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古希腊数学第一人:相比于计算方法,理论同样重要

 千冰室 2020-03-19

说到这个故事,许多同学可能都有印象:在古希腊,由于地理条件的限制,航海和经商是重要的生活方式。而某位哲学家,由于老去探索些没用事情,有一点钱就去旅行就花掉了,结果生活的比较贫穷,于是就有人说哲学家是那些没用的人,赚不到钱的人,很穷的人。这位哲学家知道后,通过其所掌握的知识,预判来年橄榄会大丰收,于是提前租下了全村所有的榨橄榄的机器,结果狠赚了一笔,以此证明了哲学家是有智慧的人,他们如果想赚钱是可以比别人赚得多的,不过他们有更重要的事情要做,有更乐于追求的东西要去追求。这个故事可能是杜撰的,其人物原型则是泰勒斯,一位创建了古希腊最早的哲学学派,开启哲学史的“本体论转向”,被后人称为“希腊七贤之一”的哲学和科学的始祖。同样的,也是古希腊第一个数学家。

泰勒斯(Thales)生于公元前624年,是古希腊第一位闻名世界的大数学家。他原是一位很精明的商人,靠卖橄榄油积累了相当财富后,泰勒斯便专心从事科学研究和旅行。他勤奋好学,同时又不迷信古人,勇于探索,勇于创造,积极思考问题。他的家乡离埃及不太远,所以他常去埃及旅行。在那里,泰勒斯认识了古埃及人在几千年间积累的丰富数学知识。他游历埃及时,曾用一种巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及国王阿美西斯钦羡不已。 

泰勒斯的方法既巧妙又简单:选一个天气晴朗的日子,在金字塔边竖立一根小木棍,然后观察木棍阴影的长度变化,等到阴影长度恰好等于木棍长度时,赶紧测量金字塔影的长度,因为在这一时刻,金字塔的高度也恰好与塔影长度相等。也有人说,泰勒斯是利用棍影与塔影长度的比等于棍高与塔高的比算出金字塔高度的。如果是这样的话,就要用到三角形对应边成比例这个数学定理。泰勒斯自夸,说是他把这种方法教给了古埃及人但事实可能正好相反,应该是埃及人早就知道了类似的方法,但他们只满足于知道怎样去计算,却没有思考为什么这样算就能得到正确的答案。

在泰勒斯以前,人们在认识大自然时,只满足于对各类事物提出怎么样的解释,而泰勒斯的伟大之处,在于他不仅能作出怎么样的解释,而且还加上了为什么的科学问号。古代人民积累的数学知识,主要是一些由经验中总结出来的计算公式。泰勒斯认为,这样得到的计算公式,用在某个问题里可能是正确的,用在另一个问题里就不一定正确了,只有从理论上证明它们是普遍正确的以后,才能广泛地运用它们去解决实际问题。在人类文化发展的初期,泰勒斯自觉地提出这样的观点,是难能可贵的。它赋予数学以特殊的科学意义,是数学发展史上一个巨大的飞跃。

在数学上,泰勒斯最先证明了如下的定理:

1.圆被任一直径二等分。

2.等腰三角形的两底角相等。

3.两条直线相交,对顶角相等。

4.半圆的内接三角形,一定是直角三角形。

5.如果两个三角形有一条边以及这条边上的两个角对应相等,那么这两个三角形全等。

哲学、数学甚至天文学的重要贡献,使得泰勒斯的故事传颂于今。

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