正文 第14章 變臉大王——幾何(1)(3 / 3)

事實上,大約在公元前500年,古希臘的畢達哥拉斯學派就對這個問題產生了興趣。他們發現當長方形的寬與長的比例為0.618時,其形狀最美。於是把0.618命名為“黃金數”,這就是黃金數的來曆。正如前麵所說,這是個奇妙的數,正等著你們去探索它的奧妙。

曆史上關於幾何的三大難題

在古希臘有一位學者叫安拉克薩哥拉。他提出“太陽是一個巨大的火球”。這種說法現在看來是正確的。然而古希臘的人們更願意相信神話故事中說的“太陽是神靈阿波羅的化身”。因此他們認為安拉克薩哥拉褻瀆了神靈,將其投入獄中,判為死刑。

在等待行刑的日子裏,安拉克薩哥拉仍然在思考著宇宙、萬物和數學問題。

是誰在“化圓為方”

一天晚上,安拉克薩奇看到圓圓的月亮透過正方形的鐵窗照進牢房,心中一動,想到如果已知一個圓的麵積,怎樣做出一個方來,才能使它的麵積恰好等於這個圓的麵積呢?

看似簡單的問題,卻難住了安拉克薩哥拉。因為在古希臘,作圖隻準許用直尺和圓規。

安拉克薩哥拉在獄中苦苦思考著這個問題,完全忘了自己是一個待處決的犯人。後來,由於好朋友、當時傑出的政治家伯利克裏的營救,他順利獲釋出獄。然而這個問題,他一直都沒有解決,整個古希臘的數學家也沒能解決,成了曆史上有名的三大幾何難題之一。

後來,在兩千多年的時間裏,無數個數學家對這個問題進行了論證,可還是都無功而返。

“神靈”的難題——立方倍積

古希臘有一座名為“第羅斯”的島。相傳,有一年島上瘟疫橫行,島上的居民到神廟去祈求宙斯神:怎樣才能免除災難?許多天過去了,巫師終於傳達了神靈的旨意,原來是宙斯認為人們對他不夠虔誠,他的祭壇太小了。要想免除瘟疫,必須做一個體積是這個祭壇兩倍的新祭壇才行,而且不許改變立方體的形狀。於是人們趕緊量好尺寸,把祭壇的長、寬、高都增加了一倍,第二天,把它奉獻在了宙斯神的麵前。不料,瘟疫非但沒有停止,反而更加流行了。第羅斯人驚慌失措,再次向宙斯神祈求神諭。巫師再次傳達了宙斯的旨意。原來新祭壇的體積不是原來祭壇的兩倍,而是八倍,宙斯認為,第羅斯人抗拒了他的意誌,因此更加發怒了。

這當然僅僅是傳說而已。但是“用圓規和沒有刻度的直尺來做一個立方體,使得這個立方體是已知原來的立方體體積的兩倍”這一問題,連最著名的數學家也不能解決。

不被允許的答案:三等分角

埃及的亞曆山大城在公元前4世紀的時候是一座著名的繁榮都城。在城的近郊有一座圓形的別墅,裏麵住著一位公主。圓形別墅的中間有一條河,公主居住的屋子正好建在圓心處。別墅的南北牆各開了一個門,河上建有一座橋。橋的位置和北門、南門恰好在一條直線上。國王每天賜給公主的物品,從北門送進,先放到位於南門的倉庫,然後公主再派人從南門取回居室。從北門到公主的屋子,和從北門到橋,兩段路恰好是一樣長。

公主還有一個妹妹,國王也要為小公主修建一座別墅。而小公主提出,自己的別墅也要修得和姐姐的一模一樣。小公主的別墅很快動工了。可是工匠們把南門建好後,要確定橋和北門的位置的時候,卻發現了一個問題:怎樣才能使北門到居室、北門到橋的距離一樣遠呢?

工匠們發現,最終是要解決把一個角三等分這個問題。隻要這個問題解決了,就能確定出橋和北門的位置了。工匠們試圖用直尺和圓規作圖法定出橋的位置,可是很長時間他們都沒有解決。不得已,他們隻好去請教當時最著名的數學家,我們已經熟悉的阿基米德。

阿基米德看到這個問題,想了很久。他在直尺上做了一點固定的標記,便輕鬆地解決了這一問題。大家都非常佩服他。不過阿基米德卻說,這個問題沒有被真正解決,因為一旦在直尺上作了標記,等於就是為它做了刻度,這在尺規作圖法中是不允許的。

為什麼蜜蜂用六邊形建造蜂巢

蜜蜂是宇宙間最令人敬佩的建築專家。它們憑借著上天所賜的天賦,采用了“經濟原理”:用最少的材料(蜂蠟),建造最大的空間(蜂房)。