第七讲 非欧几何与几何基础
《原本》:科学的《圣经》 Vol.1(Books I and Il) EUCLID >请回忆自己在中学学 THE THIRTEEN BOOKS OF THE ELEMENTS 习几何时体会 Translated with introduction and commentary by Sir Thomas L Heath Second Edition Unabridged
爱因斯坦“邂逅” 毕达哥拉斯 “有一次雅可比叔叔向他的侄儿讲了毕氏定 理的内容,而未讲任何证明。他的侄儿理 解了所涉及的关系,并感到可基于一种理 由而推导出来。…这个小孩在三个星期 中用其全部的思维力量去证明这一定理 他专注到三角形的相似性(从直角三角形 的一个顶点向斜边作垂线)得到了一个证 明。为此,他长时间的激动!这虽然仅涉 及到一个非常古老的著名定理,他却经历 了发现者首次的快乐
Do you knov me?I'am Einstein I have proved the MOST point: 8孤a2+6公=mc8 “如果欧几里得未能激发起你少年时代的科学热情,那你 肯定不会是一个天才的科学家”-爱因斯坦
>自《原本》诞生那天起, “欧几里得几何' 作为数学严格性的典范,保持着神圣的地 位。人们把“欧氏几何”奉为“绝对真 理”,例如, 巴罗(Isaac Barrow)就曾列出 8点理由肯定欧氏几何,说它:概念清晰 定义明确;公理直观可靠而且普遍成立; 公设清楚可信而且易于想象;公理数目少 引出量的方式易于接受;证明顺序自然; 避免未知事物
> 此书有四不必,不必疑,不必揣, 不必试, 不必改。有四不可得,欲脱之不可得,欲驳 之不可得,欲减之不可得, 欲前后更置之不 可得 下学工夫,有理有事。此书为益。 能令学理 者怯其浮气,练其精心; 学事者资其定法, 发其巧思,故举世无一人不当学 一徐光启《几何原本杂议》
《原本》的公理化体系 第一卷:23个定义,5个公理,5个公设,48个命题 定义(definition) 1.点是没有部分的: 2.线只有长度而没有宽度 3.一线的两端是点; 4.直线是它上面的点一样放置着的线: 23.平行直线是在同一平面内的直线,向两个方向 无限延长,在不论哪个方向它们都不相交
公设(postulate)一关于几何的假设 1.从任一点到任一点可作直线 2.线段可以任意延长: 3.以任一点为中心,任一距离为半径可以 作一圆; 4.所有直角皆相等 5.若一直线与两直线相交,且如果同侧所 交两内角之和小于两直角,则两直线无限 延长后必相交与该侧的一点
公理(axiom)一关于量的规定 1.等于同量的量彼此相等; 2.等量加等量,总量仍相等: 3.等量减等量,余量仍相等: 4.彼此重合的东西是相等的: 5.整体大于部分
这些是永恒的真理吗? “过直线外一点有且只有一条直线和已知直 线平行” “三角形的内角和等于1800