大家都是学过数学,会算算术的人,但你知道数学是怎么来的吗?
毕达哥拉斯学派
公元前400年左右的古希腊,出了一位富有智慧但做事又不讲道理的人。
他的名字叫做毕达哥拉斯,我们学过的勾股定理,就是这位学者开创的。
毕达哥拉斯
小道消息,毕达哥拉斯为了庆祝自己的这一伟大发现,杀了100头牛。
殊不知,勾股定理也是他最终落败的伏笔。
除此之外,完全数、友好数、三角形数、黄金分割...
这些跟我们生活方方面面有着强烈联系的知识,都跟这位智慧学者有着莫大联系,为此毕达哥拉斯也是声名远扬。
在毕达哥拉斯一生当中,无数学子专门来向他求学,想获得一个入学名额,可不比现在你有些想法,想找马云谈谈来得简单。
在这位智慧学者的带领下,一个名为“毕达哥拉斯学派”的组织成立了。
从某种意义上来讲,现代意义下的数学,也就是作为演绎系统的纯粹数学,正是来源于毕达哥拉斯学派。
毕达哥拉斯学派有一个镇派之宝——万物皆“数”
这里的数,我们指的是整数,例如1,2,3...这些就都是我们常见的整数。
但生活中,除了要计算单个数量,还要度量时间和长度,为了方便这些日常需求,也就有了小数。
故而学派将“数”分为了三类,整数、有限小数、无限循环小数
竟然说了万物皆整数,那有限小数和无限循环小数该怎么解释呢?
有限小数“0.5”,我们可以化成“1/2”,也就是说有限小数我们可以化成两个整数的比。
其实对于整数“2”我们同样可以写成“2/1”这样的分数形式。
故而也有人称呼万物皆“数”的数为“比数”——两个整数的比。
那么另一类无限循环小数0.333...如何化成两个整数的比呢 ?
我们假设X=0.333... 则10X=3.333...
等式两边相减,所以9X=3,也就是说X=3/9=1/3
希帕索斯
在毕达哥拉斯学派当中,有一位小有创新能力的学生,名叫希帕索斯。
希帕索斯
某天希帕索斯在研究老师毕达哥拉斯的勾股定理 a^2+b^2=c^2时
发现当直角三角形的两直角边a=1,b=1时,c^2=2
c=√2到底等于那两个整数的比呢?希帕索斯用笔狂算
c=1.4 、 1.41 、 ... 、1.41421356
最终希帕索斯只好怀疑自己的计算能力还不熟练,没有把这个数给计算出来,只好回去请教老师毕达哥拉斯——√2是那两个整数比?
毕达哥拉斯看了希帕索斯的详细计算之后,只是一番叮嘱“这件事不要让第三个人知道”。
无理数√2
希帕索斯回到家中,对这个问题一直念念不忘,想着要把这样的整数找出来。
查阅大量书籍发现了这么一句话
反证法是远比任何弃子术更为高超的策略——棋手可以牺牲的只是几个棋子,而数学家可以牺牲整个棋盘。
得到启发的“希帕索斯”运用反证法进行了如下证明:
假设√2=p/q(p、q为最简整数比)
两边平方得2=p^2/q^2所以2q^2=p^2,所以p^2是偶数,p也必是偶数
因此p可以表示成p=2m,那么p^2=4m^2,所以2q^2=4m^2,即q^2=2m^2
所以q^2是偶数,q也必是偶数
这与题设(p、q为最简整数比)矛盾,假设不成立,所以...
写到这希帕索斯迫不及待的来找老师“毕达哥拉斯”
那已是,晚上九点,毕达哥拉斯准备乘船远行授课,不过希帕索斯赶上了这末班船。
这是一个月光皎洁的夜晚,毕达哥拉斯站在船头,看着了阔无际的大海,海浪一层接着一层袭来,想着自己开创的“万物皆数”。
不禁说到:“你们看这浪花不正和奇数和偶数一样一个接着一个优美而又无限...”
毕达哥拉斯说完之后,借着月光,希帕索斯讲述了自己的证明过程...
一方面要维护镇派之宝“万物皆数”的观点,另一方面又要解决“希帕索斯”的问题。
毕达哥拉斯最终决定在希帕索斯的脚上绑上两块大石头,将他扔进了海里,让问题也随着大海消失而去。
欧几里得
不过真理并不就此而被淹没,一个√2被消除了,接着是√3,随后是√5...
越来越多几何量不能完全由整数及其比来表示,反之,数却可以由几何量表示出来。
人们从对数的研究,也转移到了几何图形上,这也为我们认为的数学起源——欧几里德的《几何原本》奠定了基础。
欧几里得
读书时,我们学习忙,做了很多的作业,却不知道√2为什么叫做无理数。
也许,是我们意识到对这位勇敢的数学家希帕索斯,所作出的行为太过无理,而命名的。
毕业后,很难再有人看到这样的数学故事。也许我们讨厌的并不是数学,而是数学课。