正文 第9章 幾何學的奠基人(1 / 1)

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》看做是一部經典奇書,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。