馬學(xué)軍
同學(xué)們進入初中后初學(xué)幾何,是從平面圖形的認(rèn)識開始的,因為能從中感受到數(shù)學(xué)別樣的美。
無數(shù)數(shù)學(xué)家都被數(shù)學(xué)美所折服。數(shù)學(xué)家克萊因認(rèn)為:“數(shù)學(xué)是人類最高超的智力成就,也是人類心靈最獨特的創(chuàng)作。繪畫使人賞心悅目,詩歌能動人心弦......,但數(shù)學(xué)能給予以上的一切?!崩纾汗垂啥ɡ恚ó呥_哥拉斯定理)是大家十分熟悉的一個非常簡潔的定理。兩千多年來,它激起了無數(shù)人對數(shù)學(xué)的興趣,意大利著名畫家達·芬奇、印度學(xué)者婆什迦羅、美國總統(tǒng)伽菲爾德等都給出過它的證明。1940年,美國數(shù)學(xué)家盧米斯在所著《畢達哥拉斯命題藝術(shù)》的第二版中收集了它的370種證明,充分展現(xiàn)了這個定理的無窮魅力。
提到幾何,就不得不提歐幾里得。
歐幾里得(約公元前330年—公元前275年),古希臘人,數(shù)學(xué)家,被稱為“幾何之父”。在其著作《幾何原本》中他提出了五大公設(shè),這本書也被廣泛認(rèn)為是歷史上最成功的教科書。
歐幾里得出生于雅典,當(dāng)時雅典就是古希臘文明的中心。濃郁的文化氣氛深深地感染了歐幾里得,當(dāng)他還是個十幾歲的少年時,就迫不及待地想進入柏拉圖學(xué)園學(xué)習(xí)。
一天,一群年輕人來到位于雅典城郊外林蔭中的柏拉圖學(xué)園。只見學(xué)園的大門緊閉著,門口掛著一塊木牌,上面寫著:“不懂幾何者,不得入內(nèi)!”這是當(dāng)年柏拉圖親自立下的規(guī)矩,為的是讓學(xué)生們知道他對數(shù)學(xué)的重視,然而卻把前來求教的年輕人給鬧糊涂了。有人在想,正是因為我不懂?dāng)?shù)學(xué),才要來這兒求教的呀,如果懂了,還來這兒做什么?正在人們面面相覷,不知是進是退的時候,歐幾里得從人群中走了出來,只見他整了整衣冠,看了看那塊牌子,然后果斷地推開了學(xué)園大門,頭也沒有回地走了進去。
最早的幾何學(xué)興起于公元前7世紀(jì)的古埃及,傳到古希臘的都城,又借畢達哥拉斯學(xué)派系統(tǒng)奠基。在歐幾里得以前,人們已經(jīng)積累了許多幾何學(xué)的知識,然而這些知識當(dāng)中,存在一個很大的缺點和不足,就是缺乏系統(tǒng)性。大多數(shù)是片段、零碎的知識,公理與公理之間、證明與證明之間并沒有很強的聯(lián)系,更不要說對公式和定理進行嚴(yán)格的邏輯論證和說明。
因此,隨著社會經(jīng)濟的繁榮和發(fā)展,特別是農(nóng)林畜牧業(yè)的發(fā)展、土地開發(fā)和利用的增多,把這些幾何學(xué)知識加以條理化和系統(tǒng)化,成為一整套可以自圓其說、前后貫通的知識體系,已經(jīng)是刻不容緩,成為科學(xué)進步的大勢所趨。歐幾里得通過早期對柏拉圖數(shù)學(xué)思想,尤其是幾何學(xué)理論系統(tǒng)而周詳?shù)难芯?,已敏銳地察覺到了幾何學(xué)理論的發(fā)展趨勢。
他下定決心,要在有生之年完成這一工作。為了完成這一重任,歐幾里得不辭辛苦,長途跋涉,從愛琴海邊的雅典古城,來到尼羅河流域的埃及新埠——亞歷山大城,為的就是在這座新興的,但文化蘊藏豐富的異域城市實現(xiàn)自己的初衷。在此地的無數(shù)個日日夜夜里,他一邊收集以往的數(shù)學(xué)專著和手稿,向有關(guān)學(xué)者請教,一邊試著著書立說,闡明自己對幾何學(xué)的理解,哪怕是尚膚淺的理解。經(jīng)過歐幾里得忘我的勞動,終于在公元前300年結(jié)出豐碩的果實,這就是幾經(jīng)易稿而最終定型的《幾何原本》一書。這是一部傳世之作,幾何學(xué)正是有了它,不僅第一次實現(xiàn)了系統(tǒng)化、條理化,而且又孕育出一個全新的研究領(lǐng)域——歐幾里得幾何學(xué),簡稱歐氏幾何。直到今天,他所創(chuàng)作的《幾何原本》仍然是世界各國學(xué)校里的必修課教材,從小學(xué)到初中、大學(xué),再到現(xiàn)代高等學(xué)科都有他所發(fā)現(xiàn)的定律、理論和公式應(yīng)用。
(作者單位:江蘇省丹陽華南實驗學(xué)校)