第1章 古希臘數學家歐幾裏德的故事(1 / 2)

言傳身教

歐幾裏德大約生於公元前325年,他是古希臘數學家,他的名字與幾何學結下了不解之緣,他因為編著《幾何原本》而聞名於世,但關於他的生平事跡知道的卻很少,他是亞曆山大學派的奠基人。早年可能受教於柏拉圖,應托勒密王的邀請在亞曆山大授徒,托勒密曾請教歐幾裏德,問他是否能把證明搞得稍微簡單易懂一些,歐幾裏德頂撞國王說:“在幾何學中是沒有皇上走的平坦之道的。”他是一位溫良敦厚的教育家。

另外有一次,一個學生剛剛學完了第一個命題,就問:“學了幾何學之後將能得到些什麼?”歐幾裏德隨即叫人給他三個錢幣,說:“他想在學習中獲取實利。”足見,歐幾裏德治學嚴謹,反對不肯刻苦鑽研投機取巧的思想作風。

在公元前6世紀,古埃及、古巴比倫的幾何知識傳入古希臘,和古希臘發達的哲學思想,特別是形式邏輯相結合,大大推進了幾何學的發展。在公元前6世紀到公元前3世紀期間,古希臘人非常想利用邏輯法則把大量的、經驗性的、零散的幾何知識整理成一個嚴密完整的係統,到了公元前3世紀,已經基本形成了“古典幾何”,從而使數學進入了“黃金時代”。柏拉圖就曾在其學派的大門上書寫大型條幅“不懂幾何學的人莫入”。歐幾裏德的《幾何原本》正是在這樣一個時期,繼承和發揚了前人的研究成果,取之精華彙集而成的。

《幾何原本》

歐氏《幾何原本》推論了一係列公理、公設,並以此作為全書的起點。共13卷,目前中學幾何教材的絕大部分都是歐氏《幾何原本》的內容。勾股定理在歐氏《幾何原本》中的地位是很突出的。在西方,勾股定理被稱作畢達哥拉斯定理,但是追究其發現的時間,在我國和古巴比倫、古印度都比畢達哥拉斯早幾百年,所以我們稱它勾股定理或商高定理。在歐氏《幾何原本》中,勾股定理的證明方法是:以直角三角形的三條邊為邊,分別向外作正方形,然後利用麵積方法加以證明,人們非常讚同這種巧妙的構思,因此目前中學課本中還普遍保留這種方法。

據說,英國的哲學家霍布斯一次偶然翻閱歐氏的《幾何原本》,看到勾股定理的證明,根本不相信這樣的推論,看過後十分驚訝,情不自禁地喊道:“上帝啊,這不可能。”於是他就從後往前仔細地閱讀了每個命題的證明,直到公理和公設,最終還是被其證明過程的嚴謹、清晰所折服。

歐氏《幾何原本》的部分內容與早期智人學派研究三個著名幾何作圖問題有關,特別是圓內接正多邊形的作圖方法。歐氏的《幾何原本》隻把用沒有刻度的直尺畫直線,用圓規畫圓列為公理,限定了“尺規”作圖。於是幾何作圖就出現了“可能”與“不可能”的情況。在這裏歐幾裏德隻給出了正三、四、五、六、十五邊形的做法,加上連續地二等分弧,可以擴展到正2n、3(2n)、5(2n)、15(2n)邊形。因此,我們可以想象歐幾裏德一定還嚐試過別的正多邊形的作圖方法,隻是沒有作出來而已。所以歐氏《幾何原本》問世後,正多邊形作圖引起了人們的極大興趣。