素养的意义及启示。
自20世纪80年代以来，公理化方法一直是教育界重要的教学理论之一，但由于它严谨、深刻、有趣的特点，它也成为广大数学教师引入和实施的一种常用方法。
此外，它对培养学生数学核心素养具有十分重要的意义和启示。
首先，公理化方法极大地提升了学生的数学能力和素养水平。
课堂上学生不仅可以学习有关数学知识的基本概念，而且养成了思考、分析、归纳的能力，从而提高了学生的数学能力。
其次，公理化方法还有助于提升学生的学习热情。
公理化方法注重把数学当作一种“娱乐”来进行，无论是探究性学习还是分析技巧，都是教师以有趣的形式教授，学生们更容易接受，从而调动起学习的热情。
此外，公理化的教学方式还有助于学生提高综合能力。
由于公理化教学注重学生的实践能力和综合能力，充分激发了学生的学习兴趣，增强了他们的表达能力和自学能力，并培养了学生的团队合作精神和创新意识。
同时，对学生进行有节奏的练习也有利于改善基础知识，为未来学习打下坚实的基础。
总而言之，公理化方法有助于提高学生的数学能力，增强学习热情和创新意识，也将有助于培养学生的数学核心素养，更好地应用到日常的学习和生活当中。
因此，数学教师应当在实践中发挥公理化教学的准确性和丰富性，以提高学生的数学素养和能力。
公理化方法在高中数学教学中的意义和作用5页
公理化方法在高中数学教学中的意义和作用一、引言公理化方法是高中数学教学中的重要方法。
本篇论文在介绍公理化方法的基础上，着重阐述了公理化方法在高中数学教学中的意义和作用，以及如何应用。
二、公理化方法的简介1、公理化方法的概念和思想公理化方法是以若干个显然成立的或者通过简单证明能够成立的基本定理为基础，去解决问题的一种方法。
公理化方法的出发点就是一组原始概念和公理，因此如何去选择原始概念和设置公理是公理化的关键。
2、公理化方法的基本法则公理化方法的公理需满足下列几项要求：（1）公理需要是显然成立的，或者容易证明成立的。
（2）独立性：公理化的独立性是指公理系统中所有公理不能互相推出。
（3）全面性：要求公理要全面，能通过选择的这些公理解决所研究的数学方面的问题以高中数学的立体几何为例，在研究平面的问题中，建立了三个公理，这三个公理满足了上述的三项要求，每个公理都是显然成立的，都是独立的，并且通过这三个公理我们可以解决平面的所有问题。
三、公理化方法在中学数学教学上的意义和作用1、公理化方法对中学数学教学的启示（1）对数学教学内容的启示a强调已有知识经验在学习中的重要性教师应努力创设情境激活学生原有认知结构中与新知识学习有关的各种基础知识，让学生能在已经掌握的知识的基础上，进行思考新学习的内容，以保证学生学习的顺利进行。
b对数学教学内容呈现的思考为了提高学生的综合素质，近几年新课程改革轰轰烈烈地进行着，这也就促使我们思考这样一个问题：初等数学教学应该如何呈现数学教学内容呢？数学是培养学生逻辑思维能力的一种很有用的方法，而逻辑思维能力是公理化方法的一个主要特征，因此，对于中学数学内容的选取应综合各方面的因素，在学生可接受的前提下，以一种相对严谨的公理化方式，渐进地使学生了解公理化方法的思想内核，从而培养学生的逻辑思维，演绎推理能力。
（2）对教学过程中师生地位作用的启示公理化方法认为：学习是在已经掌握了的知识上进行思考。
公理化的发展及其对中学数学的启示
公理化方法的发展及其对数学教学的启示[摘要]数学公理化方法是研究数学的重要思想方法，它对于近代数学和其他自然科学的发展起过巨大作用和深远影响，它很大程度上推动了数学的发展。
而数学的教育更多的是方法和思想的教育，公理化方法在数学教育上有着举足轻重的地位和作用。
[关键字]公理化方法；发展；作用；教学启示公理化方法是自然科学，特别是数学的重要逻辑演绎工具.在公理化方法的教学中，不仅要让学生受到数学美的薰陶，而且要相信学生也可以自己动手去构建公理系统①。
公理化方法是整理数学知识为一个严格逻辑体系、建立数学逻辑基础的方法。
用公理方法建构的体系条理清楚、简明扼要，命题之间有机联系，便于流传与推广。
从公理化方法的发展历史来看，公理法的形成和发展推动了整个数学的发展。
公理化方法在数学中的发展经历了三个主要阶段，从古代公理化的产生，改进到现代公理化的出现，对数学的发展影响深远。
一．公理化方法的概念公理化方法是从尽可能少的不加定义的基本概念和一组基本命题出发，利用纯逻辑推理的法则，把一门科学建立成演绎系统的方法。
数学公理化的目的，就是把一门数学表述为一个演绎系统，这个系统的出发点则是一组基本概念和若干基本命题，基本概念必须是对数学实体的高度纯化和抽象。
而基本命题则是对基本概念相互关系的制约和规定。
②所谓公理，不管是古典的直观定义抑或是近代的抽象定义，其实质是数学理论用以推理演算的出发点，或者说是立足点。
公理化方法是数学方法中的宏观方法，是研究数学理论的结构。
公理化方法主要用于对己经积累起来的大量数学知识.进行加工、整理、改造、重建工作。
二．公理化方法的发展公理化方法是从数学(主要是几何学)和逻辑学的发展中产生的，其历史发展可分为如下几个阶段：（一）古代几何公理化方法的产生最早开始几何命题证明的人是泰勒斯（约公元前640—前546年）；接着毕达哥斯拉（约公元前580---前500年）发现并证明了勾股定理，这一学派对数学的最大贡献在于开始了系统的演绎证明；安提丰在约公元前400年，提出几何作图的三大问题：“化圆为方”“倍立方”“三分角”还提出“穷竭法”和求圆面积的近似方法；德谟克利特（公元前460-前357年）提出几何原子论思想，并用原子法第一个得出了“椎体体积是等衣等高椎体的1/3”；柏拉图（约前427年-前347年）坚持要准确给出几何定义，一生都在强调几何的重要性；攸多克萨斯（约公元前408年-前355年）创立了比例论，最早提出了证明几何问题分析法和综合法；门内马斯（约公元前375年-前325年），他第一个系统地研究了圆锥曲线；亚里斯多德（约公元前384年-前322年）总结了古代积累起来的逻辑知识，以演绎证明的科学为实例，创立了逻辑学这门学科，提出了基本逻辑原理：同一律，矛盾律，排中律和逻辑推理的基本方法“三段论法”，以三段论作为公理推出所有三段论法，给定义，公理，公设下了定义，提出了历史上第一个成文的公理系统；欧几里得（约公元前330年-前275年）他第一个成功地应用了公理化方法，并改造了亚里士多德创立的公理化方法的是古希腊数学家欧几里得，这充分体现在他那13卷的鸿篇巨著—《几何原本》里。
有关公理化方法的发展及其作用探讨
关 键 词 ： 理 化 方 法 ； 义 ； 展 ； 用 公 含 发 作
中图分类号 ： ３ ２
ｌ 问题 的提 出
一
新 的“ 行公 理 ” 平 出发 ， 以钝 角 假设 （ 角形 三
３ 公 理化 方法 的发展
从公理化 方法 崭露 头角 发展 到纯形 式公 正如希尔伯特所说 ：数学中每一步真正 “ 理化阶段 ， 经历了相 当漫长的过程． 我们有必 的进展都与更有力的工具和更简单的方法的 发现密切联 系着． 公理 化方 法就 是这 样重 要 要 了解 公理化 方法 的 由来 和 日臻 完善 的艰难 ”
公 理 图１ 定 理 Nhomakorabea一
个命题的逻辑演绎． 这说 明古希腊在此时
已显露 出公理 思想 的萌芽 态势 ．
哲学家和逻辑学创立者亚里 士多德 （ 公 成 为演绎体 系 ， 关键 是 引进基本 概 念 ， 设置基 元前 ３４ ３ ２ ８ － ２ 年） 总结 了前人积累起来 的 ， 本公 理． 逻辑知识 ， 在其专 门探讨演绎逻辑证明理论
６ ２
数学教学研究
第２ ８卷第 １ ２期
２０ 年 ｌ ０９ ２月
的巨著《 析 篇 》 ， 立 了系统 的 逻辑 演 绎 个 与 其相 反 的公 理 ， ： 分 中 建 即 现今 被称 为 “ 巴切 罗 方法， ： 即 把完 全 三 段 论 作 为 出发 点 ， 以演 绎 夫斯基 公 理 ” 的新 平 行 公 理—— 过 平 面 上 一 证明 的科 学 （ 要 是 数 学 ） 主 为实 例 ， 导 出 了 推
公理化
论公理化思想的发展历程、及学习数学史的感受13数学系625班41号刘晔摘要：公理化方法是近代数学公理化方法的一个典范, 它完善了欧氏几何, 使它建立在更加牢靠的基础上。
它使几何学的定理命题均按照逻辑演绎关系串联起来, 使用起来十分方便。
关键词：欧几里得几何,公理化，发展历程.公理化方法是自然科学, 特别是数学的重要逻辑演绎工具。
长期以来人们对公理化方法研究不止,存在不同的看法和争议,并由此而不断产生新的科学分支。
因此, 公理化方法研究总是充满生机的。
一、公理化思想的发展历史欧几里德于公元前300 年写了一本名著《几何原本》, 这是历史上第一次以公理化方法为工具的演绎数学。
由于受当时科学水平的限制, 他不可能把作为几何根基的基础整理得完美无缺, 因此在《原本》中的逻辑系统中显示出许多漏洞来。
欧几里德以后的许多数学家几乎都为改进欧氏公理体系做过努力。
另外, 人们对《原本》中的第五公设产生了如下二方面的怀疑：第五公设是否正确反映了空间性质？第五公设本身会是个定理吗？于是,人们又进行了三方面的探究：（1）用其他公设来推导第五公设（该条途径研究失败）；（2）换一个与第五公设等价而几何意义明显的命题作为公设；（3）换一个与第五公设相反的公设。
历史上的许多数学家企图从否定第五公设（包括等价命题）得出矛盾, 从而证明第五公设, 但经过长达二十个世纪的历代几何学家们的努力, 问题并未得到根本的解决,结果却导致了非欧几何的产生。
更令人欣喜的是, 十九世纪中叶, 人们在欧氏几何中找到非欧几何的模型, 这就是说, 欧氏几何无矛盾的话, 则非欧几何也无矛盾。
后来, 非欧几何被应用到天体物理和广义相对论中, 从而使非欧几何有了坚实的实践基础。
为了研究两种几何平行而不悖，以希尔伯特为代表的数学家们掀起了对几何逻辑基础的研究，希尔伯特在1899年发表了他的名著《几何基础》，第一次提出了简明、完整而严格的形式公理化方法而使《几何基础》成为现代公理化方法的里程碑。
公理化方法的发展及其对数学教育的启示
公理化方法的发展及其对数学教育的启示公理化方法是现代数学发展的重要方法，它的出现使得数学能够更加清晰、系统、严谨地表达出来。
公理化方法不仅改变了数学的面貌，也对数学教育产生了深远影响。
本文主要从公理化方法的发展和它对数学教育的启示两个方面来探讨公理化方法的意义。
一、公理化方法的发展公理化方法的起源可以追溯到希腊数学家欧几里德。
他在《几何原本》中的公理化方法对现代数学的发展造成了深远的影响。
欧几里德的公理化方法是以一些自然显然的个人经验作为基础，进行逻辑推理，从而证明定理的正确性。
后来在十九世纪末，希尔伯特提出了公理化方法的新理念：从极端简单的、自明的判断开始，利用逻辑细节的证明过程建立起大量的数学理论。
公理化方法的本质是从基本事实着手，通过推演、证明和求解来得出定理和结论。
由于基本事实不会被证明或推导出来，其默认为真，需要从中推导所有其它是定理或推论。
由此，公理化方法不仅仅是逻辑方法，而且是一种需要语言和符号体系去完备表达的方法。
公理化方法要求对不同领域的知识进行分解、分类、梳理和整合，从而形成一个清晰、明确、有序的知识结构。
1. 培养系统化思维公理化方法鼓励学生系统化的思考方式。
在向学生介绍一个概念时，要从概念的定义入手，充分了解概念的意义和运用场景，引导学生弄清概念的基本性质或公理，然后尝试建立该概念与其它概念之间的联系，形成更加系统化的思维方式。
2. 增强创造思维公理化方法提倡对问题产生好奇心、提出假设并实现想法。
在数学教育中，教师应该更多地引导学生在学习过程中积极提问，用自己的思考去探索问题的本质，鼓励学生通过观察、实践、思考等多种方式交流沟通，并引导学生探索问题的深层原因和内在联系，最终做出合理的结论。
3. 增强良好的学习习惯公理化方法讲究严谨的逻辑和语言表达能力。
这使得学生不能掉以轻心，在学习中遵循逻辑严谨的思维方式，加强语言表达的训练，提高学习技巧和策略。
并在学习过程中树立“勤奋、挑战自我、创新、严谨”的良好学习习惯，更多地获得自信和成功。
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基，认识到第五公设与其它几何公理是互相
独立的，除掉第五公设成立的欧氏几何外，还
可以有欧氏几何不成立的新几何系统存在． 于是他仍然从否定第五公设人手，引进了一 万方数据
第２８卷第１２期２００９年１２月
数学教学研究
６３
学）领域所采用．由此，人们称它为公理化方 法发展史上的一个里程碑．
代数》（１９３０—１９３１年德文版，１９４８年英文 版），作者在序言中认为，近世代数的扩大主
方法的诞生；《几何原本》的出现，使演绎逻辑
第一次成功地应用于数学．
３．３潜形式公理化阶段——非欧几何公理
体系
欧氏几何诞生之后，人们一面赞美它，同
时看到它的缺陷，尤其是对“第五公设”产生 了怀疑，从而又去补充、修正和完善它． １８世纪中叶，意大利数学家萨克利吸取
了前人正面直接证明第五公设而失败的教
训，改用“反证法”证明，并于１７３３年公布了
３公理化方法的发展 从公理化方法崭露头角发展到纯形式公 理化阶段，经历了相当漫长的过程．我们有必 要了解公理化方法的由来和日臻完善的艰难 历程．
３．１公理化方法的萌芽——亚里士多德的
三段论体系 在一千多年光辉灿烂的希腊文化中，哲 学、逻辑学和几何学得到了长足的发展．公元 前五百多年，希腊爱奥尼亚学派创始人、哲学 家泰勒斯已开始使用逻辑方法；他的学生毕
已知直线外的一点至少可引两条直线与该已 知直线不相交．最终，采用锐角假设的罗巴切 夫斯基几何系统诞生了．他的成就冲破了欧 几里德几何“一统天下”的旧观念对人们的束 缚，开阔了几何学及其研究领域，从而树立了 现代几何的里程碑． 由于传统势力的顽强反对，罗巴切夫斯 基生前并未享受到人们称赞新几何和运用新 几何学的快慰．无独有偶，１８５４年数学家黎 曼（１８２６—１８６６年）在哥庭根宣读了《关于几 何基础的假设》的论文．在该文中，黎曼从另 一新的“平行公理”出发，以钝角假设（三角形 内角和大于１８０度）建立了又一新型几何体
５
结束谮 公理化方法是数学思想方法中一朵璀璨
绽放的美丽花朵．现代数学的基本特征是公 理化方法。它不仅是使数学在逻辑上系统化 的最普遍的方法之一，而且是深刻分析各种 数学体系的根本差别和逻辑联系的重要手 段，更对其他学科发展起到了不可磨灭的示 范作用．它的杰出成果就让我们从希尔伯特 的这句话中来感受吧：“任何能成为科学思想 追索的对象，一旦理论上成熟，就会处于公理 化方法的主宰之下，因而就间接地处子数学 的主宰之下．……”
３．５纯形式公理化阶段——元数学的建立
２０世纪仞，希尔伯特创立的“元数学”标志
要是由于公理方法，应用此方法“产生了一系
列新的概念，揭露了至今还未发现的内部联 系，并且得到了许多有深远意义的成果，特别 是在域论、理想数论、群论和结合代数方面”； 在集合论中，如贝尔奈斯和弗兰克尔的《公理
着公理化方法进入了一个崭新的阶段一纯形
参考文献
公理化方法对其他科学发展的示范作用 数学公理化方法对其他科学的发展产生
了极其广泛深远的方法论影响．由于该方法 表述数学理论的简洁性、条理性和结构的和 谐性，为其他科学理论的表述起到了示范作 用．于是其他科学纷纷仿效数学公理化的模 式，出现了各种理论的公理化系统． 例如。开普勒运用数学的公理推导方法， 经过精心计算，归纳出著名的行星三大运动 规律；１７世纪，牛顿深受欧几里德的影响，总 结他之前众多物理学家（如哥白尼、伽利略、 开普勒等）研究的力学知识，运用公理化方法 把力学定理组成了一个有机的整体，把它们 排列成逻辑的体系，演绎出整个经典力学．牛 顿称赞道：“几何的辉煌之处就在于只用很少 的公理而能得到如此之多的结果”，这足以表 明公理化方法对他的吸引与贡献． １２岁的爱因斯坦也曾为欧氏几何而感 到惊奇．他说过：欧氏几何学的“这种明晰性 和可靠性给我造成了难以形容的印象．”后
中，不少数学家最终将矛头指向了有缺陷的 “第五公没”，发现它的基础概念不够妥当，过 于借助直观，经过两千多年的探索和研究，非 欧几何隆重登上历史舞台；在对公理系统性、 协调性的研究中，希尔伯特等数学家和逻辑
学家们创立了《元数学或证明论》；在对形式
系统与其相适应的模型关系间的研究产生了
《模型论》；对非标准模型的研究产生了非标
４．２
来，爱因斯坦仅用两条公理（相对性原理和光 速不变原理）建立起了狭义相对论． 热力学也仅以两条公理为基础：能量守 恒原理和孤立状态中的熵增加原理． 统计力学仅仅只有一条公理：任何微观 状态下的机率相等．这种力学因为仅有一条 公理而被称为最优美的力学． 因此，公理化方法是表述科学理论的一 种比较完善的方法，它为各门科学的理论建 构提供了一种思想方法上的借鉴和有效的表 述手段，有利于科学理论的Ｅｌ臻完善和更加 严谨．
物理学以及其它科学的分支，从２０世纪开
始，都经过了公理方法的分析研究．” ２）公理化方法能把各个数学分支的基础 分析得清清楚楚，这就有利于比较各分支的 实质性异同，还可以发现理论体系中的缺陷
和漏洞，从而推动数学新理论、新方法的创立 和发展，促进数学基础的研究和探索． 比如，在对欧氏几何公理体系的“审查”
准分析；等等． 再比如，近代数学中的群论，就经历了一
个公理化过程．当人们分别研究了许多具体
的群结构以后，发现了它们具有基本的共同
理论体系．这种系统化的体系形成了一定的 知识结构，有助于人们对知识的理解运用，便 于对理论本质的掌握，便于理论和实践的结
合，从而更进一步地促进知识的发展与应用． 例如：代数学中的范德瓦尔登所著《近世
的巨著《分析篇》中，建立了系统的逻辑演绎 方法，即：把完全三段沦作为出发点，以演绎 证明的科学（主要是数学）为实例，推导出了 其余１９个不同格式的所有三段论。创立了人 类历史上第一个公理化方法，即逻辑公理化 方法，从而为欧几里得提供了逻辑工具，亦为 数学公理化方法创造了条件．
个与其相反的公理，即：现今被称为“罗巴切 夫斯基公理”的新平行公理——过平面上一
集合论》，作者为消除集合论悖论，采用公理
来限制集合概念，提出了现代的公理集合论
系统——集合论的形式系统；概率论开始形
成时，实践性很强，后来公理化了，理论就大 大提高了一步；法国布尔巴基学派在三大结 构基础上，建立了各种各样的公理化体系，对 促进数学发展起了极大的作用．正如弗兰克 尔所称：“几乎所有数学和逻辑的分支与某些
以非欧几何于１９世纪上半叶诞生为开 端，各种学科（数学）的公理系统相继建立起 来．公理化方法也因此在１９世纪取得了突破 性的进展． １８９９年，德国数学家希尔伯特出版了名 著《几何基础》．该书就是形式化公理方法的 典型体现．它解决了公理化方法的若干理沦 问题，并且给出了欧氏几何的一个完全的公 理系统．这个系统最显著的特点便是完全舍 弃了一切与推导（演绎推理）无必然联系的东 西，即对象的直观背景，公理也不再具有“自 明性”或“必然性”，而完全成了一种“假
第２８卷第１２期２００９年１２月
数学教学研究
６１
有关公理化方法的发展及其作用探讨
潘琰琰
西北师范大学教育学院，甘肃兰州７３００７０
摘要：公理化方法是数学中一个非常重要的思想方法，是数学发展到一定阶段的产物．它的历史发 展应该引起人们的进一步关注．对公理化方法的历史回顾，不仅使人明白它的理论意义，更在于要知 道，公理化方法是不断发展的，人们对它的研究亦不会停止．本文将着重探讨公理化方法的含义、发 展的历史过程以及它的作用，用具体的例子来体现该方法在科学发展中广泛而持久的影响力，以此 来推动它与学科或更广泛的领域相结合。进一步发挥其实践作用，体现其优越性． 关键词：公理化方法；含义；发展；作用 中图分类号：Ｇ６３２
系——黎曼几何．
从而，作为欧氏几何两端的罗氏几何和 黎曼几何导致了非欧几何公理体系的诞生行了妥善安排，使得反映几何
事实的公理和定理都能与论证联系起来，组 成一个有条不紊的有机整体． 《几何原本》的问世，标志着数学公理化
３．４形式公理化阶段——希尔伯特公理体系
达哥拉斯（公元前５８５—４９７年）继承并发展 了其老师的证明思想，开创了把几何学作为 证明的演绎科学来进行研究的方向；公元前
４世纪欧克多斯（公元前４０８—３５５年）在处 理不可公度比时，建立了以公理为依据的演
的大前提，是数学需要作为自己出发点的少
数思想上的规定．以下用简单的示意图１来 表示上述结构．
元前３８４－－３２２年），总结了前人积累起来的 逻辑知识，在其专门探讨演绎逻辑证明理论
作者简介：潘琰琰（１９８３一）。女，宁夏海原县人，西北师范大学教育学院数学课程与教学论方向在读硕士． Ｅ－ｍａｉｌ：ｐａｎｙａｎｙａｎ２５３６＠１６３．ｃｏｍ
万方数据
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数学教学研究
第２８卷第１２期２００９年１２月
ｌ问题的提出 正如希尔伯特所说：“数学中每一步真正 的进展都与更有力的工具和更简单的方法的 发现密切联系着．”公理化方法就足这样重要 的一个数学思想方法．以下将从公理化方法 的含义、发展和作用３个方面来体现它的重 要性． ２公理化方法的含义 公理化方法是从尽可能少的基本概念和 基本公理出发，应用严格的逻辑推理，使一门 数学建成为演绎系统的一种方法．在理论形 式上，这些原始概念和基本公理，是逻辑推理
他的证明．但不久数学家们发现他的证明是
错误的．然而他的这种“反其道而行之”的思 路，却掀起了始料未及的浪花，即：两种几何 并存的可能性． １９世纪，俄国年轻的数学家罗巴切夫斯
设——演绎”的形式公理系统．因此，该系统
具有更高的抽象性和概括性． 由于形式公理法排除直观默认，着眼于 对象之间的联系，强调逻辑推理，所以它对数 学和科学具有非常重要的意义．现代数学的 几乎所有理论，都是用形式公理体系表述出 来的，而且它已被其他科学（尤其是自然科
式公理化阶段这就意味着以数理逻辑为工具
来研究整个数学基础的高潮已经悄然而至． １９０２年，英国哲学家、数学家和逻辑学 家罗素（Ｒｕｓｓｅｌｌ，１８７２—１９７０）发现“罗素悖 论”——集合论的悖论．它的出现，一方面动 摇了集合论，从而动摇了当时的数学基础，促 进了公理化集合论的形成和发展．另一方面， 为数学应用于现代科学技术开辟了广阔的前 景，同时也导致了数学观的深刻变化． ４公理化方法的作用 自欧几里德几何公理体系问世以来，公 理化方法已走过了两千多年的历史．在这漫 长的年代里，公理化的基本思想几乎已渗透 到了整个数学乃至现代科学的各个领域．用 希尔伯特自己的话说：“的确，不管在哪个领 域里，对于任何严正的研究精神来说，公理化 方法都是并且始终是一个不可或缺的助手； 它在逻辑上是无懈可击的，同时也是富有成 果的．”数学发展的历史有力地表明了公理化 方法在数学方法中的意义；同样，它在其它科 学的发展中亦做出了重要的贡献，发挥了重 要的作用． ４．１公理化方法对推动数学发展的作用 １）公理化方法是分析整理、加工总结数 学知识以及数学经验资料，建立科学理论体 系的工具． 公理化方法是靠逻辑演绎形成的，由它 处理的相关数学知识可以更加地系统化，从 而把它们按某种逻辑顺序构成了一个有序的