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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). i% t/ c; P2 K( b1 g
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【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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( 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)。)
: S( D9 ^- K6 J* T1 @( 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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2 {( n+ c( {# i0 E (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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: }) W5 P8 g0 e5 Y" ~3 c(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。)
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) P, U' K( x) J/ v$ G9 t9 }【数学诗的欣赏与创作 大罕】 8 e: c9 E; F( j4 x0 a l
$ \$ m. n; x) _【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。
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% g( x; c! K, o- M6 n% v; a1 r& 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。. R7 B5 v8 z# K) k0 l
, W; q9 I2 L' W! O6 G4 Q黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。
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. F3 [6 H+ C8 v1 [4 g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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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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1 I. b: Y0 T2 f2018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。】 - W8 y7 }- k/ S( ]4 L8 F
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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。! l# _- b5 _: W9 j' D& s% |' h
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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。”。
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3 K3 n: ^( Z: v8 c“三等分角”是一个古老的数学难题。% G0 v7 `5 U1 k& l7 E6 h3 p+ \
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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”。
# @& X& M. s; `3 j4 B4 Z( F+ k 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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/ [, `, W4 |6 x, \( y# [% B) A 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。”。1 M: t5 F6 I5 p# f- x4 e- t, y
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。)) L7 k* Z% B, D) W" Q. ^- q
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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。
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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。0 x7 T4 j, ~& k+ F8 M [% g
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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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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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* [5 T% s6 d! J# ~$ D! q 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。* `- `; |* q. I/ ^
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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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. f4 z0 I& k+ i; ^; V5 ` 可以观察到:
0 i' l F5 N# F/ b7 m& D0 E' |% r 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 A* M* y1 L9 y+ F, Q' x+ c- 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。
( B T3 _/ P: b9 S 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。
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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。: i, f* N! q& F/ _7 j6 Q8 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。}9 P- I, k9 i( |. m% K+ |# h v' a
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。5 j# h: M! ]# B$ o; S9 W
只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。+ G+ E: B9 z2 N$ e1 E* p
- H* S s! B/ p- ^% P: [, w2 E 在今天,也曾经与活着的人讨论过。
5 f6 y& k: g8 [/ j8 Q, | 例程代展。6 E% o* _7 b3 B( S
程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。) P5 z# a9 K l% J0 q4 C# }
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。
9 _, p0 r; u5 M( F' y; a9 ~2 | 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。/ ^( V2 e% ]2 H
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。2 j" m0 w$ N1 E$ ?1 v
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还有李尚志。4 p/ r" w9 m+ F0 u: a
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。1 _: Y% \1 F5 B( T
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”。5 H' w- ]' p0 N# W; n' h' o! c' f- V$ F
李尚志通过彭翕成在网上发表文章:
+ k: l b/ E# u (别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)( T0 M7 Z3 S4 e' A( f) I- H1 Q
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
1 G9 P# _" {2 f6 q7 ]% S9 W 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。
* \' ~1 [# p8 i 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”。# @/ J4 t* Q* M+ _8 @! D+ h, P! M
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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1 r* u" m ?" M8 D B& n# d j 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”。6 D- Q! \ e% \
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。
6 x1 z/ Q# C F3 U$ s 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。% {' k" m! h4 c# `) 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。”。6 e [$ ^' X s0 ?
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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5 E9 R+ A! Y) r% _# K 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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$ }% {- e- Z) Q 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。
& l' R& D6 e7 B' S 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。6 y+ J" U! Y' w# x. t! y- V7 C
2 Y+ M/ e( D% M% ]/ s- \9 }( R5 K 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。
! {' U: N3 y! Q# K) V 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。
- A' C$ j4 {! |& _9 i3 x: @ 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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附:
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; u2 `: s8 q! I: Z; T(《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。)5 B$ i3 k) ?1 N% F- K
张卜天:《几何原本》译后记:
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4 ?' J) U* [. @7 ]) S/ p0 ~% t【《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;】( i: C2 R% S3 @+ F# F
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: p5 o4 `: W4 i) }
3 @7 B- f; ?; ` p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】2 O$ c% N: w: Y
5 t) e' y7 r- p: r" |
【3 线之端是点】+ |0 V2 {& ?+ x& m
6 h; l! y7 ?& {' \【4 直线是其上均匀放置着点的线】
H: [( V; T- p, i( T6 k3 m( v! m5 _0 L1 [1 o
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' j: _9 S9 T" N7 [ b6 J( l+ t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?6 v/ [1 |, v; @
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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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7 z: U2 @ `( d/ }' p! a【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】
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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。 D; T3 `) d( V1 [1 r0 y }1 G9 V
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1 ?( ?% g0 J1 Y/ k: t u
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?
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8 |) A2 R' a# h: T: I- h1 U******************************************' [5 b: Z P P7 J+ R* P
; c2 W ^* j, u7 A0 o* A8 |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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