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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)
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+ }7 k+ Z+ {8 w; p1 \ \【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)# B2 P& f: G7 e7 |
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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)。)
3 ~. q2 g# i7 p' f* I3 Q( 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). m- c7 _; J* F# @
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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。)
0 `# w% n/ P& m# t+ \4 S2 ]; P% E6 l) ?: i
; m1 F- H- G' N(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。)7 p% Z8 x- K" Q5 e5 X6 U m6 P. Z
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(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。)* v, A4 v) a W+ S
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【数学诗的欣赏与创作 大罕】 # e, i' ~ a7 ?
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【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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$ _! g' s) h; }- o) n( |+ D一角三分本等闲,尺规限制设难关。
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9 G0 j1 p3 L7 \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。1 z5 }) X. ^# J$ }3 ~! f
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黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。
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随后有三个注解加以说明。) c# o- P$ h+ y3 r
! h( J: S+ @* z/ R; \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!9 |, R) S0 i. N+ r' F% g, q
/ y$ k2 f! ?/ N q, I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。
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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。】
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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。3 R$ h( [: X0 q) K
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5 d# g$ P# n. ~7 d7 U, v 三等分任意角
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% L" T' w; r0 e! T2020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。”。: a! }8 h% t/ g
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& `& ^5 U( F2 l4 i. Z0 K- G1 J1 _“三等分角”是一个古老的数学难题。
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4 A+ a+ g) h E" T, n 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”。8 K) ]/ U8 y: u
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。7 Z0 l6 `: U0 W
2 I, f* d+ o7 z! o+ s, b0 z 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。”。- i" Y! q+ i! E( }3 s$ F
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。)
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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。0 E5 C8 @' d3 k/ r; p' u* k* F
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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。! x* o9 \, t: O! B+ h# ?( R1 M
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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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9 ^" V( q" W/ c; ^! E 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。
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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。3 |9 z+ q% k! u- o
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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:: x, M! @% S2 F$ |# g/ ?
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。6 h7 y# ?$ |6 O, U* `& `
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。- v* H8 c2 S. ^1 i6 f& M) 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。/ [, R. o% Q' I$ e. w
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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。
. U$ u* n( o) C6 t; W5 P( D/ j# Y {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。}$ }% ?- q R( H" w8 P$ @) W
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。
7 }8 }; ?' B: V 只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。% U2 ]: o& e7 @/ d; D0 u* {0 R
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在今天,也曾经与活着的人讨论过。3 Y' X2 p3 |" p! U! C
例程代展。
1 a% N( L* G4 L3 D$ \ 程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。
! B7 @0 B3 _+ Q 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。7 [) k# g& C1 q' {: {! b# e
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。$ k1 s3 Y# I+ r' s
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。6 O5 R% i& @( u' Z
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还有李尚志。
, D$ T. _# s# |3 J' Z1 G0 x) | 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。
8 E3 W/ h' T/ b F 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”。$ x/ f/ {; i+ O0 V' [' G9 X
李尚志通过彭翕成在网上发表文章:
. T: m# U8 _* i. k7 p2 q0 F8 @* ^9 ^, B (别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)8 ^: T0 G; }7 ^% r" c8 {( ~
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
% }; W3 e" U& k; \ 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。; t9 D, ]( G# M9 u
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”。, t4 c$ x* q" ]1 O. {* w/ W& |2 {0 F
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。
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5 j' I/ c( G9 R2 \8 }1 z 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”。1 n ]5 ~! E- ]+ a) v
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。
0 V. c9 M4 q2 ]8 w; } 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。1 P' K/ G1 l6 P1 _& }
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。”。 }8 s5 X& K% R [% B) y6 O' K
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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+ E4 S" Z: D7 F# T8 z5 W+ K, E! y 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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( |+ {/ c2 T% r% J) @& C% ~0 G. v 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。7 D3 A8 B1 ?/ j% i. R' h1 R; _! G# R5 ^
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。 T0 `& O: q# P% O8 }2 Y/ ~ U
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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。0 g; X m1 I$ u
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。" \! L: S R# A" P6 E
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。% c7 N9 T/ o( |! I1 H# }8 M3 \0 W; A
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. T+ [6 Z2 _9 T% p9 d+ v* W附:
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5 C9 ?4 Q! F0 }- K$ c. T( v/ q7 E(《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。)/ J' R) M3 H: u! j$ E+ @
张卜天:《几何原本》译后记:
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2 L( L3 U% H# _4 \【《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;】
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4 z9 F/ F# w; s' H张卜天译《几何原本》卷一定义:& T$ Q: q% i4 [4 }* h
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【1 点是没有部分的东西】; m/ x! o. v1 C7 l# p3 M2 o! P) h. U
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【3 线之端是点】
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【4 直线是其上均匀放置着点的线】- }4 K/ ^9 N4 b" Z* ]0 ^6 ]$ R
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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?
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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?) Q' c% `* n" j0 A2 x, @3 P* l
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张卜天译《几何原本》卷七定义:
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【1每一个存在的事物凭借单元而称之为一。】
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: ?2 s* H+ x l) ~* p0 u% B4 I& k【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】
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3 h) V! T# W1 y6 z. V& {
2 ?9 }% e! u P4 ~( Q# n* m; M
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。1 g# J7 T7 [7 ^' l+ W# q3 o
5 y# F$ _2 G) d2 o9 L8 S+ k! }
) i* X$ Y: v7 A4 Y1 |) R e' g8 M
3 K3 K$ u b7 F W. _, T( {! P问题是:
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* s" t1 F% O1 F5 E5 ~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?( \2 a, r3 J, x9 h( M) W# F! e" P
8 n4 L6 f; A, P3 Z3 o% {****************************************** q* M. P, W' e5 Q+ W9 G
- G7 R/ W( Z. M# i- x/ l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?)?
6 Q7 n5 g) r& m
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