在幾何的世界里,有一本書,在差不多2000年間,被奉為學習幾何的必備教材和嚴密思維必須遵守的“金科玉律”,在西方是僅次于《圣經》而流傳最廣的書籍,它就是《幾何原本》。
《幾何原本》是古希臘數學家歐幾里得所著的一部數學巨著,大約成書于公元前300年。幾何學從公元前7世紀的古埃及,一直到公元前4世紀前后,總共400多年的數學發展歷史基本 都囊括在這部書中。《幾何原本》不僅保存了許多古希臘早期的幾何學理論,而且通過系統整理和完整闡述,使得遠古數學思想更為世人熟知。
相傳,當時人們建造了高大的金字塔,可是誰也不知道金字塔究竟有多高。有人這么說:“要想測量金字塔的高度,比登天還難!”這話傳到數學家歐幾里得耳朵里。他笑著告訴別人:“這有什么難的?當你的影子和身體一樣長的時候,你去量一下金字塔的影子有多長,那長度便等于金字塔的高度!”
同樣巧妙的思維和獨具匠心的安排也貫穿于它的整部《幾何原本》里,內容采用由淺到深,從簡至繁的結構,系統論述了直邊形、圓、比例論、相似形、數、立體幾何以及窮竭法等內容。其中有關窮竭法,也就是“極限”雛形的討論,成為近代微積分思想的來源。
在《幾何學發展概要》這本著作中,記載著這樣一則故事,說的是幾何在歐幾里得的推動下,逐漸成為人們生活中一個時髦話題,以至于當時亞里山大國王托勒密一世也想趕這一時髦,學點兒幾何學。雖然這位國王見多識廣,但歐氏幾何卻令他學的很吃力。于是,他問歐幾里得“學習幾何學有沒有什么捷徑可走?”,歐幾里得笑到:“抱歉,陛下!學習數學和學習一切科學一樣,是沒有什么捷徑可走的。學習數學,人人都得獨立思考,就像種莊稼一樣,不耕耘是不會有收獲的。在這一方面,國王和普通老百姓是一樣的。” 從此,“在幾何學里,沒有專為國王鋪設的大道。”這句話成為千古傳誦的學習箴言。
兩千多年來,作為歐洲數學的基礎,《幾何原本》被廣泛的認為是歷史上學習數學幾何部分的最成功的教科書。哥白尼、伽利略、笛卡爾、牛頓等許多蜚聲中外的學者都曾學習過《幾何原本》,并從中吸取了豐富的營養,從而創造出許多令世人驚嘆的偉大成就。
《幾何原本》最初是手抄本,19世紀初,法國數學家勒讓德,把歐幾里德的原著,用現代語言寫成了幾何課本,成為現今通用的幾何學教本。
《幾何原本》傳入中國,最大的功臣可以說是明末科學家徐光啟。 為了傳播現代科學,徐光啟不遺余力地引進西方數學和歷法。后來,他結識了意大利傳教士利瑪竇,兩人一拍即合,迅速著手這一數學巨著《幾何原本》的翻譯。
在徐光啟看來,《幾何原本》有嚴整的邏輯體系,他的敘述方式和中國傳統的《九章算術》完全不同,這更激發了徐光啟對幾何學的熱情和發自內心的重視,他曾說“竊百年之后,必人人習之”。
徐光啟對《幾何原本》的翻譯,確定了研究圖形這一學科的中文名稱為“幾何”。“幾何”的原文是“geometria”,徐光啟和利瑪竇在翻譯時,取“geo”的音為“幾何”,而“幾何”二字中文原意又有“衡量大小”的意思。這種譯法,音義兼顧,確是神來之筆。幾何學中最基本的一些術語,如點、線、直線、平行線、角、三角形和四邊形等中文譯名,都是這個譯本確定下來的。這些譯名一直流傳到今天,并且東渡日本等國,影響深遠。
《幾何原本》的誕生,標志著幾何學已成為一個理論系統嚴密的學科。從歐幾里得發表《幾何原本》到如今,已經過去了兩千多年。在人類文明迅速發展的兩千年間,盡管科學技術日新月異,但憑借著鮮明的直觀性和嚴密的邏輯演繹方法,歐氏幾何無疑成為培養、提高人類邏輯思維能力最好的啟蒙教材之一。
著名科學家愛因斯坦曾說:“如果歐幾里得未激發你少年時代的科學熱情,那你肯定不是天才科學家。”
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