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  • 何以科學家
  • 陳潔
  • 2723字
  • 2024-04-22 18:09:58

歐幾里得
王者無路,求利請滾

馬其頓帝國的亞歷山大大帝一生征戰,打到北非一個大港口,很高興地建起一座城市,并以自己名字命名,這就是歷史上赫赫有名的亞歷山大城。不久他遠征亞洲,將這座海港城市交給自己的手下托勒密管理。

說明一下,這個托勒密是將軍兼政治家,可不是幾百年后那個天文地理學家、地心說的代言人克羅狄斯·托勒密(希臘語Κλα?διο?Πτολεμα?ο?;拉丁語Claudius Ptolemaeus,約90—168)。

亞歷山大大帝英年早逝后,埃及迎來了托勒密王朝,亞歷山大城被定為首都,建設起恢宏的大學城、圖書館、劇院,成為當時的世界學術和文化中心,號稱智慧之都。歐幾里得(Euclid,希臘名Ευκλειδη?,約前330—前275)就是亞歷山大城的早期居民。

他的身世我們知道得很少,只知道他大概一輩子都住在亞歷山大城,更準確地說,活在亞歷山大學院里頭。

歐幾里得出生時,長壽的柏拉圖(前427—前347)已經去世多年,亞里士多德(前384—前322)的生命也即將走到終點,希臘文明已經跨過高峰,正轉入下降和轉移的后期,而承接希臘輝煌的,就是埃及的亞歷山大城。

阿根廷作家博爾赫斯曾說,天堂應該是圖書館的模樣。如果此話當真,亞歷山大城的大學城可謂貨真價實的天堂。

大學城建在托勒密一世的王宮旁邊,師生同住其中,一切吃住費用全免,還有眾多奴隸伺候,保障眾人沒有后顧之憂,專心學習和研究。

為了擴充藏書量,亞歷山大城利用自身是西方世界(很可能還是全世界)當時最大的港口、交通要塞、世界商貿中心的優勢,采取“只要雁過,一定拔毛”的政策。所有過往船只,靠港后的第一件事就是交出所攜帶的圖書,無論品質和品種,通通都要。火速送到大學城,火速謄抄。抄完歸還原書,才讓船只離港,除非書不要了。

就在這樣的天堂圖書館和象牙塔里,歐幾里得度過了一個學者單純而幸福的一生,他彪炳史冊的著作《幾何原本》,被猜測是亞歷山大學院的自編教材,奠定了歐洲數學的基礎。歐幾里得自己是歐氏幾何學(Euclidean geometry)的開創者,被譽為“幾何之父”。

同學們或許難以想象,今天數學課上學習的幾何,大部分內容就來自兩千多年前的這位學者??上装倌旰?,就在這個城市、這個學院,發生了極其悲慘的暴力事件,此刻正在凝聚的學院風氣和希臘傳承屆時將遭到毀滅性損害,具體可參看后面的“希帕蒂婭”一節。

早在古希臘時期,幾何學就是重要的基礎學科之一,據說柏拉圖學園的門口就掛著門牌:“不懂幾何者,不得入內?!钡稁缀卧尽凡攀枪畔ED數學的集大成和發展的頂峰。

《幾何原本》不是簡單地發現了幾個原理和運算法則,而是將幾何學納入嚴密的邏輯演繹系統運算中,從一系列定義、公理、公設基礎上,運用嚴謹的邏輯推演,提出5大假設(Postulates)、5大公設(Common Notions)、23個定義(Definitions)和48個命題(Propositions),建立起完整的學科范式,使幾何成為一門獨立和嚴格的科學。

此外,歐幾里得還寫了不少關于透視、圓錐曲線、球面幾何和數論的論文。

在大學城,曾長久地流傳一則校史逸聞:歐幾里得的幾何課作為超級爆款網紅課,影響力溢出大學,竟然在全城掀起學幾何的熱潮,連住在隔壁的托勒密一世都聽說了,要來趕時髦。

可是國王的學渣本色暴露無遺,他總是學不通,氣急敗壞地問歐幾里得,可有捷徑和竅門?

歐幾里得的回答能把天下君王都噎死:陛下!幾何和數學可沒有單為王者留一條路。“幾何學里沒有國王的專用通道”就此成為名言,幾千年來彰顯著科學面對權貴時,另一種層面的高貴和尊嚴。

據說還曾有學生問學了幾何有什么好處,歐幾里得沒有像泰勒斯那樣費心證明運用幾何原理能賺錢(確實能),而是干脆命令奴隸給學生三個銅板(當然啦,不是銅板,是埃及通用錢幣),并把他們轟出學院,大有“想賺錢莫入此門”的意味。

古希臘哲學家赫拉克利特(Heraclitus,約前544—前483)曾說:“找到一個事物原因的解釋,比做波斯人的國王還好?!边@種求知的愉悅,非此中人大概沒法理解。歐幾里得可謂完美地傳承了純粹求知的希臘精神傳統。權貴也得遵循學術的路數,想要實利則請“圓潤”滾開。

然而,幾何學到底有沒有用呢?

歐幾里得去世那年,埃拉托色尼(Eratosthenes,前275—前193)誕生在非洲利比亞(當時屬于埃及),他后來做了大學城的圖書館館長。

我們今天地理課學的部分知識,如劃分寒帶、溫帶和熱帶,區分幾大洲(當時只知道亞歐非三個洲),用經緯網格為地球定位,都來自他?!暗乩韺W”一詞是他的創造。

這位地理學奠基人,驚人地準確測出地球的周長。就是用的幾何學方法。

正午時分,太陽同樣照耀著亞歷山大城和九百多公里外的另一座城市。陽光在這里能直射到井底,在那里卻不會,井壁上的陰影顯示出陽光與井之間的夾角。利用這個夾角的數值和兩城間的距離,就可以算出地球表面的周長。

這時候的中國戰亂紛紛,秦正一個個吞并六國。而三四百年后的漢代,天文學家還在爭論,到底是蓋天(地是平面,天如同倒扣的碗)還是渾天(天如雞蛋,地是里頭的“蛋黃”)。

我們喜歡說我們有什么技術比西方先進幾千年,這當然值得驕傲。但也要知道,其他文明同樣創造了很多輝煌成就,有的也比我們先進幾百幾千年。

大家都各有優劣,要能夠欣賞他人的成就,知道自己的不足,這才是一個高雅、理性,而且有能力進步的人該有的胸襟和見識。

最后值得聊聊的,是《幾何原本》獲得“中國簽證”的故事。

差不多兩千年后的1607年,該書由最早來華的耶穌會士之一利瑪竇(Matteo Ricci,1552—1610)和明末開明官員徐光啟合作,從拉丁文翻譯為漢語(當然,是文言文)。該譯本后來被梁啟超盛贊“字字金珠美玉”,雖然當時讀過的人不多,能重視和看懂的人更少,但不妨礙它成為中西文化交流史上的一件大事。

荷蘭的漢學家安國風博士寫過一本《歐幾里得在中國:漢譯〈幾何原本〉的源流與影響》,探討了一個問題:《幾何原本》里的抽象性、演繹性和公理化等特征,對于中國來說是完全異質的文化,為什么偏偏在晚明得以傳播,并影響明清之際中國傳統數學思想的嬗變?

徐光啟在中譯《幾何原本》的前言介紹,就涉及安國風所提問題。徐光啟說,他不能按希臘傳統,說幾何只求真理不求功利,這樣的說法在中國完全沒有文化土壤(果然很“異質”),他辨析的是“授之以魚”和“授之以漁”,強調幾何作為基礎學科,看似沒用,其實是大用和根本之用。

徐光啟說,人之常態是“鴛鴦繡出從君看,莫把金針度與人”,幾何學不僅是“金針度去從君用,未把鴛鴦繡與人”,而且連“開草冶鐵,抽線造針”的方法,“植桑飼蠶,湅絲染縷”做線的方法,都在其中。知道了做針和做線,多少鴛鴦繡不成?(“有能此者,其繡出鴛鴦,直是等閑細事”。)

時間之流里,歐幾里得懟國王轟學生,徐大人是如此見解,康熙大帝認認真真學微積分留下不少習題冊,到了各位洋務派大人那里,則委委屈屈只肯承認洋人繡的鴛鴦還湊合,針線還是我們自己的好。

看來,后人未必強過前人,歷史也并不必然向前,還可以向后轉。

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