在前面兒的一系列節(jié)目里邊兒,咱們認(rèn)識了代數(shù)的世界,接下來,咱們要認(rèn)識一種沒有數(shù)字兒的數(shù)學(xué),話說,我剛上初中的時候啊,這數(shù)學(xué)老師一上來就跟我們說了,同學(xué)們,大家都上初中了啊,從今天開始啊,我要求大家,把你們那個尺子上的刻度全都給我磨沒了,把你們的三角板量角器也都收起來,咱們以后研究圖形呀,只用一把沒有刻度的尺子,和一個圓規(guī)。聽老師這么一說呀,當(dāng)時我就傻了,這尺子上有刻度不讓用,我還怎么知道一個圖形的長度,怎么算面積啊?哎,這就是我們要研究的新學(xué)問,它是沒有數(shù)字兒的數(shù)學(xué),名叫幾何?什么叫幾何呀,幾何就是多少的意思,多少呀?我不知道,你也不需要知道,哎,咱們就得在不知道具體數(shù)字兒的情況下把圖形的事兒研究明白。 哎,那你說,這連個準(zhǔn)數(shù)兒都沒有,你這不是瞎研究嗎?是嗎?你確定沒有數(shù)字兒就研究不明白嗎?聽說過鄭人買履的故事嗎?說春秋時期,有一個鄭國人,到集市上去給自己買鞋,人家問他你買多大號兒的鞋呀,他從來沒買過鞋不知道鞋號,于是就重新返回家去拿了一把尺子過來,用這個尺子,先量了自己的腳,又量了人家賣的鞋,然后才掏錢買。把這個賣鞋的給氣的,你給自己買鞋,還拿什么尺子呀,簡直是有毛??!你看看,事實證明,這沒有準(zhǔn)數(shù)兒的時候,它是不是也能干活兒呀。 一樣的道理哈,我們上第一節(jié)幾何課的時候,這個老師刷就在黑板左邊兒畫了一根兒線,然后就把我叫上去了,他說你能不能在黑板的右邊兒,用這個尺子和圓規(guī)畫一根兒長度一模一樣的線呢?我當(dāng)時就傻了,我心說,我得量一下兒你這根兒線有多長呀,不知道多長,我怎么畫呀,哎,不過我多機靈呀,我把這個尺子抓在手里頭,把尺子的一頭兒跟線的一頭兒比量好了,然后再把尺子和線比齊了,用粉筆呀,在尺子上做了個標(biāo)記,哎,這樣兒這個線的長度就跟我的畫的刻度一樣了,然后我就把那跟直線畫出來了。 可是老師又說了,尺子上不需有刻度,自己畫的刻度也不行,于是我沒辦法了呀,只有拿著自己的手指頭,用這個大拇指和食指岔開一比量,拿自己的手當(dāng)尺子,把持住這個姿勢不動彈,挪到另一邊兒去,按手指岔開的寬度畫了一根線兒,這時候老師又說了,不許用手,因為你的手指頭是會活動的,雖然你感覺自己沒動,但肯定回稍微挪動那么一點兒點兒,那也不行。 哎,這時候,我突然發(fā)現(xiàn),我為什么要用手指呢,這個圓規(guī)的兩條腿兒,它不就是天生的手指頭嗎,把圓規(guī)岔開了到指定的寬度,它就不會動彈了呀,于是我用圓規(guī)在左邊兒一查,在挪到右邊兒的線上一比量一畫,結(jié)果就出來了,這回老師終于對我笑了笑,表示滿意了。 他滿意了呀,我還不滿意他呢,于是我就反問他,老師,我們明明可以用尺子直接量一下刻度的,你為什么非得讓我用圓規(guī)呀?老師就說了,你用尺子量了長度,再用這個長度去畫線,就好比那個買鞋的鄭國人,他用尺子量了腳再量鞋,你的腳就在你身上,為什么不能直接用腳量鞋呢,同樣,我的線段就在這里,為什么非要把它變成數(shù)字呢?哎呦,直到這時,我才恍然大悟,原來我們一直引以為豪的數(shù)字,卻是犯了鄭人買履的錯誤。 哎,研究幾何圖形也是一樣,別看咱們不知道每個圖形的具體長度寬度角度是多少,但是呢咱們卻可以清晰的知道這些數(shù)值之間的相互關(guān)系,幾何學(xué)要求我們通過直尺和圓規(guī)去研究圖形的世界,通過這兩個工具,我們可以更接近事物本源,更了解事物的真相。幾何學(xué)發(fā)源于五千年前的古代埃及,在那個時候,人們已經(jīng)掌握了耕種技術(shù),開啟了的農(nóng)業(yè)文明,但是尼羅河水經(jīng)常泛濫成災(zāi),一旦河水把土地沖壞,人們就必須重新丈量土地,在這個過程當(dāng)中,人類就積累了大量的幾何學(xué)知識。幾何學(xué)的本意也就是丈量土地的學(xué)問。 在公元前7世紀(jì)的時候,希臘數(shù)學(xué)家泰勒斯,把埃及的幾何學(xué)知識傳播到了希臘,同時,他開始思考這些幾何知識之間的關(guān)系,并對部分的定理,給出了嚴(yán)格的證明。就這樣幾何知識在希臘開始孕育發(fā)展,我們之前提到的畢達(dá)哥拉斯,柏拉圖都曾經(jīng)對幾何學(xué)做出了突出的共享,到了公元前300年左右,歐幾里得把所有的幾何學(xué)知識融會貫通起來,收集整理出一部近代數(shù)學(xué)的奠基之作《幾何原本》。 在《幾何原本》中,首先明確了點線面角等一系列基本圖形的定義,然后,從幾條人所共知的、不證自明的公理出發(fā),通過嚴(yán)格的邏輯推理的方式,將零散的、不連貫的數(shù)學(xué)知識組織起來,它告訴我們平面和立體圖形的性質(zhì)和判定方法,告訴我們通過尺規(guī)進(jìn)行平面作圖的方法。通過5條公理5條公設(shè)、119個定義、465個命題,構(gòu)建起了一座宏偉的數(shù)學(xué)大廈?!稁缀卧尽烦霭嬉院?,幾何原本通過各種語言的版本印刷了1000版以上。目前,除了圣經(jīng)之外,世界上還沒有任何一種著作擁有如此多的讀者。1607年,徐光啟和意大利傳教士利瑪竇把這部著作的前6卷譯成了中文,并且定名為《幾何原本》。 哎,那這里邊兒它就有個問題了,不知道大家有沒有發(fā)現(xiàn)吶,說我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)幾何知識,可以通過直尺圓規(guī)在白紙上作圖,但可是這個古埃及人怎么辦呢?如果說這個幾何知識是分土地的時候用的,那么請問,當(dāng)這些古人面對一片廣袤的土地時,他們得需要多么長的一根直尺?又需要架起多么高大的圓規(guī)才能丈量土地呢?哎,關(guān)于這個問題呀,我們下回再說。 |
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