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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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5 D- v" s: P% @% d: V3 ~2 b1 h2 K8 \【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)
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% E+ {. H+ d2 i/ e( 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)。)+ v# D7 F" d q, I: a' `: T
( 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)
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# z( ?- G4 G, g' \8 L**************** 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。) Q% ~- \& n' j2 n( z% _" o, i
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' |) m. L( i' x3 ?( l(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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1 H5 }% Q9 O9 F+ m- c(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。); Q. X( l1 H& \( e6 b E _9 x- K4 W
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【数学诗的欣赏与创作 大罕】
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# j- P( s# S% z' L+ ]. ^. P% a) B【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。: p/ P9 z; C9 _
& k7 ]% m1 Z2 Z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。
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! w' Q8 U2 M# N8 k: z/ H; y/ v黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。. z3 f) E- Z: o( b# C# F
, X! M7 ~+ P M; V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!
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5 `( q8 g6 W3 {, ^1 K6 w; w# ], C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。 `' m3 R# g8 m/ U3 Z+ C
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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。】 ( D3 |& [8 d9 @$ ]
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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。- U* a' |& W( {7 L* j0 ?
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三等分任意角/ Y) X6 X" {) }2 X w$ S; w3 ^
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2020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。”。
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“三等分角”是一个古老的数学难题。) ?$ F; \. F: p9 [/ C
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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”。
* h5 S( P. p8 S, Y9 l1 m* Z# f 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。
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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。”。% \% b5 H& ?5 G
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。)! S4 ?9 k* H' K
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2 M6 T! m5 z! i7 a! P 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。4 ]# o' t" R& [
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c, J6 |6 `$ r6 f! q 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。+ Z# m2 {5 [# M( O+ n
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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。6 u! j) C$ Y9 x9 g# M. O# o+ K- k
e) l- f% M: n" n+ G q 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。! n. s; ^/ k7 g( l( y. H4 B
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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。
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?( f, P3 O& w 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:' x5 E o& W( @4 V% e- _! W5 v O3 H
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。
" S0 t$ s# J. L$ ~1 ?1 K 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。5 ]/ \0 }( {; }) {4 r9 _( P
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。$ G+ T h) ~: {6 E
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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。
$ ^6 k" T- e8 I5 c6 h {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。} R0 n5 G) o7 b! i/ V& z F% d
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。
, n. F. U4 Y" V; B 只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。$ U8 f! u' Q3 _0 D7 g) }
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在今天,也曾经与活着的人讨论过。
: z. w4 L% H; \3 m0 X. |# d* S6 } 例程代展。0 |* j+ z9 B' K: J
程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。
4 w9 }! P, S1 ` 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。
& H2 S3 m$ b5 r6 b8 [5 f" y 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。1 C9 R# A/ r# W- c% j& n
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。2 V& G+ H' H$ Z/ q0 F0 a2 ]
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还有李尚志。! o: V3 B* H0 w' I# A7 z
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。
' e; ?- V' G$ 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”。
: z, b k/ A0 A. p, l& q5 g 李尚志通过彭翕成在网上发表文章:. \# ?2 k' P9 K1 ?: _, x( X
(别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)1 H5 }- A# v6 o" l
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)$ o! K2 }5 h: i3 _5 x" _0 L% Z
李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。
0 [' \ z u8 H 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”。
/ F* B7 A7 @3 a+ F# P8 C 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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+ d8 i' {6 e9 x0 t# q. e5 J6 s6 \ 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”。
$ f% P* L# q+ p" Y9 g 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。
% r2 l( o1 U1 M. F( s 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。( U2 D9 R0 a" b; {7 Q* P
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。”。
$ b2 p" p4 S& X6 ^5 U4 b 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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. y4 r2 p6 G0 n( F4 w/ l 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。
. e+ Q% X! Z( ^. C 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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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。
- V" t1 E6 ] \7 W, X m 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。
- V# D6 `: _9 B0 a0 e+ z! U4 G 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。# Q8 K; Z. |$ m; F' h
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/ P3 ]6 y3 L* ^* P( X1 A: ~+ R附:
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. t, O2 S5 F& D2 e$ l4 H0 g) q(《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。)6 g) o' n% g) v' b& P/ 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;】
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; S1 R) X% a, R2 W' j( N张卜天译《几何原本》卷一定义:
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【1 点是没有部分的东西】
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/ f& x8 K3 O7 k& _【3 线之端是点】4 P. ~) V* M3 s& ]
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【4 直线是其上均匀放置着点的线】, N3 c# h3 H" u2 |4 c
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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?1 S+ S3 y' ~7 ^' p& N( M( ?
2 ]- y+ H7 R0 \6 |0 e0 k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?0 a% N3 u7 O% ~7 E1 Z
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张卜天译《几何原本》卷七定义:
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# I5 z* @; y- {' d' S【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”。】" \" ~# I% ]* ?' O) c* g# P
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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。/ J7 p8 A3 `- w+ t" J1 n
8 L, [# |# y6 Y& z4 X- d1 u
' x( C; }2 L+ [+ w: I \$ D
4 N9 L4 ?3 @3 }, J6 G9 _; e: ?8 a问题是:
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( |5 y3 T9 j2 Y/ n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?8 _; E: q0 p& D; [/ f
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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?)?) A7 [9 A1 n0 R3 M3 Z6 U) k
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