車仁宇
學過幾何的人都知道,π也就是圓的周長與直徑之比是3.14159……,可是在大約100多年前,美國人差點通過立法規(guī)定π=3.2。
這還要從幾何學界一個著名的問題說起:古代埃及和希臘的幾何學家曾經(jīng)提出一個問題,在白紙上畫一個圓,然后只以圓規(guī)和不帶刻度的直尺為工具,能否做出一個和這個圓面積相當?shù)恼叫??這就是著名的“化圓為方”問題。和哥德巴赫猜想一樣,千百年來無數(shù)數(shù)學家都在探求這一問題的答案。到了1894年,美國印第安納州的一名內(nèi)科醫(yī)生兼業(yè)余數(shù)學家——愛德華·古德溫覺得,他已經(jīng)找到了“化圓為方”的正確方法。他的方法被刊登在《北美數(shù)學月刊》上。古德溫還把這套方法交給印第安納州議會議員萊考德,萊考德立刻在州議會試圖推動一部法案的通過,要求將古德溫的“化圓為方”之法作為本州的專利,只有本州教育機構(gòu)使用時才能免費,其他地方使用都要收費。
在法案中,萊考德聲稱:“(古德溫)關于三等分角(用圓規(guī)直尺把一個角三等分)、倍立方體(用圓規(guī)和直尺做一個立方體,體積是原立方體的兩倍)以及化圓為方的解決辦法,已經(jīng)被《北美數(shù)學月刊》作為科學貢獻……而且我們要記住的是,這些問題已經(jīng)被許多科學機構(gòu)認為是人類所不可能解決的問題?!边@部法案被提交到州議會教育委員會,居然在州眾議院全票通過。一時間,整個印第安納州的報紙都在報道這件事,好像“化圓為方”的數(shù)學大難題問題真的被解決了一樣。
此時,美國普爾多大學教授瓦爾多來到印第安納波利斯,一名議員想把古德溫這位“數(shù)學天才”介紹給瓦爾多。瓦爾多表示像古德溫這種瘋子他見得多了。瓦爾多還在有權(quán)投票決定法案是否通過的議員中間進行游說,指出古德溫“化圓為方”之法的荒謬之處。因此,當萊考德把相關法案提交到州議會進行表決時,風向已經(jīng)不是一邊倒地支持了。不過即便如此,議會上總體還是支持法案的人多。但是很快有議員指出,議會無權(quán)推翻數(shù)學真理;而且此時輿論風向也有變化,《芝加哥論壇》報等權(quán)威報紙也在質(zhì)疑古德溫的“化圓為方”之法,因此這部法案最終未能通過。
仔細研究古德溫的“化圓為方”的方法就會發(fā)現(xiàn),這里面的一個邏輯起點,就是圓的周長與直徑之比為4/1.25,也就是3.2,而且2的開方不是1.41421……而是等于10/7也就是1.429。因此,萊考德試圖推動通過的法案,也被人稱作《印第安納π法案》?,F(xiàn)在看來,這兩個邏輯起點是根本站不住腳的,而且十分可笑(1.429*1.429肯定大于2),但在當時,古德溫這個業(yè)余數(shù)學家的理論卻把許多議員搞得五迷三道。
事實上,早在1882年,也就是《印第安納π法案》被提出的12年前,德國數(shù)學家林德曼就證明了π是超越數(shù),即π不可能是任何整系數(shù)多項式的根。圓周率的超越性否定了化圓為方這古老尺規(guī)作圖問題的可能性,因所有尺規(guī)作圖只能得出代數(shù)數(shù),而超越數(shù)不是代數(shù)數(shù)。只可惜印第安納州的那些議員們并不清楚數(shù)學界的最新研究成果,這才險些鬧出了大笑話?!?/p>