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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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【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)2 ]# }3 g' a, o
# F4 i+ }9 N' U% L1 W- e* e0 z( 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)。)
! ?, P: r9 O6 Z& w0 n2 x& K( 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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, d+ [5 y( l' b# b**************** 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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+ m3 @) F& H+ i7 o( p4 h (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。)0 d# v0 d% V! r' d& O+ F& a
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/ k$ T; s$ H) {3 h, \+ e& W(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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+ B8 H# s9 a4 h1 G4 ]: I【数学诗的欣赏与创作 大罕】 $ D' u' S3 \0 ]+ _* e" ~, \* T
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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):
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一角三分本等闲,尺规限制设难关。
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& x8 M& F/ Y7 ~3 N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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* E0 g6 C. S- g( Y黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。8 D$ E# ^8 e3 Z6 D3 `; z h
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随后有三个注解加以说明。& e% r& s6 k+ x! q. {' O2 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!0 C7 n& H& X8 V
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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。; a7 N5 o; p" R" u- ~
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2018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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" ~: x) B1 s3 f3 o1 s' F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。 J: z2 n& h( J# Y
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三等分任意角4 c# ]' m' p( f B+ y
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9 f" @ Z( a) R# H6 R; v, U2020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。”。9 b* m8 M8 s8 H( h& {
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“三等分角”是一个古老的数学难题。8 g1 C i- t+ j' i1 @, D5 n; w2 g |
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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”。
* O/ o/ B! X, S F 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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0 Y0 H1 n! O! y* |$ ] 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。”。 e5 o! [: @. c4 ?& u
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。)9 U8 E7 D Q: H( Y! _
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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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/ H) f8 O( m! B4 Z8 U/ ]! Z( b 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。# J$ L) I9 s( f0 H! `
3 F1 K8 [, w+ Z 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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1 R: F6 {' X' K! S 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。# ]! L! h1 n5 R' j
) A% P6 |; l" _ 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。4 Z* `9 E+ l6 \& E. U+ Z' g
' ^ O8 H- T# J 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。)】。' r0 g0 e: Z1 B4 ^# I
5 v& r) W- d* j# f 可以观察到:1 t; K. T' o' a8 Z9 Z: D
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 a8 s0 x8 J5 a 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。
: g( U) S, `8 Z; a v 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。) N2 T! O/ K6 D
5 ^& b0 l* i6 N& r9 A8 M/ p/ U 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。
8 u9 c3 W% P1 ^0 d& M8 ? {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。}$ k* G8 k+ y) c
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。! |! W1 Y8 J3 I6 d
只是华罗庚已经去世,没有办法与华罗庚对等讨论了。' q8 P: `( I& ^* V4 l2 _: ]5 @. ~
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在今天,也曾经与活着的人讨论过。* I: j7 ?2 u% I4 O, K- ^6 Q/ D a
例程代展。) Q: n% e+ W0 ]6 O* i
程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。: j1 p; k0 a* a7 U7 T$ V
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。
, l9 l J7 G) K( A8 Z; Z8 Z 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。! p2 S$ o: F/ Z& O1 ]
程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。& E+ `* P7 G7 U( p; @, A
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还有李尚志。, q* P F" ]* t
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。
. Q+ {( R/ P! m, P; J 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”。
& a h5 j/ [; R+ {/ N+ a 李尚志通过彭翕成在网上发表文章:
: T& l+ w' b: h6 y Z, t$ c (别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)9 d0 J6 c& Z/ Y9 U5 j% s* r1 B
(李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)+ e0 k3 l/ R4 S+ P& s/ m+ T
李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。1 o2 V4 W8 a, C# Z9 x
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”。
: G1 o' r1 u- G& X; Q 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。
( H9 q* r% N: a( M9 g& c) j) E+ b
8 d1 ~" v" A/ ?) G' g 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”。
/ B1 P3 y6 V8 [$ k- m 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。
! V- x& Y7 j4 Q" P- u5 q 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。1 k; W, g( D" E3 {+ h* { J
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。”。
* n0 i6 H! l$ D' s+ e 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。1 `2 T H D! O+ B, ^/ E
3 F. e. Q2 P" Y0 b 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。* A s/ L7 O) ?9 B: B
6 M# q. I; Y0 @# Q4 H 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。
# q, X; T5 F5 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。9 W. T3 C' L- V! R7 E7 q8 }9 U. h
" p2 ~1 q! E7 @- @# \ 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 o- I7 b' s# g& U z9 u
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。/ f& s$ i6 t5 p1 c( l3 Y
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。' k6 I1 w5 o3 \/ ?
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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。)
4 Y( h# Y4 s5 }( }+ K张卜天:《几何原本》译后记:7 R b$ l" t% A5 k- l1 T y
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【《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;】, X* T1 I% A4 O3 g/ y2 H# P
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. I9 w6 x$ Z7 d/ ]. @张卜天译《几何原本》卷一定义:
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9 F( ~/ Z$ z$ K* ^7 v7 h【1 点是没有部分的东西】5 m4 { N8 Y9 g0 G2 p
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【3 线之端是点】1 S9 S% d% v8 d# E( V
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【4 直线是其上均匀放置着点的线】* ^) h" B" _" v! j+ N: `& j. m% U
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. a$ S. V5 H. ?: Q; h& O! k9 K7 K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?" h4 s _4 s( X% A# I, y0 L
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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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* i2 A7 f- o% b- N' @张卜天译《几何原本》卷七定义:- C" W$ I8 O* B" I. O- c. z" t
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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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【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】* S1 C4 n G6 u
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! b& X v' r9 S; A% }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。) ^0 }& H0 q; w, [( b* E
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" D: K- P* ?5 k/ m0 `" i% K2 v1 Q$ q
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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" o7 i5 _0 X5 m7 a2 [- B' W7 O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?)?1 N& R7 U! o! U/ J4 Q3 }# |3 f
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