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《几何原本》的召唤(二)

2016-04-08李靖

名师在线 2016年2期
关键词:贝克曼巴罗笛卡尔

日月经天,斗转星移,走出笼罩欧洲长达千年之久的黑暗时代,在历经了文艺复兴的洗礼之后,科学也迎来了自己的春天。这注定要成为一个名家辈出的时代。因为,文明已经被压抑得太久,只能用爆发来展现它在默默传承中的累积。

数学,也沐浴着这份阳光,使出浑身的解数,抓紧灿烂。同时,涌现出许多具有里程碑意义的人物,其中,最耀眼的当数笛卡尔、牛顿。他们一个开启了依托于坐标系的解析几何时代,一个开启了微积分的高等数学时代。但是,无一例外的是,他们都是《几何原本》的忠实研读者。

如果说毕达哥拉斯证明了勾股定理,成为开启了几何图形完美计算的第一人的话,那笛卡尔无疑是把这种计算推向更高峰的人。勾股定理只能把其他图形的计算问题,转化为直角三角形问题来解决,而笛卡尔借助于平面直角坐标系构建起来的几何和函数体系,解决了更复杂的规则曲线(圆、椭圆、双曲线等)的计算问题。他们完成了值得载入史册的创举,也为后来牛顿和莱布尼茨创立微积分奠定了基础。不凡的人,多有不凡的经历,笛卡尔也不例外。

青年时期的笛卡尔,饱读经典,变卖家产,游历欧洲。后来,他移居荷兰30多年,其间,曾在荷兰军队中服役。幸运的是,这个时期,号称“海上马车夫”的荷兰与葡萄牙的争霸战正处于休战期,前线无战事,士兵们有了暂时的安全和安逸。笛卡尔也不至于血洒疆场,而且还有大把的时间做自己喜欢的数学研究。

有一次,笛卡尔外出,巧逢一道外文的数学题张贴在公告栏里,但他不懂记录问题的语言,更巧的是,他还偶遇了以撒·贝克曼。贝克曼为他翻译了题目,二人因题而结缘,贝克曼成了开启笛卡尔科学人生的导师,笛卡尔后来尊敬地评价自己的导师:“你是将我从冷漠中唤醒的人。”

开悟的笛卡尔开始努力地研习数学,形成了自己的成果,著书立说,终成“解析几何之父”。数学家们的思维绝对不会只停留在数学之上,他们同时也是哲学家,因为研习数学引发的深度思维,也会激发人们其他层次思维水平的提升。笛卡尔也不例外,“我思故我在”就是他的经典哲学观点,他的墓志铭是对他作为数学家和哲学家的最佳写照,“笛卡尔,欧洲文艺复兴以来,第一个为人类争取并保证理性权利的人。”由此看来,数学也影响了欧洲人的思维水平、哲学思辨能力以及社会体制构建。

前有车,后有辙。伟人总是追寻伟人的足迹。牛顿,一个继哥白尼之后,将改变人类宇宙观的伟大人物登场。青年时期的牛顿在剑桥大学附近的书店里买了一本《几何原本》,开始他认为这本书的内容没有超出常识的范围,因而没有认真地去读它,而对笛卡尔的坐标几何很感兴趣,并专心攻读。后来,牛顿于1664年4月在参加特列台奖学金考试的时候落选,当时的考官是巴罗博士。当时英国的贵族学校以语法和语言学习为主,基本上是不学习数学的,巴罗是把数学引入剑桥的第一人。巴罗博士对牛顿说:“因为你的几何基础太贫乏,无论怎么用功也不行。”这席话深深地刺痛了牛顿的内心,于是,他又重新把《几何原本》从头到尾地反复进行了深入钻研,为以后的科学工作打下了坚实的数学基础。

有了《几何原本》的奠基,后来,牛顿不但在天文物理方面总结出“万有引力”定律,还在数学研究上取得“微积分”的巨大突破,开启了现代宇宙学和高等数学的新篇章。

牛顿之后,人们对宇宙的认识并未裹足不前。当然,几何学也没有停留在《几何原本》的阶段。前赴后继的思想者们在《几何原本》的召唤下,不断拓展视野,把目光投向更深远的宇宙空间,把思想跨进更强大几何学的发展中。在对权威的挑战和质疑中,罗巴切夫斯基和黎曼的非欧几何诞生了。于是,便有了爱因斯坦和他的相对论,再后来,就有了霍金和他的《时间简史》。

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