欧几里得

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欧几里得
Ευκλειδης
出生公元前325年
逝世公元前265年(59-60岁)
居住地埃及亚历山大里亚
知名于欧几里得几何
几何原本
科学生涯
研究领域数学

欧几里得现代希腊语Ευκλειδης古希腊语Εὐκλείδης,意思是“好的名誉”,前325年—前265年),有时被称为亚历山大里亚的欧几里得,以便区别于墨伽拉的欧几里得[1]希腊化时代数学家,被称为“几何学之父”。他活跃于托勒密一世时期[2]亚历山大里亚,也是亚历山太学派的成员。他在著作《几何原本》中提出五大公设,成为欧洲数学的基础。[3][4][5]欧几里得也写过一些关于透视圆锥曲线球面几何学数论的作品。欧几里得几何被广泛的认为是数学领域的经典之作。

生平资料

欧几里得生前活跃于亚历山大图书馆,而且很有可能曾在柏拉图学院学习。直到现在都无法得知欧几里得的生卒日期、地点和细节。直到现在,还没有找到任何欧几里得在世时期所画的画像,所以现存的欧几里得画像都是出于画家的想象。此外,一些中世纪时期的作家经常把欧几里得与墨伽拉的欧几里得(一位受苏格拉底影响的哲学家)弄混。[6]

欧几里得的生平资料流传到现在的很少,而大部分关于欧几里得的资料都是来自公元450年时普罗克洛的评论,及公元320年帕普斯的评论,距欧几里得有几个世纪之久[7]

普罗克洛在他的《对几何原本的评论》(Commentary on the Elements)中简单的介绍了欧几里得。根据普罗克洛的说法,欧几里得属于柏拉图那一派,将《几何原本》集合在一起,这些著作原来是由柏拉图的学生(特别是欧多克索斯泰阿泰德欧普斯的腓力等)所写的,普罗克洛认为欧几里得没有比他们年轻多少,不过因为阿基米德(公元前287-212年)有提到欧几里得,他应该有活到托勒密一世的年代。阿基米德文章中有一些明显引用欧几里得著作的段落,虽然后来发现是后人加入的,一般仍认为欧几里得写作的年代比阿基米德要早[8][9][10]

普罗克洛也提到一个和欧几里得有关的故事:托勒密一世问是否有比看《几何原本》更简单可以学习几何的方法。欧几里得说:“几何学无坦途。”[11]。不过有个有关亚历山大大帝和数学家曼纳克姆斯的故事,和这个有点像,因此欧几里得和托勒密一世的故事有些可疑[12]

帕普斯在约公元前247–222年,有简单的提到欧几里得:“阿波罗尼奥斯花了许多时间和欧几里得的学生在一起,也在那个时候养成思考的习惯。”[13][14]

因为在这个时期重要的数学家却没有生平资料,是很不寻常的事(欧几里得前后几个世纪的重要希腊数学家,都可以找到很多的生平资料),有些研究者认为其实没有欧几里得这个人,一般认定是他所写的作品其实是一群数学家以欧几里得为名所写,取名欧几里得的原因是为了纪念历史人物墨伽拉的欧几里得(类似一群法国数学家组成的尼古拉·布尔巴基),不过此论点尚未广为学者接受,可作为支持的证据也相当的少[9][10][15]

几何原本

俄克喜林库斯29号莎草纸,现存最早的几何原本残页之一,在俄克喜林库斯发现的,其年代约为西元后100年。插图和第2卷的命题5相同[16]

几何原本》共有13卷,虽然其中的许多内容是来自早期的数学家,但欧几里得的贡献是将这些资料整理成单一的,有逻辑架构的作品,容易使用也容易参考,其中有严谨的数学证明系统,是后来2300年数学的基础[17]

《几何原本》原存最早的一些版本中没有提到欧几里得,大部分版本有提到“这些是来自忒翁的教材”[18]。梵蒂冈所有的版本中没有提到作者。唯一说明欧几里得写了《几何原本》的历史记录只有普罗克洛在《对几何原本的评论》中提到欧几里得写了《几何原本》。

几何原本对于几何学数学科学的未来发展,对于西方人的整个思维方法都有极大的影响。《几何原本》的主要对象是几何学,但它还处理了数论无理数理论等其他课题,例如著名的欧几里得引理和求最大公因数欧几里得算法。几何原本也说明完全数梅森质数的关系(欧几里得-欧拉定理)、质数有无限多个(欧几里得定理)、有关因式分解的欧几里得引理(导出了算术基本定理整数分解的唯一性)等。

欧几里得使用了公理化的方法。公理(Axioms)就是确定的、不需证明的基本命题,一切定理都由此演绎而出。在这种演绎推理中,每个证明必须以公理为前提,或者以被证明了的定理为前提。这一方法后来成了建立任何知识体系的典范,在差不多二千年间,被奉为必须遵守的严密思维的范例。《几何原本》是古希腊数学发展的顶峰。欧几里得将公元前七世纪以来希腊几何积累起来的丰富成果,整理在严密的逻辑系统运算之中,使几何学成为一门独立的、演绎的科学。

欧几里得在《几何原本》中提到的几何系统后来简称为几何,长久以来视为唯一一种可能的几何方式,不过当数学家在19世纪发现非欧几里得几何后,上述的几何就称为欧几里得几何

著作

欧几里得制作正十二面体
位于牛津大学自然历史博物馆的欧几里得石像

除了《几何原本》之外,欧几里得至少另外五本著作流传至今。它们与《几何原本》一样,内容都包含定义及证明。

  • 给定量》(Data)研究几何问题中给定元素的性质和意义,内容与《几何原本》的前四卷有密切关系。
  • 《图形的分割》(On divisions of figures)现存拉丁文本,论述用直线将已知图形分为相等的部分或成比例的部分,内容与希罗的作品相似。
  • 反射光学》(Catoptrics)论述反射光在数学上的理论,尤其论述形在平面凹镜上的图像。可是有人质疑这本书是否真正出自欧几里得之手,它的作者可能是亚历山大里亚的忒翁
  • 《现象》(Phenomena)是一本关于球面天文学的论文,现存希腊文本。这本书与奥托里库斯(Autolycus of Pitane)所写的On the Moving Sphere相似。
  • 光学》(Optics)早期几何光学著作之一,现存希腊文本。这本书主要研究视觉问题的几何方面,叙述视线的入射角等于反射角等。

相关条目

参考

注脚

  1. Bruno, Leonard C. Math and Mathematicians: The History of Math Discoveries Around the World. Baker, Lawrence W. Detroit, Mich.: U X L. 2003: 125 [1999]. ISBN 978-0-7876-3813-9. OCLC 41497065. 
  2. 公元前323年-公元前283年
  3. Ball, W.W. Rouse. A Short Account of the History of Mathematics 4th. New York: Dover Publications. 1960年: 第50至62页. ISBN 0-486-20630-0. 
  4. Boyer, Carl B. A History of Mathematics 2nd. John Wiley & Sons. 1991年: 第100至19页. ISBN 0471543977. 
  5. Macardle, et al. (2008). Scientists: Extraordinary People Who Altered the Course of History.纽约:Metro Books.第12页
  6. Heath (1956年) vol. I,第四页
  7. Joyce, David. Euclid. Clark University Department of Mathematics and Computer Science. [1]
  8. Proclus; Glenn Raymond Morrow. A Commentary on the First Book of Euclid's Elements. Princeton University Press. 1992: 88–. ISBN 0-691-02090-6. 
  9. 9.0 9.1 Euclid of Alexandria
  10. 10.0 10.1 The MacTutor History of Mathematics archive.
  11. Proclus, p. 57
  12. Boyer, p. 96.
  13. Heath (1956), p. 2.
  14. Conic Sections in Ancient Greece. [2015-09-22]. 
  15. Jean Itard. Les livres arithmétiques d'Euclide. 1962. 
  16. Bill Casselman. One of the Oldest Extant Diagrams from Euclid. University of British Columbia. [2008-09-26]. 
  17. Struik p. 51 ("their logical structure has influenced scientific thinking perhaps more than any other text in the world").
  18. Heath (1981), p. 360.

书目

  • Euclid (Greek mathematician). Encyclopædia Britannica, Inc. 2008年 [2008-04-18]. 
  • Artmann, Benno (1999). Euclid: The Creation of Mathematics. New York: Springer. ISBN 978-0-387-98423-0.
  • Heath, Thomas. The Thirteen Books of Euclid's Elements vol.1. Dover Publications. 1956年 [1908年]. ISBN 0486600882. 
  • Heath, Thomas L. (1981年). A History of Greek Mathematics, 2 Vols. New York: Dover Publications. ISBN 978-0-486-24073-2 / ISBN 978-0-486-24074-9.
  • Kline, Morris(1980年). Mathematics: The Loss of Certainty. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-502754-9.
  • 约翰·J·奥康纳; 埃德蒙·F·罗伯逊, Euclid, MacTutor數學史檔案 (英语) 
  • Struik, Dirk J. A Concise History of Mathematics. Dover Publications. 1967年. ISBN 0486602559. 

外部链接