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毕达哥拉斯学派与万物皆数

 彭老师微课堂 2021-06-24

毕达哥拉斯(Pythagoras of Samos约公元前580—前500)是希腊论证数学的祖师。相传他在今意大利东南沿海的克洛托内(Crotone)建立了一个秘密会社,也就是今天所称的毕达哥拉斯学派。这是一个宗教式的组织,但致力于哲学与数学的研究,相传“哲学”(希腊原词意为“智力爱好”)和“数学”(希腊原词意为“可学到的知识”)这两个词正是毕达哥拉斯本人所创。
毕达哥拉斯学派的成果很多,一般认为欧几里得《几何原本》前两卷的大部分材料来源于毕达哥拉斯学派,包括西方文献中一直以毕达哥拉斯的名字命名的勾股定理。尽管人们将许多几何成就归功于毕达哥拉斯学派,但这个学派的基本信条却是“万物皆数”。
毕达哥拉斯学派所说的数仅指整数,而分数则被看成是两个整数之比,毕达哥拉斯相信任何量都可以表示成两个整数之比(事实上,这也就是我们现在所称的有理数)。然而毕达哥拉斯学派后来发现,并不是所有的数都可以表示成两个整数之比,由此引发了第一次数学危机。这一事实的证明,最早出现在亚里士多德的著作中:根据勾股定理,若正方形对角线与其一边之比为α:β(α,β互素),则有α²=2β²,故α²为偶数,则α为偶数。设α=2ρ,则α²=4ρ²=2β²,即β²=2ρ²,则β必为偶数,与α,β互素矛盾,故而这个数不能用两数之比来表示。毕达哥拉斯学派“万物皆数”的理论是有漏洞的。
这个证明事实上给出了根号2是无理数的很好证明,而这个证明也是我上大学时第一节《数学分析》课上老师教给我们的,而这个事情也提醒我,太多想当然的问题,我们都该探一探其道理何在,问一个为什么,也许我们对问题就会有更深刻的了解认知。有兴趣的同学可以自行证明下“根号2是无理数”这样一个命题。

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