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【不懂逻辑和公理化思想,你的几何白学了?】----------(刘 钝 汪晓勤 王哲然); I' c" {% w! R
+ r8 k3 P' s- K6 K% e【让几何学精神在中国大地生根|返朴】(2023年07月27日 20:02 新浪网 作者 中科大胡不归)# [' t; l- u) L+ |7 g
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( 一个成功的公理系统应当满足三个基本条件:一是独立性(不能多),二是完备性(不能少),三是自洽性(同一系统不能存在互相矛盾的命题)。)
8 K8 Y& A. K; N3 \; R( 本书译者张卜天学养深厚、著译等身。他翻译的书多可归入科学与西方现代性的起源这一范畴,这一次他的致力算是最接近西方科学的源头了): Y, k& L0 r* u" `$ Q
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**************** 本文原为张卜天译《几何原本》(商务印书馆,2020年7月)“刘钝”所写序文。****************
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(为什么会出现讨论“三等分角”的情况? 1:很多老师会告诉中学生们,数学中存在“不可能”的内容。 2:“三等分角”的“不可能”是用与数域扩张有关的数学理论“解决”的,提前告诉学生有“数域扩张”这个数学内容。)2 N$ k' F; `# v& v g0 I2 e2 |
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(数学基础如果是“完美无缺”的,这种数学基础也恐怕等同于“死亡”。如果没有在数学基础内给出新的东西,中国就不可能获得数学强国之称,中国只能是别人所给出的数学基础框架指导下的“技术员”和“打工仔”。所以,在数学基础领域内“找漏洞”这是一项必须做的工作。)
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% h+ b( }9 a/ k3 \(需要认真观察“解决”“三等分角”是“不可能”的历史和证明内容,找出当代所需要的数学基础内容。)3 p' V/ _* K. b+ T4 }
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【数学诗的欣赏与创作 大罕】
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: {4 B* S( g* @% T【李尚志教授在《湖南省普通高中课程标准实验教科书选修3-6》的章头写了一首七律诗《三等分角与数域扩张》(p75):
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一角三分本等闲,尺规限制设难关。
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0 p; R/ v4 A& c5 F8 @- W1 Q几何顽石横千载,代数神威越九天。步步登攀皆是二,层层寻觅杳无三。. Q7 z* q @+ X5 Q& l& i2 n
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黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。4 b/ B8 y2 M% u+ W' v
6 \9 @. I2 u5 {; @. I( C! X随后有三个注解加以说明。
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2011年左右,有一个网名叫bua1s2d3的网友(他是上海某大学的一位老先生),揪住李教授的这首诗不放,写了题为“李尚志对中学生们不负责地写下了的一首数学诗”的文章,散发到许许多多论坛里,以及寄到一些数学家本人,说“李尚志通过这首诗以及通过他所编写的教材,每年向成千上万名中学生们讲述了一个有数学内容的“皇帝的新衣”的故事”,来误导学生。所谓误导,是指李教授在数学诗里把三等分角讲错了!. B& J. [; w4 a( }
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风波在后面。很不幸的是,2015年,刘培杰主编的《数学奥林匹克与数学文化》第五辑中,“读者反馈”一栏收入了buals2d3的这篇文章。激起了李尚志极大的反弹,认为刘培杰是站在反科学的立场上,才支持这一类似于“鼓吹永动机”的文章,并且认为发表这篇文章是“为百家争鸣提供一个平台”。而且,凡刘培杰参加了的微信群李教授都要退出。4 ]' r7 y. K* N2 k+ r, A
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2018年元月出版的《大罕数学诗文》一书的“编辑手记”里,刘培杰写道:“由于考虑不慎,把一篇不应录入的文章录入进来”(p329) 这事才终于翻篇。】 . V s2 \ C' m2 K
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只要中国还想成为数学强国,李尚志永远翻不了篇 。因为只有给出数学基础领域内的东西才能成为数学强国。“三等分任意角”恰恰与数学基础有关。5 h6 C1 r. l) \- k
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三等分任意角) Q5 R* W0 m O1 `3 S% z9 U- u
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1 D* b1 Q3 b6 v9 l3 X3 A; A2020年9月16日。李尚志在石家庄二中西校区说:“数学的最高境界是简洁的逻辑美。”。0 G6 s( q8 S; z" W$ e1 F
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“三等分角”是一个古老的数学难题。
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5 a/ X( i) z6 g2 }- l 华罗庚对“三等分角”的讨论作过一个“说明”,华罗庚通过“说明”告诉人们:“用圆规直尺三等分任意角是不可能的。”。华罗庚用--------“用圆规直尺三等分任意角就如步行上月球一样不可能”--------来强化华罗庚他的这个“说明”。
& S# c0 Q9 I1 P( g, h 也因为华罗庚作下了这样的结论,被人们误以为:“即使华罗庚给出的与‘三等分角’相关的讨论仅仅是一个‘说明’,可以说,这个‘说明’还是强有力的,不可辩驳的。”。所以,对关于“三等分角”相关内容的辩难在中国数学界内是不被允许的。( B& @' Z$ Y7 z: _
( }: G/ F: l$ ^5 P) O& e 在“说明”中,华罗庚告诉人们:“两根线段相乘的结果是可以用圆规直尺作出来的。”。
& W% G* x( Z) ?. T9 m( t" V 怎么样能够作出图来?华罗庚先随意给出一根线段,并且设定这根线段为单位1。然后将两根已经给出的线段与作为设定是单位1的线段组合成相应的比例关系。通过这种比例关系作出新的线段。这根新作出的线段就可以是两根线段相乘的结果。( 1:a=b:ab 其中1就是随意给出用作单位的线段,a和b就是已经给定的两根线段,ab线段就是给出的结果。这里,要作出一根作为结果的线段需要多个作图步骤,几何作图的作图步骤越多,误差就会越大。)6 ~$ t: V; v" |, {3 i! C& i
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9 o3 r: Q9 R' j; x1 M0 q3 y# C 其实不用作图就可以给出两根线段相乘的结果:“令两根线段其中的一根线段是单位1,则另一根线段就是两根线段相乘的结果。(任何数乘上单位1的结果可以是这个数)。”。精准零误差和简单。
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0 s1 z$ w) w; ^8 T: O. I 人们追求数学运算的结果精准和推导过程简洁。所以,华罗庚所给出的作图办法不怎么样。0 T6 F* D2 Z# M; T1 |4 J' g
- h) Q. A' V" R6 _ 华罗庚在“说明”中是这样说:“如果某一线段的长(某一点的坐标)是由已知的线段的长(或已知点的坐标)经有限次的加减乘除及开平方(指开正数的平方)后得出来的,则此线段(或此点)一定可以用圆规及直尺作出来。”华罗庚的这段话也就是通常所理解的尺规作图可能判别准则。华罗庚的这段话没有出现突出强调“设定一根线段为单位1”是必不可少内容。但是,在实际操作作图时,基本会出现“设定一根线段为单位1”这个内容,否则很难作图。
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华罗庚一方面设定一根线段为单位1,另一方面又作出任意长度的线段。华罗庚试图用线段长度之比来确定“数”,以此作为“说明”的材料。$ y( y' h4 l h( u7 E/ }
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华罗庚他是在实施混淆不同概念的操作。因为任意长度的线段它不表示是什么数。华罗庚需要解释的是他所理解的一定长度的线段就是单位1这样的数的设定的合理性。: {# {* q7 q: `0 _/ c: X5 ] I
, n. L2 t* D7 f( s: h 可以看到,在“说明”中,华罗庚所给出的作图办法中有一个情况:【如果给出了不一样长度的线段作为单位1,华罗庚“说明”中所给出的线段ab的长度也会相应地起变化,这里看不到数学的确定性在“说明”中的体现。(已经给出的两根线段的长度在欧几里德几何内是唯一确定的,那么如果有两根线段需要相乘,它们相乘的结果理应是唯一确定的。)】。
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可以观察到:
% z x+ K6 W4 B; ] 华罗庚在处理二等分任意角时理应施用以任意长度的线段为出发点。3 J9 Y3 Z1 |. [6 x9 O
华罗庚在处理三等分任意角时不得不施用以设定为单位1的线段为出发点。
Y' y4 x G# t! K3 Z' Z 在处理所有“等分任意角”问题中,华罗庚必定会施用两个不同的出发点来作图和论证。这是华罗庚回避不了的。& L8 |/ |( }6 Z. y" @5 e# o) z, L7 [
% Z/ ]$ l% E8 T7 A2 P 混淆不同的概念和对数学确定性的认识不足是华罗庚讨论“三等分角”的硬伤。: d7 X* w! \* y6 ?6 i( O
{也许有人对此言论表示不屑一顾。华罗庚只是接受了别人(甚至是许多世界著名的数学家)的东西,以此用作“说明”。华罗庚举出这个例子说明用代数的方法解决几何问题是很好的办法。}
% f2 k( Y7 j7 D% ]1 ]2 u 这也是在学术讨论中,需要不需要和会不会主动去独立地思考已经成为定论的学术内容。' y- \6 Q2 g1 o
只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。: M5 n% O N! N( ~6 K
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在今天,也曾经与活着的人讨论过。* o# R* Q/ q3 A7 `1 i3 ^
例程代展。
! N4 s+ a( W' w9 M7 U 程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。
8 R& ~8 P' R ]+ U, r! q7 W 程代展称继续研究五次方程根式解和三等分角的人是民科。民科冲击正确科学知识传播,(民科是)赘瘤。; o: V4 g, B+ S; {; Q! G3 l( }
程代展豁命放胆“愿为真理轻荣辱”。很多年过去了,程代展的命还在,东西却没有豁出来。5 I3 T5 @7 a# i. _6 C
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。
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! x, G# m9 M, o8 j3 U$ B 还有李尚志。! {+ C! m8 Q: T* u# q0 D
李尚志曾经写了一本书-----“三等分角与数域扩充”,也因此写了一首诗。1 J+ U2 [* ]0 Q' M! l
哈尔滨工业大学出版社刘培杰总编辑出书收录过“李尚志对中学生们不负责地写下了的一首数学诗”一文。引起了李尚志的“反弹”。
- W- B8 X3 P% S- o. [! s8 s 李尚志通过彭翕成在网上发表文章:
1 p W8 a8 x2 z) t, Y! D$ X1 L$ b6 K (别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07) P; J; S1 F$ L; c0 d
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)" |. n( i1 r% F2 B2 g
李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。
2 H' f8 o% @9 F4 ?0 l u0 ^ 李尚志一会儿说:“三等分角不是李尚志解决的,而是伽罗瓦解决的”,一会儿又说:“而是伽罗瓦的理论彻底解决的”。
4 T3 x6 H. t \7 M" b) } 比较李尚志的“伽罗瓦”和“伽罗瓦的理论”两个用词。李尚志在混淆使用不同的概念和缺乏相关的数学史知识。, Z* d# I3 K e1 R) Q+ b+ W
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李尚志还说:“杨修猜破谜底……被曹操杀了。杨修不明白……自己找死”。
, K1 c, [. J1 s7 x 批评李尚志一诗的作者与彭翕成在华东师范大学内作了简短的交谈。
5 U5 {1 |$ I- U3 v ?5 s( i% s' t 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。6 a9 V, \: |# _' }
李尚志说过:“假如在学习奥数的同时也学到了对伽罗瓦的质疑,甚至变成民科去搞三等分角,虽然还不是黄赌,但也是中了毒了。”。; `! ~9 b4 F5 ~- y% |
在三等分角问题的讨论中,彭翕成的公开道歉说明了李尚志对身边的人(彭翕成)都说服不了。
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李尚志是华罗庚学生曾肯成的学生。也担任过中科大数学系系主任。
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李尚志和华罗庚在处理三等分角的问题中混淆了不同的概念。李尚志更是缺乏相关的数学史知识。. J" r# Q2 l. }
华罗庚、程代展和李尚志缺乏相应的文化素养,对伽罗瓦或者伽罗瓦的理论(包括他人;甚至是前人)所涉及的内容作不出独立的分析和判断。三等分角还是需要继续独立地作分析和判断的学术内容。
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, ^8 J1 m9 k2 Y8 a 中科院最近成立了中科院哲学研究所,这是一个可喜的消息。
1 v5 g: _/ D1 o$ a8 g( G2 C9 w. u% o 希望有更多的人继续关心尺规作图(包括三等分任意角等)的讨论。
: ]' t3 d+ @. z3 N; @+ o 也希望在进一步认识以往三等分角的问题的讨论的过程中,提升我国数学界的数学素养,为我国提供有用的数学内容。
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; S! j* g; |2 t(《几何原本》是古希腊数学家欧几里得创作的一部数学著作,成书于公元前300年左右。)7 l" F1 `4 F' u, h
张卜天:《几何原本》译后记:
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【《几何原本》在思想史上有双重意义。首先,它把新的严格性标准引入了数学推理,这种逻辑严格性直到19世纪才被超越;】+ l V* Y- s |7 |$ S/ C
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, N0 y" a! _# ~- k; D0 U% i2 T张卜天译《几何原本》卷一定义:0 N- r2 L2 B8 ]$ j
$ P$ b* f$ X2 M5 I7 z2 K【1 点是没有部分的东西】, M& @8 `' J, {* k- S
K+ X7 f: `5 x, T3 O3 A
【3 线之端是点】
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【4 直线是其上均匀放置着点的线】7 q5 Y$ @5 Q4 i( e6 @$ j, Q* ?
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+ A6 x8 D+ N. r/ o问题:仅有的两个“其上均匀放置着”点的结果是线段、曲线、直线还是什么?
3 g+ D1 u$ @; Y/ I$ E1 L. H3 x- u# F" ~0 T5 `3 W
线是由点组成的,但是点从来没有明确过作为线的单位(单元?)。一根线段的单位(单元?)是合理给出的,或者是随意指定和特别指定的?
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张卜天译《几何原本》卷七定义:. W" W0 b4 x. u, r' R O2 A
* G, d* A0 G& U5 d# D' M【1每一个存在的事物凭借单元而称之为一。】
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【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】
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张卜天译《几何原本》卷7第16命题中讨论了两个数相互相乘的内容。' W. K5 J9 a3 I+ ^+ E5 M7 E- o6 C
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* D0 z/ t- t0 i8 k1 a问题是:
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在讨论中出现了A、B、C、D、E 五根线段。作为单位(单元?)的E线段是怎么来的?* t" a! m" y( ^; R( r7 r0 q3 f# z( J
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& W$ N& f# h: P在平面几何中,什么样的几何图形能够作为“线段”这个几何图形的单位(单元?)?
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