著名數學家的故事
幾何學的奠基人
兩三千年前,古埃及人生活在尼羅河兩岸,生產力很發達,大片大片的土地被開發。但是,人類無法與大自然抗爭,當時的人們對洪水束手無策。每年,當夏秋季節尼羅河泛濫時期,河兩岸的田地就有不少被洪水淹沒或因河床改道,好端端的一塊農田就會被吞沒一塊。每到這時,就會有幾個聰明的埃及人拿著木棍繩子又比又量,準確地計算法老租給人們土地麵積的變化。漸漸地,埃及人積累了不少計算麵積的公式。如:
矩形:A=ab(其中A是麵積,a是長,b是寬。)
三角形:A=ah/2(其中a是邊長,h是高。)
另外,還能計算出梯形麵積。而當時計算圓形麵積的公式(8d/9)2,和如今的計算公式極為相近。
但是,當時的人們還沒有把這些公式命名為幾何學。
到了公元前320年,有一位叫作歐德謨的學者,根據埃及人的經驗,寫了一本《幾何學的發展史》。這部書隻有殘篇傳到了現在。又過了大約20年,古希臘出了一位叫歐幾裏得的人,他根據前人的經驗,經過自己的計算推理,寫出了一本共13篇的《原本》(又稱《幾何原本》)。這是人類第一次出現的“幾何”概念。
歐幾裏得在《原本》這本書裏,首先給出的是定義和公理。比如,他的點、線、麵的概念:
點是隻有位置沒有大小的;
線是隻有長度沒有寬度的;
麵是隻有長度和寬度的;
平行線是同一平麵內無限延長後永不相交的兩條直線;
……
這些定義和現今的幾何定義極為相似。
歐幾裏得還按照邏輯原理,推論出十分嚴謹美妙的五條公理(又稱“公設”)。其中有:
從一點到另一任意點作直線是可能的;
所有的直角都相等;
a=b,b=c,則a=c;
若a=b,則a+c=b+c;
《原本》中還有關於圓的性質的討論。如弦、切線、割線、圓心角等等。討論了圓的內接和外接圖形。其中,有一個命題是在一個圓內作正15邊形。
據說,當時的天文學一直認為地球赤道麵與地球繞日公轉麵的交角是24°,即是圓周的1/15。於是,歐幾裏得運用自己的智慧,作出了正15邊形,這在當時是一個難度十分大的命題。
《原本》13篇中共有467個命題。這些命題和推理所建立起來的幾何學體係是相當嚴謹和完整的,以至於連20世紀最偉大的科學家愛因斯坦都這樣說:一個人當他最初接觸歐幾裏得幾何學時,如果不曾為它的明晰性和可靠性所感動,那麼他是不會成為科學家的。
從《原本》的出現到現在,這部書出版過一千次以上,幾乎世界上所有的傑出數學家,都是讀著《原本》成長起來的。兩千多年來,《原本》就像一尊堅固的寶塔,其堅固程度沒有人能撼動它。因此,後人,尤其是科學界都把《原本》看作是一部經典奇書,而歐幾裏得的名字,也同《原本》一道流傳千古。
歐幾裏得大約生於公元前330年,死於公元前275年。可惜的是,他一生的經曆久已失傳。
數學競賽判真偽
1500年的某天,意大利北部的布裏西亞,一戶人家生了一個男孩,取名叫豐坦那。不久,意大利與法國發生戰爭,法軍攻陷了布裏西亞地區,大肆屠殺意大利人。豐坦那的父親死於戰禍,小豐坦那的頭部和下顎也受了重傷。好在他的母親是一位聰明而勇敢的婦女,她見兒子受傷,又沒有醫生看病治療,她就想到了狗用舌頭舔愈傷口的情景。於是,她也學著這個方法,用自己的舌頭治好了兒子的傷口。誰知痊愈後的小豐坦那卻得了一個口吃的毛病,說話不連貫,人們就給他取個外號叫塔爾塔利亞(意譯為口吃者)。久而久之,塔爾塔利亞就成了他的名字,豐坦那的名字也被人忘記了。
因為父親死於戰亂,塔爾塔利亞的家境十分貧寒,母親無力送他上學讀書。但是,塔爾塔利亞從小求知欲極強,母親就在他父親墳墓的石板上教他認字、算題。由於他天資聰明,意誌堅強,竟獨自學會了拉丁文和希臘文,對數學的鑽研成績更為突出。經過長期自學,成人後,他終於取得了成功,先後在他的家鄉布裏西亞和威尼斯等地從事教學工作。塔爾塔利亞專門喜歡解各種數學難題,在這方麵不少數學愛好者敗在他的手下。