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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)9 Z n5 }" l" u% s
$ D, X$ U" T* F. F【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)* H1 X% p. c& h+ E" r" Q$ S9 \
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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)。)
! U s4 b T) I" d( 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): l! l7 y6 Z# }+ v. E( f
8 i+ x" w3 `8 f/ p' s**************** 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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! Z6 W e$ l( U9 v$ W& i* p! x (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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' u$ q) T+ q- a) \8 K(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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3 S' b$ R% v1 Y( N(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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7 X% H5 B" A H2 r1 u" o+ W【数学诗的欣赏与创作 大罕】 : L) \% }7 m" C0 Z B. B
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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):# E6 F+ E# v$ ?2 b$ _4 L2 D
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一角三分本等闲,尺规限制设难关。
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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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" j2 D4 T/ C. {黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。) _7 \8 n1 X( E
; s( K& o& x0 K( H! _2 E2 V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。; B5 C$ @1 r& U. o
* o) {/ x' o- t9 N2018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。】 7 n2 U/ ?. d; D4 I s" L6 B
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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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三等分任意角
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- F% @8 I7 I4 x2020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。1 S) I8 O# a* n* A
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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”。
! K% J7 Q: v& Z2 w) h 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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" y9 d) e& z+ e& j) L8 t9 x* F 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。”。
7 |) A; t7 H/ m# p: \6 m 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。)& [$ j* Q, i- P. b3 ~8 T
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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。) @* v$ H& N: T7 q* e( B# p; Z
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, J1 h b% U; q0 | 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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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。/ _6 e3 r& `! r5 z( S! L3 z1 {; I6 t
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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。2 R7 J9 p5 l' o' l7 T) C; [
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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。' ?( S) \3 a, ]/ t; D: X) m d
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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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! H" k: R" B9 _( n: V8 l5 r 可以观察到:0 j4 }2 T: t" Y+ O Q. B3 W1 }
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。) w- E9 A; W' l
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。# k3 r4 P* L/ w( \5 Y/ x4 ~. Z
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。# w! o \& M% @( Y4 t
' n7 A; X5 T, y2 r 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。
" R5 h _" e) U+ l" ]: b/ I' c/ s, i& H {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。}
- j4 h+ t, x( a/ f6 _6 n. @1 T 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 s( w( N6 p" O 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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4 s6 y- Q5 C5 {% Z1 X; a 在今天,也曾经与活着的人讨论过。
, g& U5 X$ d" v 例程代展。" B; b* ^* B0 u# {! h' x
程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。
* l5 B0 M0 j3 l% O9 O 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 B) @7 P4 E* {- N f
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。1 W0 P2 C. x3 b: j0 s0 s1 ]) z m% T
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。
3 F; V* P8 g! g' v2 }! d3 H+ s6 d+ 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。8 h) @+ U% |+ }- E
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”。% I( T8 ~& t9 e t9 h, h% K
李尚志通过彭翕成在网上发表文章:. C- S) W. j/ k6 Q' J0 K
(别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)
+ ~) w! Y4 ]+ F( c: } (李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
, c( m7 t; v/ `* ~2 K: `% Z3 u) A 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。6 N) [ `% H" M! V4 H
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”。
6 [3 D$ z: S$ d+ K% F u 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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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”。+ d$ @8 c/ F3 m% c2 \
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。5 L" Q+ Y8 E; h) ^% |* e
彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。
% ?, l# k* c" f; W1 D5 M0 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。”。- ?5 o0 H R" e8 S
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。! O+ I3 H q0 _+ ~# p# m
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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。
; D5 q! ]3 f! r/ _6 G9 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。5 W/ D! r) I6 v) B; f
# y3 F$ v+ R3 H; l( C2 P. e 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。
& Z8 R4 \; d) R6 h R0 @ b5 c 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; @; K0 e# Q! 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。
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附:- ^% T8 l* u# P1 a% v! b
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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。)
# v2 C: M3 D2 h% V张卜天:《几何原本》译后记:; D: r/ g0 F! H5 [8 X. B% R
2 a6 [3 R1 |2 x【《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;】# a z% o7 M# P" ~, h
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& N$ O; ?9 T& K9 _% P0 z4 Z7 ^张卜天译《几何原本》卷一定义:
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9 @: O4 m; X$ Z1 i& ]【1 点是没有部分的东西】
( u' I4 r0 }8 n0 f% B& ^: V, H) ~1 d5 R+ G |4 b0 y
【3 线之端是点】/ b% K+ Z$ R& g: C% o
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【4 直线是其上均匀放置着点的线】+ x% l+ X5 ?' T, W
) S. l$ ~0 L4 ` J3 a5 ?
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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?9 {6 L' t6 W* u0 t! f3 w$ }8 ]
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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?% U8 L: c6 n4 F3 }
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张卜天译《几何原本》卷七定义:
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7 O1 o/ J9 C0 D( i【1每一个存在的事物凭借单元而称之为一。】
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【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】6 D& K m) g% r; L" l
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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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3 u! R& d5 Q/ I% C2 e问题是:* g- o: c- @2 o" @# p
4 ^. Q9 l% o& w( O) J5 t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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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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