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代數
代數﹝Algebra﹞是數學的其中一門分支,當中可大致分為初等代數學和抽象代數學兩部分。
初等代數學是指19世紀上半葉以前發展的方程理論,主要研究某一方程﹝組﹞是否可解,如何求出方程所有的根﹝包括近似根﹞,以及方程的根有何性質等問題。
大約寫於1700年前的埃及萊因特紙草文書中已經有解一元一次方程應用題的記載,甚至比此更早的古巴比倫人已在泥板文書中用配方法求解一元二次方程了。不過古代的算術、代數、幾何是互相交織的,在古希臘時代,幾何學明顯地從數學中分離出來,使純算術的或代數的問題都被轉譯為幾何語言,例如量被解釋為長度,兩個量之積解釋為矩形面積等。現代數學中仍稱二次冪「平方」,三次冪為「立方」,就是來源於此。
古希臘數學家尼可馬克﹝1世紀﹞約在公元100年寫了一本《算術入門》,使數的科學第一次脫離幾何而獨立。從而為純代數學的建立樹立了榜樣。
希臘數學家丟番圖﹝約246-330﹞在公元三世紀發表了第一部代數學著作──《算術》,內容包括了數論及不定方程等,他在這本書裏引入了未知量及一些運算符號,使代數表達大為簡化。由於丟番圖的符號大都屬於有關術語的縮寫,所以後人稱丟番圖的代數為縮寫式代數。
公元四世紀以後,希臘數學開始衰微,但印度和中東地區的數學卻獲得了相當可觀的發展。7、8世紀的印度數學家主要研究不定方程的解法,並已經用縮寫文字和一些記號來表示未知數和運算。在婆羅摩笈多的著作中,還給出了二次方程x2 + px - q = 0的一個根式解:x = 及某些不定方程的通解。
阿拉伯著名數學家阿爾‧花拉子米﹝約780-850﹞在825年左右寫了一本關於代數的書,書名的原意是《還原﹝或移項﹞和對消的科學》;羅伯特在1140年左右把阿拉文的al-jabr譯成拉丁文algebra,後因書名中的其餘部分逐漸被遺忘,所以algebra便成了代數學的專有名稱了。我國清代數學家李善蘭﹝1811-1882﹞和英人韋烈亞力﹝1815-1887﹞在1851年合譯英國棣麼甘的書,把algebra漢譯成「代數學」。
中國古代在代數學方面也有光輝的成就。在數學名著《九章算術》中已有一元二次方程的數值解法及線性方程組的解法,從採用的「正負術」中給出了負數的概念,建立了正、負數的運算法則。唐代數學家王孝通於七世紀寫成的《緝古算經》是世界上最早提出三次方程代數解法之著作;其後由賈憲﹝11世紀﹞、秦九韶﹝1202-1261﹞等人於十世紀後創立求高次方程的數值解法:「增乘開方法」;十一世紀的列一元高次方程的「天元術」及以後的「四元術」等重要結果的創立,均為代數學的發展做出新的貢獻。
十六世紀時,三次、四次方程的根式解法先後得到解決;特別是法國數學家韋達﹝1540-1603﹞引進一批代數符號,建立了「符號代數學」,使代數學的應用變得更廣泛及一般。
高斯在十八世紀証明了代數基本定理;挪威數學家阿貝爾﹝1802-1829﹞在十九世紀初﹝1824﹞証明了不能用根式求解一般五次方程;法國數學家伽羅瓦﹝1811-1832﹞在1832年運用「群」的思想徹底解決了用根式求解代數方程的可能性問題。他是第一個提出「群」的思想的數學家,一般稱他為近世代數的創始人。他使代數學由作為解方程的科學轉變為研究代數運算結構的科學,即把代數學由初等代數時期推向抽象代數即近世代數時期。
抽象代數學對於全部現代數學和一些其他科學領域都有重要的影響。抽象代數學隨著數學中各分支理論的發展和應用需要而得到不斷的發展。經過伯克霍夫、馮‧諾伊曼、坎托羅維奇和斯通等人在1933-1938年所做的工作,格論確定了在代數學的地位。而自20世紀40年代中葉起,作為線性代數的推廣的模論得到進一步的發展並產生深刻的影響。泛代數、同調代數、范疇等新領域也被建立和發展起來。
中國數學家在抽象代數學的研究始於30年代。當中已在許多方面取得了有意義和重要的成果,其中尤以曾炯之、華羅庚和周煒良的工作更為顯著。