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最早于秦朝时期传到中国的《几何原本》给中国带来了巨大的影响。
《几何原本》是欧几里得所著的一部古希腊数学巨著,集大成了古代几何学的经典概念和定理,被誉为是世界上最完备、最有影响的几何学教材之一。公元前3世纪,也就是秦朝时期,该书传入中国,主要是通过西域和中亚地区经由海上和陆上丝绸之路的交通带进来的。
《几何原本》以其深邃的数学思想、严密的推理以及思维的严谨性影响了中国的很多数学家、哲学家和经学家。传入中国后,《几何原本》成为了中国古代数学教育的重要著作之一,被广泛用于数学教学和研究之中,贡献很大。
这本书的严谨性、推理能力和理论性都深深的影响了中国的数学研究,其数学思想和方法也逐步成为了中国数学学科体系中的重要组成部分,丰富和完善了中国古代数学的研究内容和研究方法。
《几何原本》的内容:
《几何原本》是希腊著名数学家欧几里得在公元前300年左右编写的一部著作,被认为是古代数学的经典之作。该书共有13个章节,包括公理、定义、命题、定理、证明等内容,是一部介绍几何学的基本概念和理论的著作。
该书内容主要涉及平面几何、立体几何和数论等方面,是对古代几何学的系统总结和整理。欧几里得提出了五个公理,即空间公理、点公理、线公理、平行公理和公共部分公理,建立了几何学的基本原则和规律。
书中还提出了许多几何定理和方法,例如勾股定理、平分线定理、圆的性质等,这些定理和方法直至今日仍然被广泛应用。《几何原本》还涉及到了数论的一些基本概念,例如素数、倍数、公因数等,欧几里得给出了一些关于素数和最大公因数的定理和证明。
欧几里德的历史地位
全盛时期特 点:亚历山大时期是古希腊数学的全盛时期,该时期的特点是几何脱离哲学而独立成为真正的演绎科学,公理化方法在几何中取得相当不错的成就,代数也取得一些成就,希腊数学达到高峰,杰出的数学家有欧几里得、阿基米德、阿波罗尼奥斯。
1、欧几里得欧几里得的《几何原本》它是古希腊数学成果、思想、方法和精神的结晶。是整个科学史上发行最广使用时间最长的书,成为数学的“圣经”。其伟大的历史意义在于它是用公理法建立起演绎体系的最早典范。
2、数学之神阿基米德阿基米德是物理学家兼数学家,他善于将抽象的理论和工程技术的具体应用结合起来,又在实践中洞察事物的本质,通过严格的论证,使经验事实上升为理论。3、阿波罗尼奥斯其主要贡献是对圆锥曲线进行了深入研究,完成了传世著作《圆锥曲线论》,并且他的圆锥曲线的切线问题成为微积分发展的动力之一,对17世纪数学发展起了重要作用。欧几里得、阿基米德和阿波罗尼奥斯的成就,标志着希腊几何学的顶峰,他们凭着有限的技巧,已经得到使用这些技巧所得到的绝大多数成果。
欧几里德为什么是“几何之父”
欧几里德写过另外几本书,其中有些流传至今。然而确立他历史地位的,主要是那本伟大的几何教科书《几何原本》。 《几何原本》的重要性并不在于书中提出的哪一条定理。书中提出的几乎所有的定理在欧几里德之前就已经为人知晓,使用的许多证明亦是如此。欧几里得的伟大贡献在于他将这些材料做了整理,并在书中作了全面的系统阐述。这包括首次对公理和公设作了适当的选择(这是非常困难的工作,需要超乎寻常的判断力和洞察力)。然后,他仔细地将这些定理做了安排,使每一个定理与以前的定理在逻辑上前后一致。在需要的地方,他对缺少的步骤和木足的证明也作了补充。值得一提的是,《几何原本》虽然基本上是平面和立体几何的发展,也包括大量代数和数论的内容。
《几何原本》作为教科书使用了两千多年。在形成文字的教科书之中,无疑它是最成功 的。欧几里得的杰出工作,使以前类似的东西黯然失色。该书问世之后,很快取代了以前的几何教科书,而后者也就很快在人们的记忆中消失了。《几何原本》是用希腊文 成的,后来被翻译成多种文字。它首版于1482年,即谷登堡发明活字印刷术3O多年之后 。自那时以来,《几何原本》已经出版了上千种不同版本。
在训练人的逻辑推理思维方面,《几何原本》比亚里土多德的任何一本有关逻辑的著作 影响都大得多。在完整的演绎推理结构方面,这是一个十分杰出的典范。正因为如此,自本书问世以来,思想家们为之而倾倒。公正地说,欧几里得的这本著作是现代科学产生的一个主要因素。科学绝不仅仅是把经 过细心观察的东西和小心概括出来的东西收集在一起而已。科学上的伟大成就,就其原 因而言,一方面是将经验同试验进行结合;另一方面,需要细心的分析和演绎推理。 我们不清楚为什么科学产生在欧洲而木是在中国或日本。但可以肯定地说,这并非偶然 。毫无疑问,像牛顿、枷利略、白尼和凯普勒这样的卓越人物所起的作用是极为重要的。也许一些基本的原因,可以解释为什么这些出类拔革的人物都出现在欧洲,而不是东方。或许,使欧洲人易于理解科学的一个明显的历史因素,是希腊的理性主义以及从希 腊人那里流传下来的数学知识。 对于欧洲人来讲,只要有了几个基本的物理原理,其他都可以由此推演而来的想法似乎是很自然的事。因为在他们之前有欧里得作为典范(总的来讲,欧洲人不把欧几里得的 几何学仅仅看作是抽象的体系;他们认为欧几里得的公设,以及由此而来的定理都是建 立在客观现实之上的)。
上面提到的所有人物都接受了欧几里得的传统。他们的确都认真地学习过欧几里得的《 几何原本》,并使之成为他们数学知识的基础。欧几里得对牛顿的影响尤为明显。牛顿的《数学原理》一书,就是按照类似于《几何原本》的“几何学”的形式写成的。自那以后,许多西方的科学家都效仿欧几里得,说明他们的结论是如何从最初的几个假设逻 辑地推导出来的。许多数学家,像伯莎德·罗素、阿尔弗雷德·怀特海,以及一些哲学 家,如斯宾诺莎也都如此。同中国进行比较,情况尤为令人瞩目。
多少个世纪以来,中国在技术方面一直领先于欧洲。但是从来没有出现一个可以同欧几里得对应的中国数学家。其结果是,中国从未拥有过欧洲人那样的数学理论体系(中国人对实际的几何知识 理解得不错,但他们的几何知识从未被提高到演绎体系的高度)。直到1600年,欧几里得才被介绍到中国来。此后,又用了几个世纪的时间,他的演绎几何体系才在受过教育的中国人之中普遍知晓。在这之前,中国人并没有从事实质性的科学工作。 在日本,情况也是如此。直到18世纪,日本人才知道欧几里得的著作,并且用了很多年才理解了该书的主要思想。尽管今天日本有许多著名的科学家,但在欧几里得之前却没 有一个。人们不禁会问,如果没欧几里得的奠基性工作,科学会在欧洲产产吗? 如今,数学家们已经记识到,欧几里得的几何学并不是能够设计出来的惟一的一种内在 统一的几何体系。在过去的150年间,人们已经创立出许多非欧几里得几何体系。自从爱 因斯坦的广义相对论被接受以来,人们的确已经认识到,在实际的宇宙之中,欧几里得 的几何学并非总是正确的。便如,在黑洞和中子星的周围,引力场极为强烈。在这种情 况下,欧几里得的几何学无法准确地描述宇宙的情况。但是,这些情况是相当特殊的。在大多数情况下,欧几里得的几何学可以给出十分近似于现实世界的结论。
实际上,中国晚明的一些科学家已经把眼光投向了西方科学。徐光启当时已经认识到几何将来必定是人人学习的一门科目;而当时的学者世家桐城方氏一家三代均对欧洲科学有深入的研究,方中通师从波兰人穆尼阁,其数学专著《数度衍》系统介绍了对数的理论和应用。可以说没有满清入关的中断,现代科学将产生于东方和西方的结合之下,而所谓的“现代科学为什么不能产生于儒家文化圈”这样的伪命题也会不存在。面对既有的历史事实,我们也只能哀叹。可以说,几何原本是人类共同的财产,而在牛顿、波义耳出生之前,中国人就已经看到并有机会阅读到了《几何原本》,近代科学的曙光在晚明点亮了一盏灯。多数晚明的科学家最后投身于抗清斗争中,他们的学术传统和与西方传教士和科学家的往来的传统也被中断,直到三百年后魏源才开始“睁眼看世界”。
不管怎样,人类知识的这些最新进展都不会水削弱欧向里得学术成就的光芒。也不会因 此贬低他在数学发展和建立现代科学成长必不可少的逻辑框架方面的历史重要性。
因为欧几里德汇集前人成果,先提出定义、公理、公式,然后由简到繁,确定了平面图形、立体图形、整数、分数和比例的定理和公式,最终编写了《几何原本》这本数学巨著,此书具有极其重大的学术价值,奠定了几何学的基础,所以被称为“几何之父”。
欧几里德出生于雅典,那时的希腊正处于鼎盛时期,其优秀的学术氛围与民主自由的生活环境让欧几里得对数学的学术研究产生了浓厚的兴趣,并且在30岁的时候,他便已经成为了古希腊中颇为著名的数学学者。
欧几里德在整合前人经验的基础上,首先是为几何学建立了较为科学化的、合理的概念定义和学术界限划分,然后制定了较为系统的学科框架,最终将前人的学术成果填充进去,为几何学的框架添加了充实的血肉,最终编订出了《几何原本》。
《几何原本》是一部集前人思想和欧几里得个人创造性于一体的不朽之作。这部书已经基本囊括了几何学从公元前7世纪到古希腊,一直到公元前4世纪——欧几里得生活时期——前后总共400多年的数学发展历史。
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