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為什么說非歐幾何學的誕生與政治有關?

《幾何原理的扼要簡釋及平行線定理的一個嚴格證明》是俄國數學家羅巴切夫斯基于1826年2月11日在喀山大學的學術會議上宣讀的一篇著名論文。在這篇論文中,作者創立了非歐幾何學,使人類對空間的認識出現了一次質的飛躍,并為廣義相對論的建立準備了必要的數學工具。

歐幾里得研究的幾何學被稱為“歐氏幾何學”。在歐氏幾何學里有五個公設,其中第五個公設是:過直線外一點,只能有一條平行于原來的直線。“歐幾里得在《幾何原本》里,對這一公設既未引用,又未證明,給后人留下了難解的數學之謎。

許多數學家想破解這個謎,但都失敗了。俄國喀山大學教授羅巴切夫斯基在試證第五公設失敗后,提出了一個與第五公設相反的假設:“過直線外一點至少可以作兩條直線和已知直線不相交。”后來被人稱為“羅氏公設”。由于這是一個與第五公設相矛盾的假設,按照這一假設應當推出與歐氏幾何相矛盾的結果。但是并沒有引出矛盾,而是推出了一個新的幾何系統,邏輯嚴密。這個新的幾何系統最初稱為“抽象幾何學”,后來叫非歐幾何或雙曲幾何。

1823年,羅巴切夫斯基在一份數學提綱中提出建立新的幾何體系的可能性,并把它上交給校方。校長馬格尼斯基壓制和打擊羅巴切夫斯基,認為他的設想是狂妄的。受校長的影響,彼得堡科學院也認為他的學說是邪學,不準他研究和講授。

但是,羅巴切夫斯基并沒有放棄對第五公設的研究,在研究中逐步建立了他的非歐幾何學。然而,受校長的壓制和打擊,他的學術論文不能在學校的學術會議上宣讀,本校的學報也拒絕發表他的論文。

正當這時候,喀山大學的政治形勢發生了變化。1825年老沙皇亞歷山大一世死后,慣于獻媚的校長馬格尼斯基向太子康斯坦丁大獻殷勤,而極力貶低尼古拉。但是,他根本沒有想到尼古拉繼承了王位,于是馬格尼斯基被撤職,壓制和打擊羅巴切夫斯基就是他的罪行之一。

就是在喀山大學這樣特定的政治形勢下,羅巴切夫斯基才得以于1826年2月11日在該校的學術會議上宣讀非歐幾何的論文——《幾何原理的扼要簡釋及平行線定理的一個嚴格證明》,使非歐幾何讓世人知曉。羅巴切夫斯基宣讀論文的這一天,后來被定為非歐幾何學的誕生日。因此,人們說非歐幾何學的誕生與政治有關。

1827年,羅巴切夫斯基擔任了喀山大學校長,盡管行政事務繁多,但他并沒有放棄對非歐幾何體系的研究。1829年,他又寫成了《論幾何的定理》的論文,在《喀山大學學報》上發表了。

在羅巴切夫斯基創立了非歐幾何后,德國杰出數學家黎曼創立了一種更為廣泛的非歐幾何,即橢圓幾何,因此非歐幾何就出現了兩種。

非歐幾何是人類空間認識史上一次質的飛躍,它后來在相對論中得到了論證,并在天體物理學和原子物理學中得到了應用,特別是為廣義相對論的建立準備了必要的數學工具。

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