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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), P8 a& V- \+ e5 `# \
5 j0 ^+ f# `6 ?【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)0 s# Z# |5 B. C/ Q! Q1 v$ {( R
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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)。)! I% Q+ j3 T6 n( T3 x: S7 y8 S! ~
( 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)) B3 W- p- t5 w. R" F# k
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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。)
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+ p& _7 \0 q! u(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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& [4 S$ x: _; W0 B1 l【数学诗的欣赏与创作 大罕】
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【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):+ l) L Q- y9 F L* r3 v
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一角三分本等闲,尺规限制设难关。5 V6 T. d2 l5 {3 `! X/ m4 j
" P# t$ t5 Q8 G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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4 R- z! r# G/ T# z! Y# k7 T `黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。 @ D+ n& u$ q" u. f. g* H/ G
& K+ i2 k0 p- h* Q4 G随后有三个注解加以说明。/ C8 W! ~) P" P: a) P7 a
, C6 Z8 `! f, X, T2011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!( Y# [8 D) D5 y, p# G
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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。! x0 ^/ b; Q, r/ {( }2 O
0 I; ?/ y v+ ^! f( E' A6 K2 H8 M) O' H2018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。】 " V2 v6 p @0 h& W% F, z8 e
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4 ^+ v6 k0 T) ^8 \5 _4 d( M, j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。$ ^1 m* Q' ]2 M w+ I
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! G# R# N# x9 T" ?) K: u 三等分任意角
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- |7 I( s$ M7 C- ?( J1 }$ ^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 t+ s. W- x" i* {“三等分角”是一个古老的数学难题。! v( W) Z/ ?. v
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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+ D+ c% k# A; 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。2 P& X) Q4 B' r! V& n' T
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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。”。' M& D1 N( B7 y0 C
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。)5 o9 f+ ` Y. @; ]. @% a* ?
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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。# M4 d4 U1 o2 m @: r% j
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+ n7 D @7 F5 K8 }; G 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。* V7 E* w( I0 R5 p- U, j% ~+ H
0 {+ s/ X6 B. ?5 ]# A 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。 o% [# Z- r9 J
1 u1 a* Q2 O, m) R* ^- O 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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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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8 v9 X) F' |+ C" E' E* U! C3 U 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。)】。* H4 j+ S* f# c- N2 @. }! _
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可以观察到:
) }5 ~% j4 a& V; @5 T, ?! k 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。- Z) p& ^& Z- P+ ~, N* }
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。
3 z2 A. `+ X" X1 l. h 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。% L" d3 K, @& X c! i0 _
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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。( _& ^' U, V; s5 H# J" z, T5 R& j) ?: Y
{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。}
; ^- E: s$ r+ z+ } 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 W G" T( [/ S0 Z+ t8 M
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。
) n2 A) h) U' u' ^ 例程代展。# z. \/ j+ R/ D* Y- W/ ~- o! O
程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。
& s& ]6 e3 s2 }6 ^ Y# r' `/ ^: A 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。' Y8 C# b ]% B! p. q
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。* B+ e; T4 A1 y' \- J, I6 G
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。
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还有李尚志。8 g$ z( ]1 H. J7 I! j
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。
- }0 C+ |4 d! K) o 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”。* o0 d3 ]& v" _/ C* x) S( M
李尚志通过彭翕成在网上发表文章:! g; z0 i+ [# |* o/ t4 e& G
(别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)
- D8 z) Z9 r1 L) ]0 M0 k (李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
! P% Z5 m% D' j- }# M 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。3 f2 m0 a" T$ K7 I! f1 F
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”。
, B& q0 A8 H v4 ]! H0 @, f' H8 o& _ 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。) V9 I R# I7 M$ {( _0 j- N- o" ^2 g
p; w2 ?, _% i( ?# U* q7 P 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”。
5 F. V4 K& x# H$ H8 A 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。3 O( H ^7 h9 d6 ]; M3 f
彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。1 V9 s# `. x3 K, n+ i' C
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。”。
2 y) ]) {4 s$ `5 s( V: ]5 }, G 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。' P$ v/ F; ^5 u8 J. P: L5 }5 z1 \# Y
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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。, J+ O3 v. Z1 V$ M& w' J
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。! @' ]- `1 `, H4 Y
* ~1 ?! Q* f2 Z( T$ C% [4 A& i 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。
8 @* u# n( i6 b- k0 }8 { ~4 J 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。
' c6 x( E0 U w) i 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。1 h4 d* c6 w( j* n: {8 Q- r
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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。)
9 n5 F: P$ D1 O5 B张卜天:《几何原本》译后记:
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' g! B9 d, ~3 p6 v! @- n, K/ F2 L( 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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& F% Y" N5 ^( L q, H X【1 点是没有部分的东西】
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【3 线之端是点】+ i+ T, j- k' l0 e- o
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【4 直线是其上均匀放置着点的线】% }8 v+ V- d: u# z# L
: m% D0 j% F1 l) S5 W
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( k: D- J2 G$ c j5 D) P
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?
" W- K& D, U# r
: o" X( z" ~; J' L! c% {$ z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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2 D* p: T& d" a; b
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张卜天译《几何原本》卷七定义:% V8 I: P5 g0 P
3 |( W( Z6 h! i# s* K6 I: S2 T
【1每一个存在的事物凭借单元而称之为一。】
3 E. a5 _" v1 u6 x3 p$ _" F$ p6 r2 D. t& a* Y
【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】 @# ?( I0 r/ b. h! s
( \( A; a4 n9 |4 ~$ Q5 E( a: \+ m' j* g/ u0 o
: e3 I# [) ` m* P, O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。* y# i: Q; I' n2 ]- ?
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0 x' \9 V- [4 D9 A问题是:5 t) N9 [0 E- Y4 a5 C9 C9 O
3 v" C& @3 _( c; w. L0 N: s: `( g1 q9 C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?+ _) y3 N, s( x8 v
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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?)?/ A- |* O; v- K$ j. k4 ^
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