Matematik Zaman Pembaharuan Eropah (k.k. 1200 – 1600)
Di
Eropah pada bermulanya
Zaman Pembaharuan Eropah, kebanyakan yang
kini dipanggil matematik sekolah — kira-kira campur, kira-kira tolak,
pendaraban, pembahagian, dan geometri — dikenali oleh orang-orang yang
berpendidikan, walaupun notasi mereka adalah besar dan memakan ruang: angka-
angka rumi serta perkataan-perkataan
digunakan, bukannya simbol: tidak adanya tanda plus, tanda persamaan, serta
penggunaan
x sebagai simbol untuk kuantiti yang tak diketahui.
Kebanyakan matematik yang kini diajar di universiti diketahui hanya oleh
komuniti matematik di
India
atau masih belum diselidik dan dikembangkan di Eropah.
Melalui penterjemahan teks Arab dalam bahasa
Latin, pengetahuan tentang
angka Hindu-Arab serta perkembangan
penting Islam dan India
yang lain dibawa ke Eropah. Terjemahan karya Al-Khwarizmi,
Al-Jabr wa-al-Muqabilah,
oleh
Robert of Chester dalam bahasa
Latin pada
abad
ke-12 adalah mustahak khususnya. Karya-karya terawal
Aristotle
dikembangkan semula di Eropah, mula-mulanya dalam bahasa Arab dan kemudian
dalam bahasa Greek. Yang amat penting ialah penemuan semula
Organon, himpunan tulisan logik Aristotle
yang disusun pada
abad ke-1.
Keinginan yang dibangkitkan semula tentang
perolehan pengetahuan baru mencetuskan pembaharuan minat terhadap matematik.
Pada awal
abad
ke-13,
Fibonacci menghasilkan matematik penting
yang pertama di
Eropah
sejak masa
Eratosthenes, satu lompang yang melebihi
seribu tahun. Tetapi sejauh yang kini diketahui, hanya sejak akhir
abad ke-16
bahawa ahli-ahli matematik mula membuat kemajuan tanpa sebarang prajadian di
mana-mana tempat di dunia.
Sejak masa itu, perkembangan-perkembangan
matematik muncul dengan pantas dan bergabung dengan kemajuan dalam bidang sains
untuk menghasilkan faedah bersama. Pada tahun
1543 yang penting,
Copernicus menerbitkan karyanya,
De
revolutionibus, yang menegaskan bahawa Bumi mengelilingi Matahari, dan
Vesalius menerbitkan
De humani corporis
fabrica yang mengolahkan tubuh manusia sebagai suatu himpunan organ.
Didorong oleh desakan pelayaran serta keperluan
yang semakin bertambah untuk peta-peta kawasan besar yang tepat,
trigonometri
bertumbuh menjadi satu cabang matematik yang utama.
Bartholomaeus Pitiscus
merupakan orang pertama yang menggunakan perkataan ini ketika beliau
menerbitkan karyanya,
Trigonometria, pada tahun 1595. Jadual sinus dan
kosinus Regiomontanus diterbitkan pada tahun 1533.
[9]
Disebabkan oleh
Regiomontanus (1436—1476) dan
François Vieta (1540—1603), antara
lain, pada akhir abad, matematik ditulis menggunakan angka Hindu-Arab dalam
bentuk yang tidak amat berbeza dengan notasi-notasi yang anggun yang kini
digunakan.
Abad ke-17
Abad ke-17 memperlihatkan ledakan yang tidak pernah
berlaku dahulu tentang idea-idea matematik dan sains di seluruh Eropah.
Galileo
Galilei, seorang Itali, mencerap bulan-bulan yang mengelilingi Musytari
dengan menggunakan sebuah teleskop yang berdasarkan mainan yang diimport dari Holland.
Tycho Brahe, seorang Denmark,
mengumpulkan sejumlah data matematik yang amat besar untuk memerihalkan
kedudukan-kedudukan planet di langit.
Muridnya,
Johannes
Kepler, seorang Jerman, memulakan kerjanya dengan data ini. Disebabkan
sebahagian oleh keinginannya untuk membantu Kepler dalam penghitungan,
Lord Napier di Scotland merupakan orang
pertama untuk menyelidik
logaritma tabii. Kepler berjaya dalam
perumusan hukum-hukum matematik mengenai gerakan planet.
Geometri analisis yang dikembangkan
oleh
Descartes,
seorang Perancis, membenarkan orbit-orbit ini diplot pada suatu graf.
Dan
Isaac
Newton, seorang Inggeris, menemui hukum-hukum fizik yang menerangkan
orbit-orbit planet serta juga matematik kalkulus yang dapat digunakan untuk
menyimpulkan hukum-hukum Kepler daripada prinsip kegravitaan semesta Newton. Secara
berasingan,
Gottfried Wilhelm Leibniz
di negara Jerman mengembangkan kalkulus dan banyak notasi kalkulus yang masih
digunakan pada hari ini. Sains dan matematik telah menjadi sebuah usaha
antarabangsa yang kemudian tersebar ke seluruh dunia.
Selain daripada penggunaan matematik untuk
mengkaji langit, matematik gunaan mula berkembang ke bidang-bidang yang baru,
dengan surat-menyurat antara
Pierre de Fermat dengan
Blaise Pascal. Pascal dan Fermat
menyediakan persediaan asas untuk penyelidikan
teori kebarangkalian dan hukum-hukum
kombinatorik
yang sepadan dalam perbincangan-perbincangan mereka tentang permainan
pertaruhan.
Pascal, dengan
pertaruhan, mencuba menggunakan
teori kebarangkalian yang baru dikembangkan ini untuk memperdebatkan pengabdian
hidup pada agama, berdasarkan alasan bahawa walaupun jika kebarangkalian
kejayaan adalah kecil, ganjarannya tidak terbatas. Dari satu segi, ini
membayangkan perkembangan yang kemudian terhadap
teori utiliti pada abad ke-18 dan
ke-19.
Abad ke-18
Seperti yang telah dilihat, pengetahuan nombor
tabii, 1, 2, 3,..., sebagaimana yang dikekalkan pada struktur-struktur
monolitik, adalah lebih tua daripada mana-mana teks tertulis yang masih wujud.
Peradaban-peradaban terawal — di Mesopotamia, Mesir,
India dan China — tahu akan matematik.
Salah satu cara untuk melihat perkembangan
berbagai-bagai sistem nombor matematik moden adalah untuk melihat nombor-nombor
baru yang dikaji dan diselidikkan bagi menjawab soalan-soalan aritmetik yang
dilakukan pada nombor-nombor yang lebih tua.
Pada zaman prasejarah, pecahan
dapat menjawab soalan: apakah nombor yang, apabila dikalikan dengan 3, memberi
jawapan 1. Di India dan China,
dan lama kemudian di Jerman, nombor-nombor negatif dikembangkan untuk menjawab
soalan: apakah hasilnya apabila anda menolak nombor yang lebih besar dengan
nombor yang lebih kecil. Rekaan sifar mungkin menyusul daripada soalan yang
sama: apakah hasilnya apabila anda menolak sesuatu nombor dengan nombor yang
sama.
Lagi satu soalan yang lazim adalah: apakah jenis
nombornya untuk punca kuasa dua? Orang-orang Yunani tahu bahawa hasilnya bukan
sesuatu pecahan, dan soalan ini mungkin memainkan peranan dalam perkembangan
pecahan lanjar. Tetapi jawapan yang
lebih baik muncul dengan rekaan perpuluhan yang dikembangkan oleh
John Napier (1550 - 1617) dan kemudian
dijadi sangat baik oleh
Simon Stevin. Menggunakan perpuluhan dan
idea yang menjangka konsep
had,
Napier juga mengkaji pemalar baru yang
Leonhard Euler (1707 - 1783) menamakan
e.
Euler amat terpengaruh dalam pemiawaian istilah
dan notasi matematik yang lain. Beliau menamakan punca kuasa dua bagi minus 1
dengan simbol
i. Beliau juga mempopularkan penggunaan huruf
Greek
π untuk nisbah lilitan dengan diameternya.
Euler kemudian memperoleh salah satu identiti yang luar biasa dalam seluruh
matematik:
Abad ke-19
Pada sepanjang
abad ke-19,
matematik menjadi semakin abstrak. Dalam abad ini, hidup salah satu ahli
matematik yang terunggul,
Carl Friedrich Gauss (1777 -
1855). Mengetepikan banyak sumbangannya kepada sains, beliau membuat kerja
revolusioner tentang
fungsi pemboleh ubah kompleks dalam
bidang matematik tulen, dalam bidang
geometri, serta
mengenai penumpuan
siri.
Juga buat pertama kali, had-had matematik
diperiksa dengan teliti.
Niels Henrik Abel, seorang Norway,
dan
Évariste Galois, seorang Perancis,
membuktikan bahawa tidak terdapat sebarang kaedah algebra am untuk
menyelesaikan persamaan polinomial yang melebihi empat darjah, dan ahli-ahli
matematik abad ke-19 yang lain mempergunakan ini untuk membuktikan bahawa tepi
lurus dan kompas pada dirinya tidaklah mencukupi untuk membahagikan tiga sama
sudut sembarangan, untuk membina tepi kubus yang isi padunya dua kali lebih
besar daripada sesuatu kubus yang tertentu, atau untuk membina segi empat sama
yang sama keluasannya dengan sesuatu bulatan yang tertentu. Ahli-ahli matematik
telah gagal dalam percubaan mereka untuk menyelesaikan masalah-masalah ini
sejak masa Yunani kuno.
Penyelidikan Abel dan Galois tentang penyelesaian
pelbagai persamaan polinomial menyediakan persediaan asas untuk mengembangkan
dengan lebih lanjut
teori kumpulan dan bidang-bidang
algebra
abstrak yang berkaitan. Pada abad ke-20, para ahli fizik dan ahli sains
yang lain telah memperlihatkan teori kumpulan sebagai cara yang ideal untuk
mengkaji
simetri.
Sebelum abad-20, bilangan ahli matematik yang
kreatif di dunia pada mana-mana satu masa adalah terhad. Kebanyakan kalinya,
ahli-ahli matematik dilahirkan dalam kekayaan, umpamanya Napier, atau disokong
oleh penaung-penaung kaya, umpamanya Gauss. Tidak terdapat banyak punca
pendapatan selain daripada mengajar di universiti, umpamanya Fourier, atau di
sekolah tinggi seperti dalam kes Lobachevsky.
Niels Henrik Abel yang tidak dapat
pekerjaan, maut akibat
batuk kering.
Abad ke-20
Pekerjaan ahli matematik benar-benar bermula pada
abad ke-20.
Setiap tahun, beratus-ratus Ph.D. dalam matematik dianugerahkan, dan
pekerjaan-pekerjaan boleh didapati untuk kedua-dua pengajaran dan industri.
Perkembangan matematik bertumbuh dengan pesat, dengan terdapat terlalu banyak
kemajuan untuk membincangkan, kecuali beberapa yang amat penting.
Seluruh bidang-bidang baru matematik seperti
logik
matematik, matematik komputer,
statistik,
dan
teori permainan mengubahkan jenis-jenis soalan yang
dapat dijawab dengan kaedah-kaedah matematik.
Bourbaki, ahli matematik
Perancis,
mencuba menggabungkan semua bidang matematik menjadi satu keseluruhan yang
koheren.
Menjelang akhir abad, matematik juga mempengaruhi
seni apabila geometri
fraktal menghasilkan
bentuk-bentuk indah yang tidak pernah
dilihat dahulu.
Abad ke-21
Pada bermulanya
abad ke-21,
banyak pendidik menyatakan kebimbangan mengenai sebuah kelas rendah yang baru,
iaitu buta huruf matematik dan sains.
[10]
Pada waktu yang sama, matematik,
sains,
kejuruteraan, dan
teknologi
bersama-sama mencipta
pengetahuan,
komunikasi,
dan kemakmuran yang tidak termimpi oleh ahli-ahli falsafah kuno.