科学传奇故事集中-第22章
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第22章  泰勒斯的学生
    在这一时期,另一位为后世称颂的古希腊学者要算是泰勒斯的学生,提出数学是宇宙万物之本源的毕达哥拉斯。
比较好的专科学校    毕达哥拉斯生于公元前582年,他父亲叫姆内撒克斯,是一位很有钱的希腊人。他想让儿子受到很好的教育,便请了当时著名的两位老师来教儿子。
    毕达哥拉斯是一位天才少年,在很短时间里,他的数学和哲学程度就超过了他的老师。当他还不到20岁时,就离开家乡到文化发达的地方去寻求知识了。
    毕达哥拉斯是个纯粹的少年,身体修长,面孔充满热情,他怀着理想和好奇来到了求知的第一站--巴比伦。
    在巴比伦的几年时间里,他学到了许多知识,但他并不满足,结束了在巴比伦的学习后,他又来到另一文明古国--印度。清洗加油站油罐
    几百年的印度文化深深地吸引着毕达哥拉斯,他一头钻进科学的海洋里,吮吸着科学之蜜。这是他能够在以后成为著名科学家,所必须的前题。
    在印度,他还学习了印度的佛教。佛教对他后来的生活产生了相当大的影响,使他的思想追求某种神秘性,带上了某种喜欢不切合实际的梦想的彩。
    结束了印度之行,毕达哥拉斯回到西方,住在埃及,他又被埃及那精深的几何学深深吸引住了,他便向祭司们学习了几何学。
    毕达哥拉斯定理,也即勾股弦定理,就是在这里发现的。这里,也有一段美妙而动人的故事。却说毕达哥拉斯在向祭司学习几何的过程中,与祭司的表妹长久相处,渐渐双方有了感情,而且相爱甚笃。
    毕达哥拉斯是个极富天才旦人长得又帅的小伙子,而祭司的表妹则是一枝鲜美花朵似的姑娘。她倾羡他的美貌,又仰慕他的才华。于是,双方陷入情网之中。那天傍晚,温和的太阳颜只是淡淡的,田野懒洋洋地仿佛快睡着了。各处村子上的小钟在静寂的原野上悠悠地响着,一缕缕烟在阡陌纵横的田间缓缓上升。毕达哥拉斯带着女友漫步在田野上,一片轻盈的暮霭在远处飘浮。白的雾铺在潮湿的地下,等着黑夜降临。
    毕达哥拉斯拉着女友的手慢慢地走着,他极目望去,远处金字塔在暮霭中闪着粉红的
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光芒,他蓦地想起白天的问题。华达哥拉斯的问题是,在直角三角形中,已知两边的长,怎样算出第三边的长度。下午,他和女友在屋内已经讨论了半天,也没有讨论出头绪。
    女友也是极有知识之人,她的出现无疑给毕达哥拉斯带来活力。华达哥拉斯边走边想着:如果画上十个直角三角形,再量第三边长度,先把它们之间的关系弄明白,然后再用理论求证,岂不是一条捷径?毕达哥拉斯想到这,拉着女友转回头,朝住处跑去。女友到他的住处后,才弄明白他的想法,便按照他的吩咐,画出了一个又一个三角形。
    当画到一边长为3,另一边长为4时,奇迹出现了,毕达哥拉斯量出斜边竟是5。3、4、5,毕达哥拉斯默念着。要弄清三边之间的关系,首先弄清楚3、4、5之间的关系,毕达哥拉斯在屋中来回踱步,一边走,一边想。已是午夜2点了,女友端来热腾腾的夜宵,毕达哥拉斯刚要拿起餐具,2 2 2忽然,他头脑一亮:3+4=5。是呀,这是多么奇妙的等式,难道是巧合吗?毕达哥拉斯连忙离开饭桌,用心地在纸上画了起来,经过上百次验算,直角三角形的两边的平方和等于斜边平方。毕达哥拉斯高兴若狂,抱起女友亲吻起来。
    下一步的工作,就是如何证明这个定理成立,毕达哥拉斯在女友的协助下,用了一个月的时间,终于使这个理论得到证明。从此,这个定理被西方命名为华达哥拉斯定理。
    顺便提一下,华达哥拉斯在离开埃及之时,他和女友已共同生活了 10年之久,由于女友不愿意离开埃及,毕达哥拉斯只得独身归国。毕达哥拉斯在数学上除了证明勾股定理外,还提出了区别奇数、偶数和质数的方法。他和他的学生还发现了无理数,并用数学研究音乐乐律。
    在研究中,他指出,弦长的比数愈简单,则其音愈和谐。但是,他把数的概念绝对化、神秘化,并断言:凡物皆数。
    他把数的物质的东西分割开来,把数的关系当做事物的原型,构成宇宙的秩序,结果走向唯心主义。但不容讳言,毕达哥拉斯是那个时代最杰出的代表人物之一。他在数学、天文等方面所做出的贡献,将永远铭刻在后人的心里。他的某些理论,为推动科学的发展,有不可磨灭的贡献。
    到了公元前5世纪,在古希腊成立了几个哲学派别,它们分别是智者派、毕达哥拉斯派和柏拉图派。在这一时期,被称为智者派的一些数学家们提出了下列三个著名的几何作图难题,即只用圆规和直尺作出以下图形:
    1.作一正方形使其面积等于一已知圆的面积;
    2.作一立方体使其体积等于一已知立方体的2倍;
    3.三等分一任意角。
    这三大难题曾在很长的时期内吸引了许多数学家,后来才被证明这是不可能的,任何人借助任何办法都办不到的。虽然这三大难题是办不到的,但是数学家们在积极求证的过程中,却产生了许多有价值的副产品。如智者派中的重要人物希匹阿斯在试图三等分一任意角时,发明了割圆曲线,如能作出这条曲线,即可三等分一任意锐角,但是割圆曲线也是不能用直尺和圆规作出的。这时的毕达哥拉斯派的希波克拉底致力于化圆为方的问题时,得出了求以两不等径圆弧为边的月牙形面积的方法。
    而智者派的安提丰在研究画圆的问题时,提出可以把圆看成是无穷多边的正多边形。毕达哥拉斯派的布莱生则以圆外接正多边形来思考同一问题。此即穷竭法的开端。
    另外一学派柏拉图派的数学家们,他们研究数学不是为了实用目的,而在于寻求一种思维中的完善和美,因此,他们特别注意数学的证明方法。
    有记载说,他们研究过数学中的分析法、归谬法这样一些基本的推理方法,由于他们的
工作,数学的推理方法更加严密了。柏拉图派把这些工作推进到什么程度,有哪些具体成果,我们现在不得而知。但是我们确实看到,自柏拉图以后,古希腊的数学更加理论化了。我们当然不能想象古希腊发达的生产技术没有相当的实用数学知识,但数学作为一门学科,确实与实际生活的距离加大了。古希腊的实验科学、物理学等在相当长的时期内没有得到相应的发展,与数学脱离实际这种状况看来也不无关系。柏拉图派的科学家欧多克索不仅在天文学上有重要的贡献,他还是古希腊最有成就的数学家之一。
北京办理港澳通行证    人们发现了无理数后,但又产生了一大困难,就是无理数 2的不可公度,由于更多的无理数的发现,促使人们不得不认真地去研究它。无理数究竟是不是数?原先用先可公度量的那些几何学的证明能否用于这些不可公度量?一个一个可数的数目是不连续的,而量则是连续的,这些都是矛盾。欧多克索面对这些难题,他走出自己的一条路子。他定义了两个量之比和两个量之比相等的关系,即比例关系,以此来解决量之间的问题。
    这样,从毕达哥拉斯开始的几何和数的简单而直接的关系就被分开了,量并不就是可数的数目,上述困难便迎刃而解。从此,古希腊数学更加偏向于几何学。因为在他们看来,似乎几何学是能处理一切问题的,包括无理数这样的问题在内。对几何学的偏爱却抑制了
古希腊代数学的发展,后来在他们那里,有关代数学的问题实际上都用几何学的方法来处理,这不能就被认为是很好的方式。欧多克索的另一项重要贡献,是他继续了智者派安提丰等人的工作,完成了计算曲边形面积和曲面体体积的方法。
    这项工作的重要意义不只在于计算那些难以计算的量,更在于推进了穷竭法的研究。虽然那时还没有清晰的极限的思想,穷竭法已经预示着微积分学的思想正在萌芽。欧多克索的学生美尼克谟的最重要成就是发现了圆锥曲线。他在这方面的工作可能也是试图解决智者派提出的三大作图难题,而产生的副产品。美尼克谟选取了顶角分别为直角、锐角和钝角三种圆锥,分别以一垂直于锥面一条母线的平面与之相割,这样就得到了抛物线、椭圆和双曲线。移动无线宽带
    圆锥曲线的发现,对于几何学以及天文学、物理学等类科学的发展都十分重要。不过,他的工作还只是一个开端。
   

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