鵬飛:“幾何學以點、線和面為研究對象,它的歷史和人類的文明一樣古老?!?/p>
浩天:“歐幾里得就是幾何的化身,《幾何原本》中明晰的公理、公設(shè)和嚴謹?shù)亩ɡ碜C明是人類理解時空的最佳途徑。古希臘人已經(jīng)將幾何學構(gòu)建得如此完善,證明過的定理就再也無法推翻,幾千年來人們都在研習歐幾里得幾何。無法超越的感覺令人窒息,好郁悶!”
鵬飛:“歐幾里得在《幾何原本》中構(gòu)建了人類有史以來第一座演繹推理的宏偉大廈,它是如此精巧、嚴謹、完美。但歐幾里得并沒有將幾何學大廈完全封閉,他在這座大廈的某處還留了一條縫呢!”
浩天:“他故意留了條縫?那這條縫在哪兒呢?”
鵬飛:“《幾何原本》后面定理的證明都是依據(jù)前面的定義、公理和公設(shè)推理而來,是無懈可擊的,要找它的縫,只能到前面來找?!?/p>
浩天:“定義就是合理的人為規(guī)定,這沒有什么可挑剔的;公理說的是大家都認可的道理,似乎也沒有什么縫可鉆。公設(shè)有幾條?”
鵬飛:“公設(shè)有5條:
1. 兩點之間可作一條直線段;
2. 直線段可以無限延長;
3. 以任意一點為中心及任意的距離可以作一個圓;
4. 所有直角都相等;
5. 若一條直線與另外兩條直線段相交,且使一側(cè)的內(nèi)角之和小于二直角的和,則該側(cè)兩條直線段無限延長后必相交。
如果這里還沒有縫可鉆,那么幾何學很可能在2000多年前就封閉嚴實,變成死水一潭了?!?/p>
浩天認真地思索著:“這里確實還有可探討的地方。1、2兩條公設(shè)為什么不合在一起,說成‘過兩點可作一條直線呢?還有第5公設(shè)是所有公理和公設(shè)當中最長的一條,感覺比較繁瑣,似乎可以通過其他公理和公設(shè)證明出來,干嗎要單獨列出來呢?”
鵬飛:“人們糾結(jié)的地方就在這兒,不如直接去問問歐幾里得本人吧!”浩天帶著疑問跟著鵬飛一起到電腦的虛擬幻境中再次拜訪歐幾里得。瞬間,他們穿越時空,來到公元前300多年的亞歷山大城。他們很快找到了歐幾里得的工作室。浩天迫不及待,直接敲門:“歐幾里得先生,開門!”
門開了,一位神情憂郁的老人出現(xiàn)在他們面前:“請進。有什么問題嗎?”浩天心想,眼前的人已經(jīng)不像我們以前看到的青年歐幾里得,那時他精力旺盛,顯得那么自信。
“先生,您好!請問您的第1、2公設(shè)為什么不合起來說:過兩點可作一條直線。這樣不是更簡潔嗎?”
歐幾里得看著已被幻化成古希臘學生模樣的浩天,憂郁地搖了搖頭:“直線是無限延伸的,長度是無窮的。可誰也無法真正看到無窮長的線。我盡量避免無窮的出現(xiàn),所以我只承認過兩點可作直線段,但直線段可以無限地延伸下去。唉!不可避免還是出現(xiàn)了無窮,這也正是我煩惱的地方?!?/p>
浩天知道,我們現(xiàn)代人把這種可無限延伸叫做“潛無窮”,而整條直線則是“實無窮”。浩天緊接著問:“另外您的第5公設(shè),看起來不像其他公設(shè)那樣簡潔明了,可以由其他公理和公設(shè)證明出來嗎?”
歐幾里得顯得更憂郁了:“對這一公設(shè)我也沒有十分的把握,我用多種方法都沒能由其他公理、公設(shè)證明出來,也沒找到比這更直觀的等價公設(shè)來代替它。”
“那不如改成‘過直線外一點能且只能作一條此直線的平行線,這樣不是更簡明嗎?”浩天一著急把現(xiàn)代教科書上的話說了出來,但他立刻想到這樣不妥,“噢!我忘了,您是不想用直線這一涉及無窮的概念,只能說如果同側(cè)內(nèi)角之和小于兩個直角之和,則這兩條線段不斷延伸后一定相交?!焙铺斓睦斫馐箽W幾里得興奮起來?!澳谴笥趦蓚€直角之和呢?”浩天的思維發(fā)散開來,“不是也相交嗎?”
“是的?!睔W幾里得解釋道,“那是在另一側(cè)相交,敘述起來更顯繁瑣?!?/p>
“如果等于兩個直角之和呢?是不是一定不相交?”
歐幾里得的臉又陰沉了:“誰也無法判定將這兩條直線無限延伸下去會不會相交,所以我也沒說等于兩直角之和時不相交?!?/p>
一直在旁邊靜聽的鵬飛這時插話進來:“如果同側(cè)兩內(nèi)角之和不等于但接近兩直角之和,是不是就一定會相交?”
歐幾里得看了一眼鵬飛,陷入了沉思,臉上陰云密布。
浩天解圍道:“無限接近兩直角之和,跟等于兩直角之和這種情況一樣,也不好驗證,而且那兩條直線段延伸下去也不一定相交,先生您說對嗎?”
歐幾里得將臉轉(zhuǎn)了過去,無限惆悵。
“老師再見!”鵬飛拉起浩天就走,邊走邊小聲說,“你這是要逼瘋歐幾里得啊!你的說法不是直接否定了他的第5公設(shè)嗎?”
“可是……確實……唉!麻煩的第5公設(shè)!”endprint