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导读(1/10)

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导读

如果欧几里得未能激发起你少年时代的科学热情,那么你肯定不会是一个天才的科学家。

——爱因斯坦

一、欧几里得生平

欧几里得大约生活在公元前330—前275年之间。除《几何原本》外,还有不少著作,如《已知数》、《纠错集》、《园锥曲线论》、《曲面轨迹》、《观测天文学》等。遗憾的是,除了《几何原本》以外,这些都没有留存下来,消失在时空的黑暗之中了。从某个意义上说,这增加了人类的黑暗。仅留世的《几何原本》,已让我们震撼了两千余年。

欧几里得的生平也已失传,据后世推断,他早年在雅典受教育,熟知柏拉图的学说。公元前300年左右,受托勒密王(前364—前283年)之邀,他前往埃及统治下的亚历山大城工作,长期从事教学、研究和著述,涉猎数学、天文、光学和音乐等诸多领域。所著《几何原本》,共有13卷,希腊文原稿也已失传,现存的是公元4世纪末西翁的修订本和18世纪在梵蒂冈图书馆发现的希腊文手抄原本。这部西方世界现存最古老的科学著作,为两千余年来用公理法建立演绎的数学体系找到了源头。德摩根曾说,除了《圣经》,再没有任何一种书像《原本》这样拥有如此众多的读者,被译成如此多种的语言。从1482年到19世纪末,《原本》的各种版本竟用各种语言出了1000版以上。明朝万历年间(1607年),徐光启和意大利传教士利玛窦把前六卷译成中文出版,定名为《几何原本》。“几何”这个数学名词就是这样来的。《几何原本》同时也是中国近代翻译的第一部西方数学著作。康熙皇帝将这个仅有前六卷的版本书当成智力玩具把玩了一生,但估计其理解也十分有限。

欧几里得

欧几里得(约前330—前275年)古希腊数学家,著有《几何原本》13卷,这是世界上最早公理化的数学著作。他在这部书中,总结了前人的研究成果,从定义、公理和公设出发,用演绎法建立几何命题;书中还包括整数论的许多成果,如求两整数最大公约数的“辗转相除法”。此书传世不衰,对人类文明的影响,非他书所能及。

利玛窦与徐光启

西方科学技术最初是通过基督教会的传教士们传入中国的。1582年,明万历年间,意大利人利玛窦(1552—1610年)与徐光启(1562—1633年)合作翻译了《几何原本》前六卷,这是传教士来中国翻译的第一部科学著作。

古籍中记载了两则故事:托勒密国王问欧几里得,有没有学习几何学的捷径。欧几里得答道:“几何无王者之道。”意思是,在几何学里没有专门为国王铺设的大路。这句话成为千古传诵的箴言。另一个故事说:一个学生才开始学习第一个命题,就问学了几何之后将得到些什么。欧几里得对身边的侍从说:“给他三个钱币,因为他想在学习中获取实利。”这两则故事,与他的光辉著作一样,具有高深的含义。

二、《几何原本》的贡献

《几何原本》从少量“自明的”定义、公理出发,利用逻辑推理的方法,推演出整个几何体系,选取少量的原始概念和不需证明的命题,作为定义、公设和公理,使它们成为整个体系的出发点和逻辑依据,然后运用逻辑推理证明其他命题。它成为人类文明的一块极至瑰宝,创造了人类认识宇宙空间、认识宇宙数量关系的源头,是一部人类历史上的科学杰作。逻辑并不是欧几里得开创的,而是以另一个希腊天才亚里士多德为代表,他的著名的三段论,开创了逻辑的基本面貌,提出了逻辑的基本建构。欧几里得是第一个将三段论应用于实际知识体系构建的人,他铸造了一部完整的逻辑演绎体系。他构成了希腊理性最完美的纪念碑。

两千余年来,所有初等几何教科书以及19世纪以前一切有关初等几何的论著,都以《几何原本》作为依据。“欧几里得”成为几何学的代名词,并且人们把这种体系的几何学叫做欧几里得几何学。

最早的印刷本

9世纪以后,大量的希腊著作被译成阿拉伯文,约1255年,坎帕努斯(?—1296年)参考数种阿拉伯文本及早期的拉丁文本重新将《原本》译成拉丁文,并于1482年以印刷本的形式在威尼斯出版。图为坎帕努斯译本的第一页。

《几何原本》对世界数学的贡献主要是:确立了数学的基本方法学。①建立了公理演绎体系,即用公理、公设和定义的推证方法。②将逻辑证明系统地引入数学中,确立了逻辑学的基本方法。③创造了几何证明的方法:分析法、综合法及归谬法。

相对《原本》中的几何知识而言,它所蕴含的方法论意义更重大。事实上,欧几里得本人对它的几何学的实际应用并不关心,他关心的是他的几何体系内在逻辑上的严密性。《原本》作为文化丰碑还在于,它为人类知识的整理、系统阐述提供了一种模式。从此,人类的知识建构找到了一个有效的方法。整理为从基本概念、公理或定律出发的严密的演绎体系成为人类的梦想。斯宾诺莎的伦理学就是按这种模式阐述的,牛顿的《自然哲学的数学原理》同样如此。

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