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1、人類對數(shù)的認識經(jīng)歷了一個不斷深化的過程,在這一過程中數(shù)的概念進行了多次擴充與發(fā)展。
【資料圖】
2、其中無理數(shù)的引入在數(shù)學上更具有特別重要的意義,它在西方數(shù)學史上曾導致了一場大的風波,史稱“第一次數(shù)學危機”。
3、如果追溯這一危機的來龍去脈,那么就需要我們把目光投向公元前6世紀的古希臘。
4、那時,在數(shù)學界占統(tǒng)治地位的是畢達哥拉斯學派。
5、這一學派的創(chuàng)立者畢達哥拉斯是著名的哲學家、數(shù)學家。
6、他在哲學上提出“萬物皆數(shù)”的論斷,并認為宇宙的本質(zhì)在于“數(shù)的和諧”。
7、他所謂“數(shù)的和諧”是指:一切事物和現(xiàn)象都可以歸結(jié)為整數(shù)與整數(shù)的比。
8、與此相對應,在數(shù)學中他提出任意兩條線段的比都可表為整數(shù)或整數(shù)的比,用他的話說就是:任意兩條線段都是可通約的。
9、他在數(shù)學上最重要的功績是提出并證明了畢達哥拉斯定理,即我們所說的勾股定理。
10、然而深具諷刺意味的是,正是他在數(shù)學上的這一最重要發(fā)現(xiàn),卻把他推向了兩難的尷尬境地。
11、他的一個學生希帕索斯在擺弄老師的著名成果畢達哥拉斯定理時,提出了這樣一個問題:正方形的對角線與邊長這兩條線段是不是可通約的呢?換句話說,兩者的比是不是有理數(shù)呢?經(jīng)過認真的思考,他發(fā)現(xiàn)這個數(shù)既不是整數(shù),也不是一個分數(shù),而是一個全新的數(shù),我們現(xiàn)在知道這個數(shù)是 。
12、這是人類歷史上誕生的第一個無理數(shù)。
13、它的誕生是人類對數(shù)認識的一次重大飛躍,是數(shù)學史上的偉大發(fā)現(xiàn)。
14、然而作為老師的畢達哥拉斯并沒有為這一重大發(fā)現(xiàn)而歡欣鼓舞,相反他陷入極度不安之中。
15、如果不贊同它,理智上無法接受,學生的論斷畢竟是找不出毛病的呀!可是如果贊同,感情上更難接受。
16、因為這一發(fā)現(xiàn)對他來說是致命的,它將完全推翻他自己的數(shù)學與哲學信條。
17、于是這就導致了“畢達哥拉斯的兩難”。
18、在這兩難處境下,他先是在學派內(nèi)封鎖這一發(fā)現(xiàn),不讓它傳到外界。
19、后來當希帕索斯本人把發(fā)現(xiàn)泄漏后,他讓學派內(nèi)的成員把希帕索斯拋入了大海。
20、這就是聰明的學生從偉大的老師那里獲得的“獎賞”!被后人尊為“智慧之神”的畢達哥拉斯不是有勇氣承認自己的錯誤,而是想通過暴力壓制真理,這一作法令他一生蒙羞,成為他一生中的最大污點。
21、然而真理畢竟是撲不滅的,希帕索斯所提出的問題(史稱“希帕索斯悖論”或“畢達哥拉斯悖論”)也沒有隨同主人一起拋入大海,而是在社會上流傳開來。
22、其實,這一悖論的提出不但對畢達哥拉斯學派是致命的,它對當時所有人的觀念都是一個極大的沖擊。
23、當時人們根據(jù)經(jīng)驗完全確信:一切量都可以用有理數(shù)表示。
24、即便是在現(xiàn)在測量技術(shù)已經(jīng)高度發(fā)展后,任何量在任何精確度范圍內(nèi)都可以表成有理數(shù)不仍是正確的嗎?然而這一完全符合常識的論斷居然被 的存在而推翻了!這是多么違反常識、多么荒謬的事呀!更糟糕的是,面對這一荒謬人們竟然毫無辦法。
25、這就在當時直接導致了人們認識上的危機,從而產(chǎn)生了數(shù)學上的第一次危機。
26、直到二百年后,數(shù)學家歐多克索斯建立了一套完整的比例論,使比例論不僅適用于可通約線段,也適用于不可通約線段,才用幾何方法把由于無理數(shù)的出現(xiàn)而引起的數(shù)學危機解決了。
27、這次數(shù)學危機對希臘數(shù)學產(chǎn)生了決定性的影響。
28、首先,希臘人得出直覺、經(jīng)驗都不是絕對可靠的,推理論明才是可靠的,因而希臘人此后更加重視邏輯,并在亞里士多德手中完成了古典邏輯學。
29、其次,由于整數(shù)及其比不能包括一切幾何量,但幾何量卻可以表示一切數(shù),因此希臘人認為幾何較之算術(shù)占著更重要的地位。
30、在其后的希臘數(shù)學中,這種幾何對算術(shù)的優(yōu)勢支配了希臘數(shù)學一千年。
31、希帕索斯的發(fā)現(xiàn)導致了第一次數(shù)學危機,然而為了解決這一危機,卻又導致了古希臘古典邏輯學與公理幾何學的誕生。
32、這恐怕正是這一事件給予我們的一大啟示:提出似乎無法解答的問題并不可怕,相反,這種問題的提出往往會成為數(shù)學發(fā)展中的強大推動力,使數(shù)學在對問題的克服中向前大步邁進,這在數(shù)學發(fā)展史上實在是不鮮見的。