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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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( [& v9 ^" \. N. I, T S+ S【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)* S! I/ U/ P! [3 w
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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)。)
4 m; y3 J% s0 ]( 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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0 P& D2 X" x6 ?/ ~+ P) N**************** 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。)% r p. G8 s$ i; r
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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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(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。)$ G- c* m5 V$ u2 u7 g
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3 v) \! d+ R) l6 L: y! K8 m* ~【数学诗的欣赏与创作 大罕】 E' w3 ~! O7 Q) O; m' R4 V0 G3 P
7 h7 D0 H1 T' k( A9 ]【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):! Q' Q$ |% ^5 e- L9 c3 t
' I* n# ]7 ]* h5 [; l w一角三分本等闲,尺规限制设难关。
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9 t: @" W0 b1 T2 B+ ?( W" L+ e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。; A% o# k6 M2 ^5 E2 @; r& B
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黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。& [- _% E9 B0 h; e6 M7 R
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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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' M. `: \! L7 v( u3 F l q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。" x; f8 C B9 k: X) o/ v y
V! _) \; \4 r% K) ^2 v2018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。2 G, j" p: `0 m( }: x2 G9 V" W
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, |$ u& Z' `6 R' ] 三等分任意角( n+ a ^/ T2 [* d
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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。
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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”。
- v7 M% B; D) D/ x% G- |, C 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。 y& }. R) w$ l1 X0 T( h
7 p) t( k: _' L 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。”。/ l$ ?# z* R3 P
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。), l, |' e0 y: f3 [3 u
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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。) e _- i8 p5 I& i
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1 e' \7 T& Z+ F. v* s 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% E& Y. D6 O8 x* @4 U
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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。/ n8 m [2 w1 U& J8 Y% a% ?3 T
8 v6 ]" f" a" @* J" c* Q0 { 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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+ {4 f1 d2 f! y" 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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. R0 I9 \/ W% G' m0 N 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。)】。9 u' C0 |, u& [: R
7 Y% _) p! V4 u2 {2 s 可以观察到:
. _- l3 e7 f1 l 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 f. @" M: V6 A' C/ N/ d# 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。
& Z# s" k5 D3 K: n 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。# h7 s: }' B1 x1 R
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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。
% c2 f3 }* z+ R2 G8 N {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。}5 K, q9 a) j# \4 m( T$ v) T! S
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。9 _! a# W! I$ B/ @! Z
只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。 U, z, h' i% F
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在今天,也曾经与活着的人讨论过。6 I# G7 v! s. k9 g. V9 T
例程代展。# y9 }" e5 ^7 S8 a" L
程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。) H0 V( J, m" y `8 v. D7 V; 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。
7 K3 N# S v8 e) {0 C9 w+ R 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 K! U: k6 }# }
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。
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7 W: N( ?% F' T7 v& P. I 还有李尚志。
, W O: Z: E6 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。- N" D' s0 k$ L ]& L! ^$ 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”。
: b I% ^! z/ D5 S- K* Q 李尚志通过彭翕成在网上发表文章:
! q) D' k" q, W (别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)1 x% _. M a$ b) j2 g1 q7 n0 [& E# p
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
: @% ]4 \* ^4 o 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。" \2 ]+ ~$ [; y# x% w9 {1 a
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”。# R0 y! O |, Z' a K$ ~, M2 E$ }
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。$ I) M& w/ K$ K
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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”。
# f5 `: a. N4 A6 _ 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。
) a1 o0 M9 b! ?& f. m0 w2 _ 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。
( A1 ^& \/ {0 V7 c, g 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。”。
6 t7 u( Q" u$ B! j4 T# @9 V# z 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。( y/ I8 X+ X) c
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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。3 ^: J% _' F1 r* H$ i# }4 T! _
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。* A, Y+ p' T. w- n+ K3 L
0 C& s* O# t* L 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 i/ ^8 t( n% ^ 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。
% O& T3 W% W9 B% m! K7 X# P 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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% l# u W) E) t7 M+ |# G附:
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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。)
# ]) X/ ~; @5 o6 m5 Q# p' h [张卜天:《几何原本》译后记:2 |4 A1 W2 W$ Z) p& l2 n& ]; T
5 a, I: u% t/ J/ v
【《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;】7 @6 }! ]6 ]& f% Y' V' L
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张卜天译《几何原本》卷一定义:# m' y) o% Z6 Y
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【1 点是没有部分的东西】" }" l' U1 Y* z/ |0 A
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【3 线之端是点】8 w2 ~* e. }+ X7 ^
v# w) T6 ?) F) }
【4 直线是其上均匀放置着点的线】
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5 \- J& M, G6 `+ r, k/ J
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?* c$ Z6 J" u6 v5 d# ^
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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?
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6 u* B/ F3 F3 s( E! i张卜天译《几何原本》卷七定义:
: h- K. C5 y3 z8 |) V$ \
, W% \9 @0 u; m, U- ~【1每一个存在的事物凭借单元而称之为一。】! O% F$ S# n# c$ t* O0 _
( ~, \! R4 g3 N+ T0 N* K【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】
! ~& E/ _2 r. p
% g% E( x5 O7 M' ^. G( D- n* Y Q- g- C
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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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" a, N1 e7 P; X c8 _6 b! d: J- u4 S1 \2 ]8 d" R! n
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问题是:) H, R+ q" Z/ \! R: S
# w6 ?" d3 d& T2 V. T0 z+ k5 h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?
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1 y7 I/ C& `: w4 [8 C H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?)?9 |& ^: }4 _0 _# I6 [/ a7 B, _
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