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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)/ Q' L# m4 p! ~ g
/ o* w4 |7 P3 [5 [9 I% k$ q【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)8 v& @9 \. G* O& v$ h) f. Y' E
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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)。)! T) w" ]4 g9 U1 D* Z G! ]1 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)
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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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( Z0 |9 E3 b# v- M8 N% a4 O% C (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。)
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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。)8 t6 s$ K! c# N3 ~) ?( ]
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6 Z! t$ c, ]% g( ^; C2 F(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。)
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, N+ |) e& o: v: r8 C; O D K' s【数学诗的欣赏与创作 大罕】 0 q+ d0 v2 t/ B+ E& a
- X# S, J) A; P" ~8 }# f: o+ T$ u【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):" f. M ~+ q) G u( K# ~
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一角三分本等闲,尺规限制设难关。
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2 ^! x$ V) \6 M7 Y, o7 a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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; ?8 d4 C! Q8 _2 N/ e# [9 A8 @黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。0 P/ P& {" b( a/ r8 k
7 Q% r% B0 K3 C4 n随后有三个注解加以说明。. C9 ~$ v: C7 {6 t! f
# I; ~* j2 t3 A2011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!/ H# m" F2 n( C5 g
* @1 ]4 v/ O+ T0 g* G" d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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2 h5 v. _ F+ r m2018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。- O4 b" }% a; v0 u) c t. G- L* b
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三等分任意角: t# `4 @) w( V% |4 D
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' }6 Z) _! C3 M2020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。”。8 o% ?" a/ r4 X$ m# M) `5 E# h
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“三等分角”是一个古老的数学难题。
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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”。
/ q7 L* a# C5 d 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$ _: I3 r1 n5 y
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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。”。& Y0 P9 y: V n
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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0 A' G9 M% G3 \; i% M) f 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。* n: r0 Y! O$ m
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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。" T- j. G! g% V. y
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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。& \. Q9 v5 z/ R" W9 g9 M2 x0 U }
9 S5 U+ }7 X+ _& G J8 }% K 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。5 b9 [5 l# D) n
/ U \8 @, k/ `8 U0 p 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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1 c' u& v# D6 i6 o9 _9 [0 g 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:& B& A- V7 o: i% U+ l# Q5 U
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。( X$ l# C$ [1 j1 y' {6 D
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。' N+ q3 O. m+ w" _
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。8 D k. f7 ?3 O- B
4 _5 |$ w8 z+ v+ a. M 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 l4 o) ^2 _" F' t+ B7 U
{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。}
4 Q( Q1 p- F5 q8 W4 ~' 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。
! |: C5 v; Y. u. B9 x 只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。6 E) W3 q- @7 `$ g8 v
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在今天,也曾经与活着的人讨论过。 y' u6 u. F! i {' f9 u9 G
例程代展。
7 a7 X1 J! I3 ]& D, O3 N. e* |5 p 程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。
3 O5 k2 j* n3 W% {/ F! z, g 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。' v& K7 w: S/ Q4 k* O# o
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。( u" }, S0 a7 ?) u1 {1 M
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。5 ]9 P f% l" Y b6 J( A
1 e1 k( F$ @8 Q2 f 还有李尚志。+ v5 ^! c' ~5 s* \
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。9 e$ E6 ] d3 o, I
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”。9 @' F3 o* [; m' k
李尚志通过彭翕成在网上发表文章:
4 C2 E, T. O% j) p (别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)' c' @. P1 Z; j5 e6 a
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
$ y% J% f9 g3 T: e4 [' T- f3 J 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。( U6 @& H$ y& p
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”。 o* b! _, ?! R
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。- r! T8 V. O& L7 s9 y/ z) y( N8 F
5 q9 p: Q( T; o0 l; O, R 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”。
# a# D* V9 D8 [& f! l9 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。
' f5 |, v& X2 O 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。
$ t# O& t, d/ f1 n9 U7 f% t 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。”。, z3 u0 o- d% E- O& h
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。3 q" N! N/ N+ I; w0 L3 [+ A
4 C0 d! Y r; G, I 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。# _9 Z& T# S/ ~. E
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。+ ~! Y F; }% G
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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 V, C u$ \! O# e1 d 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。
' N+ _+ j( {- n 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。+ y/ x" _3 e2 b/ J1 |
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附:
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' }! C# }* j1 Z) w% [! z. @(《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。)
" O0 F5 Z9 b B, K& Y% Y张卜天:《几何原本》译后记:' r( E5 C2 e$ f) Z
@& H* T- m7 e【《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;】1 y2 X1 m# k/ F: h) A8 [& j4 T
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张卜天译《几何原本》卷一定义:8 k7 N$ y0 p4 k9 ?' [5 R% h, J
$ C$ p* W8 e% [/ y4 L" u【1 点是没有部分的东西】: M$ Y1 h6 V( P2 a, g% [: \ ^( P' n
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【3 线之端是点】4 W& p5 n/ C0 N4 _- |9 R' D+ E
1 f7 O/ N3 a5 i h, z3 u; C【4 直线是其上均匀放置着点的线】5 p' R- D% o2 }* A9 N( a( b5 k
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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?/ r+ |4 E( @2 i
- k7 |( @: g W7 m1 B: U* d- x) j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:- x1 X( X# B i5 r* }; T3 k! L
& c9 T) r& t; _* V+ m$ S【1每一个存在的事物凭借单元而称之为一。】1 a# Y) K& S3 `' a; @& C
, D# |; H5 z9 s! r* p; h【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】% T1 {6 a. ^ y5 N( _0 ?/ x
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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。0 ]2 k9 h4 ?1 O. X( E+ U
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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?9 u" T e. O% c3 q9 T. x- ]
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7 D* m& v! r) ?8 f b5 a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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