04.07 尼罗河不泛滥,就没有几何学

尼罗河不泛滥,就没有几何学

尼罗河不泛滥,就没有几何学

几何学这门学问,到底源自于什么时候、哪个国家、哪个人呢?基于人类的求知本能,每个人多少都会思考圆、直线、三角、四角等图形,而几何学也就是研究图形的概念,因此可以说几何学根本就是自从有人类以来,便存在的学问。

考古学者研究发现,早在五千至六千年前的埃及和巴比伦,便已发展出高度的文明,有宏伟的宫殿、美丽的寺院、各种型态的陵墓、规画整齐的广大耕地等等,不难想像当时在埃及、巴比伦地区,是多么精通几何学。希腊历史学家希罗多德在其著作《历史》一书中,描写到:“埃及每次尼罗河泛滥,都会破坏耕地界线,因此经常需要测量土地,几何学自然会成为发达的学科。”

几何学的英文是geometry,geo 在希腊文中是土地的意思,metry 则是测量之意,因此合起来就是测量土地、“测地术”的意思。而汉字“几何”一词,最早是出现在中国徐光启的著作中,几何的中文发音和英文的“jio”、德文的“geo”发音相近,而且几何的意思为多少,与物品的测量有关。

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在前面提到的《莱因德纸草书》中,也记载了求耕地面积的方法、求两点之间距离的方法,还有测量仓库容纳谷物的容积、圆的面积、圆周长、球体的体积等计算法。然而,从古早文献可知,在巴比伦,与几何学相关的知识也是自古便十分发达,他们在这方面的研究不亚于希腊人。不过当时的巴比伦人十分迷信,认为天地变异的自然现象全都是神的旨意,因此惶惶终日,流行以各种方法占卜吉凶祸福,于是几何图形不只是用来实际测量,还运用于各种占卜中。

从这个区域的出土文物中,有些器物上画有正方形、平行线、凹角等图形,并刻上各种咒语,那些咒语中还出现苏美语“tim”这个表示“绳”的字眼,有直线的意思,因此可以想像当时是以绳子为工具,测量两点间的距离。

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目前可以知道,埃及人及巴比伦人都只是基于生活上的需要或灵机一动,才零零星星的发现数学或图形,后来希腊人将这些零星片段的知识整合成一门有系统的学问,建立了今日几何学的基础。其中有名的泰利斯、毕达哥拉斯、柏拉图、 欧多克索斯、亚里斯多德等大数学家辈出,前后经历三百多年的时间,发展出十分精粹的几何学。最后,由几何学权威欧几里得有系统的编纂《几何原本》一书,奠定了后世几何学的基础。

希腊向埃及取经

公元前500至600年左右,埃及文明蓬勃的流传至希腊,两国在精神和物质方面都有频繁的往来,希腊学者争先恐后的前往埃及留学,其中有泰利斯、毕达哥拉斯、柏拉图、德谟克利特、欧多克索斯等人,都直接向埃及学者取经,建立了希腊文化的基础。

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特别值得注意的是,源自埃及和巴比伦的几何学,只不过是应实际需要而自然产生的片段知识,还没成为完整的学问体系。希腊人学会这些知识后,找出了与图形的性质相关的普遍原理,成为现在几何学的滥觞。哲学家泰利斯借由测量金字塔的日影而计算出其高度,还发现如何计算海面上船只与陆地之间的距离。

泰利斯据说也是以科学方式研究天文的先驱,在数学家卡约里的《初等数学史》一书中有一段文字是这样说的:

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泰利斯最出名的一件事,就是预言了发生在公元前585 年5 月28 日的日蚀,关于这件事有一则有趣的插曲……。

泰利斯正在专注观测天体之际,一不小心跌落水沟。当时随侍在旁的太太吓了一跳后,笑着对他说:“你连自己的脚步都掌握不了,又怎么能掌握天象呢?”

尼罗河不泛滥,就没有几何学

在这个时期,除了泰利斯之外,还有许多数学家形成爱奥尼亚学派、毕达哥拉斯学派、辩者学派等各种学派,各有各的独特研究领域,在这些数学家当中,最后出现了史上第一位,将过去的几何学有系统的整理出来的人──欧几里得。


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