本文轉(zhuǎn)載自【吳國平數(shù)學(xué)教育】并得到授權(quán)添加原創(chuàng)標(biāo)志! 古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派認(rèn)為,“萬物皆數(shù)”(指整數(shù)),即數(shù)學(xué)的知識(shí)是可靠的、準(zhǔn)確的,而且可以應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的世界,數(shù)學(xué)知識(shí)可以由于純粹的思維而獲得,不需要觀察、直覺和日常經(jīng)驗(yàn)。 不過畢達(dá)哥拉斯的門徒希伯斯卻不這么認(rèn)為,認(rèn)為除了整數(shù)和分?jǐn)?shù),還存在著其他一些“新數(shù)”。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派認(rèn)為世界上只存在整數(shù)和分?jǐn)?shù),除此以外,并不存在其他數(shù)。因此,在當(dāng)時(shí)的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派影響下,如果有人提出新的數(shù),將會(huì)動(dòng)搖了這個(gè)學(xué)派的基礎(chǔ),引起畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的恐慌和迫害。 文明的進(jìn)步不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)人或某學(xué)派阻擋,而停止前進(jìn)。過了不久,一些人就發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題:計(jì)算一個(gè)邊長為1的正方形對角線時(shí)候,發(fā)現(xiàn)無法用整數(shù)或分?jǐn)?shù)來表示該對角線的長度。 畢達(dá)哥拉斯學(xué)派為了證明“萬物皆數(shù)”這句話是真理,該學(xué)派所有人花盡心思,動(dòng)用一切力量去計(jì)算邊長為1正方形對角線的長度,想搞清楚這到底是一個(gè)什么數(shù)。 隨著問題不斷深入研究,很多人都產(chǎn)生這樣一個(gè)疑問:世界上除了整數(shù)和分?jǐn)?shù)之外,是不是還真的存在著別的數(shù)?只不過這樣的疑問在當(dāng)時(shí)來說,顯得太大逆不道,大部分人沒敢繼續(xù)往下研究。 世界上總會(huì)有第一個(gè)吃螃蟹的人,畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的希伯斯就是這樣的人。他花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力去研究這個(gè)數(shù)(即根號(hào)二),經(jīng)過大量的研究之后,希伯斯得出結(jié)論:這個(gè)數(shù)(即根號(hào)二)既不是整數(shù)也不是分?jǐn)?shù),是當(dāng)時(shí)人們還沒有認(rèn)識(shí)的新數(shù),屬于一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)。 注:根號(hào)二,人們發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)無理數(shù)。 希伯斯認(rèn)為除了整數(shù)和分?jǐn)?shù)之外,還存在著一種新數(shù),基于整數(shù)和分?jǐn)?shù)合稱為“有理數(shù)”,后來人們把這種新數(shù)就取名為“無理數(shù)”。 這個(gè)“新數(shù)”的發(fā)現(xiàn)本可以直接促進(jìn)當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)和人類文明的發(fā)展,只不過畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的人卻視之為洪水猛獸。他們?yōu)榱司S護(hù)學(xué)派的威信,嚴(yán)密封鎖希伯斯的發(fā)現(xiàn),甚至發(fā)出通告:如果有人膽敢泄露出去,就處以極刑—活埋。 紙永遠(yuǎn)包不住火,不管畢達(dá)哥拉斯學(xué)派怎么封鎖或恐嚇,希伯斯的發(fā)現(xiàn)最終還是被世人所知。因?yàn)槠渌艘舶l(fā)現(xiàn)這種“新數(shù)”的存在,如面積為3、5、6……的正方形,它的邊長就無法用整數(shù)和分?jǐn)?shù)來表示。 隨著時(shí)間的推移,無理數(shù)的存在逐漸成為人所共知的事實(shí)。 畢達(dá)哥拉斯學(xué)派認(rèn)為然而希伯斯背叛了自己的老師,背叛了學(xué)派,把所有怒火燒向他,準(zhǔn)備把希伯斯活埋。 希伯斯聽到風(fēng)聲之后,馬上逃走。 希伯斯在外漂泊無定,流浪了好幾年,但心里對家鄉(xiāng)的思念越來越深,他冒著被抓的風(fēng)險(xiǎn)偷偷地返回希臘。在返回的途中,希伯斯在地中海的一條海船上被畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的門徒發(fā)現(xiàn),他們殘忍地將希伯斯扔進(jìn)地中海。 為什么畢達(dá)哥拉斯學(xué)派會(huì)這么恐懼無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)呢? 古代人們都是從實(shí)際生產(chǎn)生活過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué),再運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題中去,古希臘亦是如此。如在日常生活中要度量各種量,像長度、重量、時(shí)間等,整數(shù)和分?jǐn)?shù)就是通過解決實(shí)際問題過程中產(chǎn)生的數(shù)學(xué)概念。 居于當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景,用整數(shù)和分?jǐn)?shù)就可以解決人們生活當(dāng)中的所有問題。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就認(rèn)為,“萬物皆數(shù)”。 因此,希伯斯的無理數(shù)發(fā)現(xiàn),對于當(dāng)時(shí)全部依靠整數(shù)建立起來的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派,可以說是一次致命的打擊,推翻了畢達(dá)哥拉斯的著名理論,從而也引發(fā)第一次數(shù)學(xué)危機(jī)。 第一次數(shù)學(xué)危機(jī)不僅沖擊了畢達(dá)哥拉斯學(xué)派,同時(shí)也標(biāo)志著西方世界無理數(shù)研究的開始。 第一次數(shù)學(xué)危機(jī)作為數(shù)學(xué)史上的一次重要事件,起因是根號(hào)二的發(fā)現(xiàn),以無理數(shù)的定義出現(xiàn)為結(jié)束標(biāo)志。同時(shí)也讓人們認(rèn)識(shí)到數(shù)可以由幾何量表示出來,并由此建立了幾何學(xué)體系;數(shù)學(xué)結(jié)論不能只靠直覺和經(jīng)驗(yàn)來得到,更需要通過推理證明來求證等,這些都是第一次數(shù)學(xué)危機(jī)的產(chǎn)物。 不過,任何事件的影響都會(huì)有正反兩方面,古希臘人雖然通過第一次數(shù)學(xué)危機(jī)建立幾何體系,促進(jìn)數(shù)學(xué)的發(fā)展,但也走向另一個(gè)極端,即把幾何看成了全部數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),“數(shù)”屬于“形”的一部分,分割了“數(shù)”和“形”之間的關(guān)系,導(dǎo)致算術(shù)、代數(shù)等與數(shù)有關(guān)領(lǐng)域的研究和發(fā)展受到了極大的限制,錯(cuò)失了讓數(shù)學(xué)得到進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)會(huì)。 |
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