數(shù)學對于社會發(fā)展的重要性,已經(jīng)被越來越多的人所認識和了解。過去我們很多人討論的是學習數(shù)學有什么用?但現(xiàn)在我們討論更多的是如何讓數(shù)學發(fā)揮更大的作用。 數(shù)學從無到有,從具體抽象知識到深入我們生活方方面面,都體現(xiàn)了人類文明的進步。如幾何數(shù)學知識的運用,從建筑到生活用品,各種各樣的物品都能找到幾何知識的影子。 幾何與藝術(shù)進行結(jié)合更是產(chǎn)生精美絕倫的分形藝術(shù),分形藝術(shù)從某種角度上講“拋棄”了傳統(tǒng)幾何給人帶來呆板、嚴肅的感覺,使枯燥的數(shù)學不再僅僅是抽象的哲理,而是具體感官能感受到,同時也讓數(shù)學不僅僅是揭示自然規(guī)律的存在,可以像藝術(shù)一樣的進行創(chuàng)作,分形藝術(shù)讓數(shù)學變得藝術(shù),變得更美。 幾何知識雖然對現(xiàn)代生活影響巨大,但一開始發(fā)展并非一帆風順。史料記載,最早的幾何學興起于公元前7世紀的古埃及,后來傳到古希臘的都城,之后在畢達哥拉斯學派系統(tǒng)里奠基。此時人們已經(jīng)積累了許多幾何學的知識,也認識到幾何的重要性,但很多數(shù)學家都發(fā)現(xiàn)一個很大的缺點和不足,就是當時 的幾何學缺乏系統(tǒng)性,如公理與公理之間、證明與證明之間并沒有什么很強的聯(lián)系性,都是一些片斷、零碎的知識。 歐幾里得深受柏拉圖數(shù)學思想,尤其是對幾何學理論系統(tǒng)進行研究后,發(fā)現(xiàn)幾何學理論的重要性。加上當時社會經(jīng)濟比較繁榮,如農(nóng)林畜牧業(yè)的發(fā)展、土地開發(fā)和利用的增多,更需要人們把幾何學知識加以條理化和系統(tǒng)化,成為一整套知識體系。 因此,歐幾里得在結(jié)合前人思想,加上自己在幾何方面的研究,最終創(chuàng)造一本不朽之作:《幾何原本》。為何說這本書是不朽之作呢?如在書中歐幾里得把人們公認的一些事實列成定義和公理,以形式邏輯的方法,用這些定義和公理來研究各種幾何圖形的性質(zhì),從而建立了一套從公理、定義出發(fā),論證命題得到定理的幾何學論證方法,形成了一個嚴密的邏輯體系——幾何學。在創(chuàng)作過程中歐幾里得使用了公理化的方法,這一方法后來成了建立任何知識體系的典范,在差不多二千年間,被奉為必須遵守的嚴密思維的范例。 歐幾里得是古希臘數(shù)學家,被稱為“幾何之父”,他最著名的著作《幾何原本》是歐洲數(shù)學的基礎(chǔ),提出五大公式,歐幾里得幾何,被廣泛的認為是歷史上最成功的教科書。歐幾里得也寫了一些關(guān)于透視、圓錐曲線、球面幾何學及數(shù)論的作品。 《幾何原本》這部書已經(jīng)基本囊括了幾何學從公元前7世紀的古埃及,一直到公元前4世紀——歐幾里得生活時期——前后總共400多年的數(shù)學發(fā)展歷史。它不僅保存了許多古希臘早期的幾何學理論,而且通過歐幾里得開創(chuàng)性的系統(tǒng)整理和完整闡述,使這些遠古的數(shù)學思想發(fā)揚光大。 《幾何原本》全書共13卷: 第1卷,給出了歐幾里得幾何學的基本概念、定義、公理、公設(shè)等; 第2卷,面積和變換; 第3卷,圓及其有關(guān)圖形; 第4卷,多邊形及圓與正多邊形的作圖; 第5、6卷,比例與相似形; 第7卷,數(shù)論; 第8卷,連比例; 第9卷,數(shù)論; 第10卷,不可通約量的理論; 第11卷,立體幾何; 第12卷,利用“窮竭法”證明圓面積的比等于半徑平方的比;球體積的比等于半徑立方的比,等等; 第13卷,正多面體。 其中有關(guān)窮竭法的討論,成為近代微積分思想的來源。同時在書中包含了5個“假設(shè)”、5條“公設(shè)”、23個定義和48個命題。在每一卷內(nèi)容當中,歐幾里得都采用了與前人完全不同的敘述方式,即先提出公理、公設(shè)和定義,然后再由簡到繁地證明它們,這使得全書的論述更加緊湊和明快。 正因為如此,歐幾里得開創(chuàng)了古典數(shù)論的研究,在一系列公理、定義、公設(shè)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)立了歐幾里得幾何學體系,成為用公理化方法建立起來的數(shù)學演繹體系的最早典范。如所有的定理都是從一些確定的、不需證明而礴然為真的基本命題即公理演繹出來的。在這種演繹推理中,對定理的每個證明必須或者以公理為前提,或者以先前就已被證明了的定理為前提,最后做出結(jié)論。 可惜的是《幾何原本》原書早已失傳,現(xiàn)存《幾何原本》的一種版本是公元4世紀末泰恩的《幾何原本》修訂本。還有一個版本是18世紀在梵蒂岡圖書館發(fā)現(xiàn)的一個10世紀的《幾何原本》希臘手抄本,其內(nèi)容早于泰恩的修訂本。 1582年,意大利人利瑪竇到中國傳教,帶來了15卷本的《原本》。1600年,明代數(shù)學家徐光啟(1562-1633)與利瑪竇相識后,便經(jīng)常來往。1607年,他們把該書的前6卷平面幾何部分合譯成中文,并改名為《幾何原本》。 徐光啟(1562~1633),字子先,上海吳淞人。他在加強國防、發(fā)展農(nóng)業(yè)、興修水利、修改歷法等方面都有相當?shù)呢暙I,對引進西方數(shù)學和歷法更是不遺余力。 徐光啟翻譯《幾何原本》最大貢獻就是在于確定了研究圖形的中文名稱為“幾何”,并確定了幾何學中一些基本術(shù)語的譯名,如幾何學中點、線、直線、平行線、角、三角形和四邊形等中文譯名,都是這個譯本定下來的。之后這些譯名一直流傳到今天,且東渡日本等國,影響深遠。 《幾何原本》的后9卷的翻譯推遲了200多年,由清代數(shù)學家李善蘭和英國人偉烈亞力合作完成。 李善蘭(1811~1882),字壬叔,號秋紉,浙江海寧人,自幼喜歡數(shù)學。1852年到上海后,李善蘭與偉烈亞力相約,繼續(xù)完成徐光啟、利瑪竇未完成的事業(yè),合作翻譯《幾何原本》后9卷,并與1856年完成此項工作。至此,歐幾里得的這一偉大著作第一次完整地引入中國,對中國近代數(shù)學的發(fā)展起到了重要的作用。 從《幾何原本》出版的兩千多年以來,標志著幾何學已成為一個有著比較嚴密的理論系統(tǒng)和科學方法的學科,這本書成為人們學習幾何知識的主要教材,如哥白尼、伽利略、笛卡爾、牛頓等許多偉大數(shù)學家、科學家都曾學習過《幾何原本》。 在西方除《圣經(jīng)》之外,沒有任何一本著作,其使用、研究與印行之廣泛能與《幾何原本》相比。因此,有人稱《幾何原本》為數(shù)學的《圣經(jīng)》。 【中考數(shù)學寶典】官方網(wǎng)站271初中數(shù)學網(wǎng)www.271czsx.com網(wǎng)站所有教學資源均免注冊,免費下載,終身免費! |
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