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第一部分

科學家傳奇係列叢書站在科學之巔科學之祖泰勒斯

泰勒斯是西方思想史上第一個有名字留下來的哲學家。大約公元前624年,他降生在希臘古殖民城邦米利都(Miletus,今屬土耳其)的一個奴隸主貴族家庭。由於家族地位的優越,他從小就受到了良好的啟蒙教育。

早年泰勒斯曾作為一個商人,遊曆過很多東方國家,積累了廣博的知識。在古巴比倫,他學會了觀測日食月食和測算海上船隻距離;在埃及,他了解了土地丈量的方法和規則等;但對他影響最為深遠的是在美索不達米亞平原,在這裏學習了數學和天文學知識,從此奠定了他向數學和天文學進軍的知識基礎。

尋求證明是古希臘人原本就有的求索精神,而泰勒斯則把這種精神和思想移植到了幾何的研究上。他首先把埃及的地麵幾何演變成平麵幾何學,這樣一來就把形象的地麵圖形演變成了有很強邏輯性的理論,使之具有普遍意義。這對幾何學的發展起到至關重要的作用,因此他當之無愧地成為古希臘幾何學的先驅。

在數學上引入命題證明的思想,是泰勒斯最大的成就。他把各種定理之間的內在聯係通過邏輯證明體現了出來,使數學構成一個嚴密的體係,為還處於混沌愚昧狀態的人們做出了巨大的貢獻,並為數學的下一步發展奠定了基礎。這種思想的引入標誌著人們對客觀事物從經驗的認識上升到了理論上的思考,這在數學史上是一次非比尋常的跨躍。

泰勒斯不僅是眾多基本定理的發現者(如:“直徑平分圓周”、“等腰三角形底角相等”等),還是將數學知識運用到生活當中的實踐者。相傳他在晴朗的天氣裏來到了金字塔前,根據相似三角形對應邊成比例的數學原理,測算出了金字塔的高度。這種測量就是曆史上著名的“泰勒斯測量法”,曾在埃及得到了廣泛的運用。

泰勒斯對天文學的癡迷和造詣完全不亞於數學。據說有一天晚上,泰勒斯走在曠野之們,沉浸在滿天星鬥之中,竟忘了自己還在走路。結果掉進一個坑裏,差點摔死。當別人把他救出來時,他的第一句話卻是告訴那人明天會下雨!這位隻顧觀看天空卻不看腳下的天文學家還對太陽的直徑進行了計算,並且成功預測了公元前585年5月28日的日全食,從而巧妙地結束了一場持續五年之久的戰爭。

晚年泰勒斯的研究轉向了哲學領域,並成為古希臘最早的哲學學派——愛奧尼亞學派的創始人。他認為世界本原是水,“水是最好的”、“水生萬物,萬物複歸於水”。有這樣的心得來源於他早年向埃及人學習觀察洪水的體會。在尼羅河每年漲退的記錄和自己的觀察中,他發現每次洪水退後,在留下肥沃的淤泥中蘊藏著無數微小的胚芽和幼蟲。他把這一現象與神造宇宙的神話結合起來,得出了萬物由水生成的哲學思想。

大約在公元前546年,古希臘智慧的第一個人泰勒斯去世了。他死後,人們在其墓碑上所鐫刻的頌詞充分顯示了對他的敬仰:“他是一位聖賢,又是一位天文學家,在日月星辰的王國裏,他頂天立地、萬古流芳。”被尊為“希臘七賢之首”、“科學之祖”的泰勒斯,一生的研究幾乎涉獵了當時人類的全部思想和活動領域,有這樣的頌詞也是當之無愧的。“萬物皆數”的創立者畢達哥拉斯

“勾三股四弦五”,是現在我們耳熟能詳的“勾股定理”中的一個特例,它早在西漢的數學著作《周髀算經》中就已經出現。遺憾的是,我們的祖先沒能從特例中發現這一定理的普遍意義,而拱手將這一定理的發現權及冠名權讓給了古希臘著名的數學家和哲學家畢達哥拉斯。他第一個用演繹法證明了直角三角形斜邊平方等於兩直角邊平方之和,因而這條定理在西方以他的名字命名,被稱為“畢達哥拉斯定理”。

大約在公元前572年,畢達哥拉斯出生於愛琴海中的薩摩斯島。自幼聰明好學,曾在名師門下學習幾何學、自然學和哲學,後來因對東方的向往,遊曆巴比倫、印度和埃及,吸收了阿拉伯文明和印度文明,大約在公元前530年才返回希臘,創建了自己的學派。此後他一邊從事教育,一邊從事數學研究。

“勾股定理”是畢達哥拉斯一個最具代表的數學成就,關於這一定理的發現還有一個有趣的故事。

相傳,畢達哥拉斯應邀參加一次豪華宴會,不知道什麼原因,大餐遲遲不上桌。善於觀察和理解的畢達哥拉斯沒有注意到這些,而是被腳下排列規則、美麗的方形石磚所深深吸引。他並不是欣賞它們的美麗,而是思考它們和“數”之間的關係。於是,在大庭廣眾之下,他蹲在地板上,拿了畫筆在選定的一塊石磚上以它的對角線為邊畫一個正方形,結果驚奇地發現這個正方形麵積恰好等於兩塊磚的麵積和。開始他以為這隻是巧合,但當他把兩塊石磚拚成的矩形之對角線作另一個正方形時,這個正方形之麵積相當於5塊石磚的麵積。這也就是說它等於以兩股為邊作正方形麵積之和。