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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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j. ~+ x; m7 B# S3 `7 `* }' i【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)。)
, C. U y& z6 y3 g6 i n) ?( 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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/ I5 x, X( ~& Q1 N5 g/ \; g**************** 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。****************" U+ n5 n3 n. W# x1 g
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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。), J0 M1 o' C4 ]4 I' E* ], j W
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! W; M7 W r- N(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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1 Z/ G1 @8 {3 _( C' }' q9 `(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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【数学诗的欣赏与创作 大罕】 : ]! Y& V* H! K/ @5 Z" I* ]
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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):$ @; j1 } U: D" j% Q$ _; J4 U
. q E1 t& v/ A7 z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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黄泉碧落求真谛,加减乘除谈笑间。& b8 C* N8 l/ Y% Y" d
: T- v+ @1 _% o h3 W随后有三个注解加以说明。/ S# Y- w* w" |8 U& S
+ n2 J! E0 o3 e5 q7 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!
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K0 R4 _* P1 E9 M$ F, a* q8 e* [( `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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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。】 : @+ a# U% H" R% P. M/ A
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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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( q' y; N: }5 G( a 三等分任意角
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c# a: s( C) f2020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。”。1 h& c, l& @" X' W( |6 O
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“三等分角”是一个古老的数学难题。
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7 H# |- K& A( u9 U 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”。
. w# n7 R# l/ `0 z# Q3 N 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。* d8 m! t8 _4 {3 |9 ?: z" }; x
/ z* E5 i: D0 g; V. Q; T 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。”。
6 u* L# w" `& z3 b2 U8 x 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。)
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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) w, |3 U2 w2 i
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: w3 e' W9 O4 J8 x 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。& q: r$ R+ d& {* n+ M# D
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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。- i( p4 {2 @' S! S i" u% e1 G
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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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1 S2 K3 V: W z 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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& S5 `: m$ E1 ]0 K 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。)】。3 E" F0 R7 B+ f
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可以观察到:
' `$ G% _3 m2 y" X 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。& i) N1 D& W8 r1 [5 g
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。
, _' [9 Z1 S1 A& c 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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$ D% Y4 y# v( O p: Q) ^ 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。
+ }. V6 H3 k+ } {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。}6 H, [3 z9 J! \: P8 n9 ~
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 T+ B% T) L. ~4 W4 x 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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, E! H; ?1 R( Z% r 在今天,也曾经与活着的人讨论过。8 u0 _' O: _6 |) ~' o/ {5 A
例程代展。
( @& D. r! @1 ^ O4 A! ?8 E3 P 程代展就在科学网中提到过五次方程根式解和三等分角。# s5 B7 K& g8 W1 ~' a. ]: c8 ]
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。5 {$ E$ x9 q7 l# |- N; C) U3 D0 Q& b
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。
@ |" O# R5 o; x! u |4 q 程代展-----中科院数学研究员,关肇直的研究生。7 j0 ?0 k/ Z. s: A+ {+ E6 q
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还有李尚志。
" g4 q6 ~/ K( W/ d 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。
3 i* {1 `2 s' 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”。
$ H, d# {- p+ e9 z; v z 李尚志通过彭翕成在网上发表文章:4 i4 f4 P- i, X* i% B6 X$ |9 d: X
(别把我吹捧成伽罗瓦 李尚志 彭翕成讲数学 2017-05-07)
( E: w" N% a) V$ P (李尚志:关于百家争鸣的对话 彭翕成讲数学 2017-05-23)
3 g2 a: K( N; |; ?* ?; Z 李尚志在文中称别人是“民科”“草寇”。
4 B. J4 W( b0 O8 m/ @ 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”。
- j+ b/ K* F; Z5 P 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。8 j. C6 R" b6 A, h$ Z: e) E
' z9 [$ e, A$ D0 c4 d0 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”。
2 A# D8 x3 \/ o* d; f5 M3 z 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。
, j2 f! t) v- d5 ?0 g7 I 彭翕成发表了-----【彭翕成的公开道歉 2017-07-31 09:44】一文。
* A2 V+ j; ~. B& `2 C7 T: X- 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。”。
! h8 P! ~# V2 _& B0 q$ P& @* f 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。3 l# L h- m( n( T0 a$ m. a) o
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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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3 `/ ]( F: \" Z, ^ 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。, ?- J2 x5 E: d3 l! N- E/ O" x8 o
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。
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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。% A4 T+ A8 S, C+ v6 Z2 Q% r
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。
9 R4 {- n; s" e7 k2 }- 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。
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附:
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* t( e3 v* F# I2 e) u; s& H(《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。)
+ I' ^6 X+ I" W4 }2 E张卜天:《几何原本》译后记:( t- F* i' g6 T* X9 ^* X
! }0 h9 S0 |+ o# e. i【《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;】4 P: ~5 _1 B U+ I* s7 }
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2 V: R/ T- a; F2 O; G" A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】% u2 ` Q9 \6 d! ^! a
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【3 线之端是点】3 N' `6 S9 E C- K
) Z; }5 }3 B# y8 H
【4 直线是其上均匀放置着点的线】1 m2 ^9 ]7 ?7 M0 Q0 ~2 d# Y; `
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7 ~4 `6 E4 C( v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?, _. d7 {' [( ]$ e m
8 b! u' T) c8 y$ Q" b- Z: P' B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?9 q# ~4 }/ q" o' y5 l! J: c+ g
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张卜天译《几何原本》卷七定义:
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( Z; r4 E" Z S/ T O) x【1每一个存在的事物凭借单元而称之为一。】
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% p T5 C9 t8 \+ t( ~" l【2一个数是由若干单元组成的“多少”。】& O7 X# ~5 n% ^. A
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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。 \8 X" G% S- J' Q- z+ D: c9 U
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" s$ o! ^' l6 |+ T
T1 F" |1 Z6 E, f" [$ R问题是:1 {% P) Y- @) N2 i7 p
7 G& t2 K( o+ Y
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?)?3 f% N1 h6 [) v ^
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