小伙伴们,马上就要期末考试啦!相信在你们当中,有很多小朋友即将或者已经开始接触了数学中一个重要的门类:几何学。从简单地计算长方形、正方形、圆的面积,再到一些简单定理的证明,这些都可能出现在你期末考试的试题中。未来在初中或者高中,小朋友们还将会接触到更加复杂的平面几何。 在几何学,一个重要的任务就是运用公理、定理,对未知命题进行证明。那么,小编首先要问各位小朋友,你们知道公理、定理、命题它们在内在含义上的区别吗?不知道这个,你就算几何考了100分其实也没学懂。 公理,通常指经过人类长期反复实践的考验,不需要再加证明的命题 定理,是经过受逻辑限制的证明为真的陈述。一般来说,在数学中,只有重要的陈述才叫定理。这一点也是定理和命题的区别。在数学里,定理是指在既有命题的基础上证明出来的命题,这些既有命题可以是公理,或者是别的定理。 也许有的小朋友们会问,我们所学习的平面几何有哪些公理呢?通常来讲,小朋友们一般在课本上学习的指按照欧几里得的《几何原本》构造的几何学,也称欧几里得几何。在这个欧几里得平面几何的体系下,公理只有下面这5条: 其中,第五条公理称为平行公理。也许有的小朋友们对它还有些陌生,其实,它也可以用下面这个命题表述: 通过一个不在直线上的点,有且仅有一条不与该直线相交的直线。
怎么样,这个表述是不是小朋友们还是挺熟悉的?上面这五条公理,就构建了我们所熟悉的平面几何大厦。换句话说,小朋友们在书本上遇到的所有平面几何的证明题,逻辑的原点都是来源于这五条公理。 这五条公理的巧妙之处在于,它们既不互相矛盾,又不能相互证明。在这个体系下,一切命题的证伪都能够运用这五条公理证实或者证伪。从欧几里得提出这五条公理,到最终数学家们承认结论的正确性,整整经历了将近2000年的时间。这五条公理就像五个定海神针,静静地矗立在几何学的大厦中,让世人感受着数学的无穷魅力······
当然,除了小朋友们熟悉的欧几里得几何学之外,其实还存在着很多非欧几何体系,它们主要是对欧几里得几何学中的第五条公理进行了修改,比如黎曼几何、高斯几何、罗巴切夫斯基几何等等——它们也都是数学这个浩瀚宇宙中璀璨的明星。我们所知道的爱因斯坦的相对论,就在一定程度上借鉴了黎曼几何在n维空间中的结论。 回到我们最初的起点,公理到底是什么?其实,它只不过是我们人为设定的一些游戏规则——就好像我们下棋规定马走日、相走田一样。你当然可以规定其他的走子方法,只不过,你的这套走子方法是不是在逻辑上更加完美,就得在历史长河中留待后人的检验了。 石桌面上刻着纵横相错的网格,旁边摆放着黑白两种颜色的棋子。你认为这一定是为下围棋准备的么?未必,可以下围棋,还可以下五子棋。 围棋和五子棋最大的区别并不在于棋具,而是走棋的规则。同样的棋具,人们可以根据自己的兴趣爱好选择规则,进入完全不同的棋类世界。 人人都可以发明创造新的棋类游戏,规则的制定,当然可以由你说了算。但你发明的新游戏,是否吸引人,有人愿意玩,这可得由社会实践来检验了。 ------摘自 张景中 彭翕成 《数学哲学》 换个角度来看,当某些东西,经过了历史的冲刷,我们依然能够感受到它的无穷魅力,你不觉得,我们真的应该用心去感受它们吗? |
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