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第一位女数学家──海佩蒂亚

  2016-03-09

第一位女数学家──海佩蒂亚


长久以来,女性数学家在数学领域总是居于少数,一般大众琅琅上口的大数学家也几乎清一色都是男性。但您或许不知道,早在西元前四、五世纪,在亚历山卓希腊时期就出现了一位杰出的女数学家──海佩蒂亚。


古希腊的亚历山卓城

目前历史考证所能确定的第一位女数学家,是亚历山卓的海佩蒂亚(Hypatia)。大概在西元前332年,亚历山大大帝征服了北埃及,他于各处建筑新的城市以做为堡垒和通商中心,其中建立在尼罗河三角洲有一座城市-亚历山卓。亚历山大大帝希望在其新帝国内有一致的文化,因为当时另一支具领导性文明是波斯人的文化,于是亚历山大大帝慎重地寻求融合希腊和波斯两支文明的途径。通婚和移民都是好方法,但是在亚历山大大帝逝世时,其都城建设尚未完成,而且仍处征战之中。大帝死后,军事将领为了争夺权力而起了内哄,经过几十年不稳定的局面,这个帝国最后分裂为三个部分:在欧洲成立了安提哥纳(Antigonid) 帝国,在亚洲成立了希律希底(Seleucid) 帝国和在埃及建立的第三个帝国──希腊托勒密王朝(Greek Ptolemy dynasty)。

继承古希腊遗产并加以发扬光大的托勒密王朝,就是以亚历山卓为根据地。由于几任的统治者都深切认识到希腊各流派,如毕氏、柏拉图、亚里斯多德等人在文化上的重要性,所以从各文化中心聘请学者至亚历山卓,并以政府的基金支持他们。西元前290年,当时的统治者托勒密.索特(Ptolemy Soter) 建立了一个中心,让学者们可以在那儿研究和教学。这个建筑物是奉献给诗神──著名的缪司神庙(Museum)。在那儿聚集了诗人、哲学家、语言学家、天文学家、地理学家、物理学家、历史学家、艺术家以及最优秀的数学家。这是一个学习更高深学术的机构,相当类似于1500年后的中世纪大学。

紧邻缪司神庙,也建了一座图书馆,这座图书馆并不只是为了保存重要文件,而且也是为了大众需要而建;其藏书高达五十万册以上,其中包含柏拉图的私人藏书。在亚历山卓,要搜集藏书远比古希腊时来得容易,因为埃及的纸草纸手稿随手可得。由于以上种种原因,亚历山卓成了古代图书复制品的交易中心。缪司神庙这座学术殿堂持续了好几个世纪,到了西元前30年,当古埃及最后一位女王──克丽欧佩脱拉(Cleopatra) 自杀之后,罗马帝国占领了亚历山卓。但是这个事件并没有完全损毁这个城市的希腊遗产,也没有中断智慧的传承,亚历山卓仍是东西文化的枢纽。随后的几年,亚历山卓出现两位相当伟大的古希腊数学家,那就是戴奥弗多斯(Diophantus) 和巴伯斯(Pappus)。


时代背景

古希腊后期的数学家当中,亚历山卓的席恩(Theon) 是目前确知与缪司神庙有关的最后一位数学家。他曾记录了日蚀和月蚀,在当时享有盛名。席恩并曾为托勒密(Claudius Ptolemy) 的《全集》(Almagest),和新版的《几何原本》以及《光学》写过一部评注,由于他的一些注释本都相当完整地流传下来,所以对后世影响很大。席恩或许也是缪司神庙的最后一任馆长,但他的女儿──海佩蒂亚,却与另一不同机构新柏拉图学派的学院结合。

亚历山卓所属的罗马帝国在晚期承受着分裂的压力,终于在395年分裂成东西两帝国。西元400年左右的亚历山卓正受着多种文化的冲击,其国民大部分为基督徒,但是其内部也分裂派系。奥林帕斯山诸神的信仰者或新柏拉图思想的学派,都被基督教徒视为异教者。从数学史的观点来看,基督教的兴起似乎是一个不幸的开端。基督教的领导人虽然引用了希腊和东方的神话与风俗,企图使基督教转变成更可接受,但他们总是反对教会外的研究,嘲弄数学、天文学和物理学,并且禁止信徒参与希腊研究以防受到异教思想的污染。当时官方的信仰为基督教,异教徒则摒弃于法律的保护之外。而海佩蒂亚,就是死于那些激进的基督徒之手,她的命运也表征了希腊时代的结束。

事情的经过是这样的:一群狂热的基督教份子捉住了海佩蒂亚,当众把她肢解,并引火焚烧一块块的尸体。为何这些教徒会采取如此激烈的暴行?据史家李斯特(Rist) 的推测,海佩蒂亚之所以被逮捕,主要是因为她是一位相当著名的公众人物,在信仰划分的另外一边享有盛名。关于海佩蒂亚出色的学者一面,我们将在以下的篇幅中作一介绍。


其人其事

目前大家都可以接受海佩蒂亚死于西元415年的说法,但何时出生则较不确定。海佩蒂亚是一位受尊敬的杰出教师,不但具有非凡的领导力,也广受学生的爱戴。她有着动人的美貌,喜欢打扮成独特的学者样式;除了数学外也教授哲学,也曾作公开的演讲,广受一般市民的爱戴和敬重。通常来亚历山卓城履新职的政要,也会登门拜访海佩蒂亚,向她请益。虽然海佩蒂亚丰采迷人,但她始终抱定独身主义;据说她对于慕名而来的求婚者,总是用“已嫁给真理”为理由而加以婉拒,海佩蒂亚终身未嫁。

海佩蒂亚也是一个新柏拉图主义者,对新柏拉图主义,通常有多种不同的叙述,但共同点就是都赋与柏拉图“形式”(Form) 理论一个很清楚的宗教面向。史家李奇生(Richeson) 对新柏拉图主义的哲学和数学之间的连系,做了一个相当具有洞察力的评论:数学的本质是抽象的,它是从物质上推导出“理念”(Idea )。因此虽然几何学的源头是由于实体世界的土地测量和度量衡的估算,但却超出了这些开始,而成为一门学问。《几何原本》所处理的世界已不再是实际的世界而是理念的世界。因此我们可以说:数学是新柏拉图主义者所徜徉的一个存在于物质世界但超然的范例。

无疑的,海佩蒂亚是一位出色的数学家,她从父亲席恩那里习得数学,后来更青出于蓝超越了父亲的成就,并且还传授给众多的学生;海佩蒂亚一生著述了三件有关数学或天文学的作品。那就是对戴奥弗多斯以及天文学的圣经(通常指托勒密的《Almagest》或《Handy Tables》,由于资料散夫,不知原作者姓名)的评注,和对阿波罗尼耳斯(Apollonius ) 的《圆锥曲线》的注释;这些著述内容也是当时海佩蒂亚讲授的课程。她的著述就是关于这些名著的解释(并加注个人见解),以便学生易于接受。在这里我们不能忽视评注的功效,因为有时评注者也能提供不同程度的新资料(费马之于戴奥弗多斯的著名旁注就是一例),再者,很多原始典籍是藉由评注和译本才能相传至今。前面曾提及,席恩也是在评注典籍上作品丰富的作家,但在数学的创意上,他的女儿海佩蒂亚似乎略胜一筹。

此外,再从一些相关资料也可得知海佩蒂亚的数学成就。席尼西斯(Synesius) 是海佩蒂亚的高徒,史料记载他是位多才多艺、有文思又喜欢制造仪器的哲学家主教。在席尼西斯的《书信集》 (De Dono Astrolabii) 中,就陈述了他能设计出星盘(也就是古代的天文观测仪),是得之于海佩蒂亚的协助。或许我们可以这样推论:关于星盘的理论和其结构的细节,是由托勒密流传下来,经由席恩到海佩蒂亚,然后在海佩蒂亚的手上传授给席尼西斯。除了星盘之外,在第十五封信,席尼西斯也记载了由于他需要一个滴漏(Hydroscope),而要求海佩蒂亚为其完成。对于“Hydroscope”一词,在彼时是否意指水时计,史家有不同的看法,也有人认为是液体比重计。无论如何,我们又看到了海蒂佩亚才华洋溢的一面。


后人评价

我们所认识的海佩蒂亚,其资料并??不足够;对于她的数学成就所知更为有限。大部分的人都视海佩蒂亚为一位教师或学者。前面提过,除了编辑有关几何、代数和天文学等作品外,海佩蒂亚他知道如何制作星盘和滴漏(当然她的成就仍不止于此),因此人们很难不为她如此广泛的兴趣所感动。当海佩蒂亚去世时,她是当时希腊罗马世界(事实上也很可能是全世界)最伟大的数学家。人们眼中的海佩蒂亚具有多重的身分,既是哲学家、数学家、天文学家,也是一位博学的女士和几何学家。我们深信她是一位受欢迎,既有领导力又多才多艺的教师,而这也是人们对海佩蒂亚最好的刻划。

1. Deakin, MAB 1994, "Hypatia and Her Mathematics", The American Mathematical Monthly, Vol.101(3): 234-243.
2. Kline, M. 1983a,《数学史──数学思想的发展》上册,林炎全等译,台北,九章出版社,1983。
3. Osen, L.《女数学家列传》彭婉如、洪万生合译,台北,南宏出版社,1977。
4. 颜一清:〈海巴夏〉,《数学传播》16卷第4期,64-68页,1992。
5. The American Mathematical Monthly, Vol.101(3), March 1994.

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