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有没有“证明”,是古中国数学与古希腊数学的重要区别

张双南 高山书院 2022-06-17

以下根据张双南教授2020年8月13日在高山大学内蒙站的课程部分内容整理而成,经老师审核后公开发布。文章仅为现场内容十分之一,点击文末阅读原文,加入高山大学,了解更多。


全文846字丨5分钟阅读整理丨邱施运编辑丨朱珍
授课老师:张双南,中国科学院高能物理研究所研究员,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任。
张双南



 

古希腊数学把埃及人及巴比伦人的经验和思想进行了提炼升华,最终转为自己的体系。


尤其几何体系。最早,泰勒斯提出并证明了“直径等分圆”、“等腰三角形底角相等”、“相似三角形对应边成比例”等命题。比达哥拉斯及其学派,也提出并证明了勾股定理,并发现了√2。


值得注意的是,这不仅是提出,而是证明。知其然,更知其所以然。


中国也有辉煌的数学史,比如九章算术。但差别在于两点。


首先,九章算术出现在公元100年,而几何在公元前300年,前后差了400年。不过,那时各地之间没有交流,时间不算重要。


更主要的区别在于,九章算术里,列举了各种实用算法,比如“土地怎么测?米几斗怎么量?”,没有证明。


几何原本,则是从公理出发,证明其他定理。


这也成了后来科学的一种范式,包括牛顿从牛顿第二定律和万有引力定律,证明了开普勒定律,也是依照这范式,尽管今天科学不太这么做了。


一直到了刘徽,才开始用逻辑推理对数学进行论证,也对九章算术里的勾股定理做了证明,但晚了毕达哥拉斯500年。


古希腊的几何数学,最后在欧几里得和阿基米德两人,到达前所未有的高度。今天我们直接把欧几里得的几何体系,称作欧几里得几何、欧几里得空间。


对于几何,苏格拉底、柏拉图也非常痴迷,以至于诞生了闻名的柏拉图学院,门口标识:不懂几何学禁入。


毕达哥拉斯学派,建立起了万物皆数的观点。这一点,柏拉图也认同,只不过他更倾向几何形状,而毕达哥拉斯更偏向数字。他们认为,数字(当时更指和谐的整数或整数比)不单是万物的本原,也描写着万物存在的状态和性质。


因此,他们相信,世界中心到各天体的距离,就像音程基本频率之间的比值一样,都呈整数比。


虽然今天我们知道宇宙并非如此,但它引发了深远的影响:一来,对地球的运行做出了第一次猜测;二来,启迪了后世学者追求和谐的世界规律。


这时的世界观:自然是数字的,宇宙是和谐的。






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