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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) ^1 c l5 n6 l, c8 _
Q. F! h- v* l" 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)1 V# `4 _# m7 E. H1 ?6 Q% a1 }
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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)。)
; y% l' o; _" z6 `# [4 @( 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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(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。)* ~- G( E4 y. y) D
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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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* \( M/ K8 V$ b% t j(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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{/ o( u6 n2 m* P2 }【数学诗的欣赏与创作 大罕】
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$ B! Z2 T- I( U2 W9 `【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。2 ]7 A/ M3 V# ~6 ^7 J6 z
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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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黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。
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9 w, v5 S9 M: Q- R随后有三个注解加以说明。2 G' q3 C3 v H
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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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0 |, v0 x+ X: @+ h6 r8 B- L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。. B: V. r' L5 G$ Q6 u
6 C; `$ c9 d' x* M/ d R* N- c. B2018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。
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; S& v' n) w2 K# m: H$ } 三等分任意角
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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。”。: Y& h J/ ?1 }4 S
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“三等分角”是一个古老的数学难题。
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" I: M# f- k+ M 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”。2 @1 }! T- `9 w4 X- h0 x# G. U; R
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。2 H$ ?! S) q: i! U! e7 f
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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。”。
5 g; h. C) y: m2 ~ 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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# Q# I, X K( r 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 X0 R8 z5 m8 i9 V) D
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P) i6 w5 R0 a( c6 F @- }# } 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。
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3 `! A6 J7 N# R( m1 E9 i 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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4 [# J2 \) C6 o# z% b 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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; X" d2 W: |# ]2 |2 f6 e% ~ 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。5 w& h0 j7 Z/ s0 ?1 P
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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:6 p5 [; u m3 V
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。9 M [7 U+ U- b9 E; x* z8 Z0 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。8 Q+ ^" b5 ?) m
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; _; U( X: O) t
- K& a2 |- y; g 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。
" T9 j' g$ _: K( ^& v' L {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。}2 N( u8 r% f9 i" E5 ]* P
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 C7 n" d G, Y3 p2 K* q 只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。
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在今天,也曾经与活着的人讨论过。
+ b9 X) L# T o( j 例程代展。9 w* y$ O4 ?4 f2 C7 q# H8 T4 ]
程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。
. X( ~$ t" j/ r( K2 P 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。% W" x8 v' G7 N% u& k4 M$ d
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。
9 f+ |2 z0 `5 k3 u5 `) r# \+ I 程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。
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% i% |" N% M' k 还有李尚志。$ t4 ?$ m5 O( Q& h& P" X( o
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。
/ Y1 r; D# j. O0 e, Z- l0 a 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”。
- b9 u8 D- i' ^% @2 W 李尚志通过彭翕成在网上发表文章:
. \( U, T" m+ ?$ p2 N (别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)2 `& M* T- o5 F5 h' {
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
$ U; ^8 E: s5 ~' W, Y 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。
- y+ o0 ^0 t" m; x' G$ K1 U$ k 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”。
; R$ A5 B0 u( y6 @/ J- a) h; |" x6 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。' k# h. d! |4 U: M( P
_5 H; O2 [. d$ {2 F$ J) h/ ~ 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”。
# n( F* O- _6 d& L 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。4 d/ h( _) ^( D7 H, K
彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。. S( `: F8 w1 n9 o: M
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。”。
0 w9 D+ k8 r3 a+ 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。" |- q! g2 P z7 C& A
- X/ J( D' N% A 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。
1 E9 d3 l5 O& |' q 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。& T5 }. p4 s4 V9 o9 m# f
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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。* x) Y; H/ X+ a
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。0 x' D' p E( S8 \: H
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。* N( s5 l* G8 p( p
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附:4 ]' B- W. S6 ^ F5 e* N j
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(《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。)
& G& e2 ?1 `1 F# o: v张卜天:《几何原本》译后记:
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! ^1 `6 N$ |# \; |$ u【《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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张卜天译《几何原本》卷一定义:
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& q* I: X6 B" p. @& }) l$ S$ U) f# S【1 点是没有部分的东西】. u, {, i [+ P( h# A" z
- y- k/ W- m$ V4 r& Y6 c, u; h【3 线之端是点】
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9 {/ f8 D6 f h4 Q# ~8 y2 Y【4 直线是其上均匀放置着点的线】+ R: w' R, e- {( w0 K- u
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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? ^2 d; s& C D: o
% j$ w1 q5 g8 F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?4 r& s, W. Q( @2 z# P
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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。】) v1 @5 D6 [5 J
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【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】- _6 ^. b0 f- L- b9 R. _$ \
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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。
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' m/ x( G2 W, y. r8 R0 ^问题是:) n7 t8 X! t5 Z4 o1 X
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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?; b; o! }1 G# W6 S! |2 Y1 j( L
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" K4 v: q! f6 \! {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?)?, k( u# `9 T* k8 \" M9 c. e6 k
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