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约公元前460年

智人学派提出几何作图三大问题

约公元前465年,古希腊数学家和天文学家伊诺皮迪斯提出了几何作图的尺规限制,那几何作图只能用圆规和直尺两种工具。

古希腊人的数学精神一直有以下特点:

(1)从尽可能少的原始假设导出尽量多的结论,因此对于作图工具,也要求尽量少。

(2)强调数学的思维训练作用而忽视其实用价值。作图作为一种思维训练,像体育训练一样,其工具要受到限制。至于这种限制对实际有没有用,不在他们关心的范畴。

(3)按毕达哥拉斯学派的观点,圆是最完美的图形,直线则是最基本的几何元素。因此圆和直线是最基本的几何对象,有了它们,应该得出所有的几何内容。

古希腊人一直相信用尺规可以作出任何几何图形,并对此深信不疑,约公元前460年,古希腊的智人学派提出了“几何作图三大问题”上屡屡受挫:

(1)三等分任意角。

(2)倍立方,即求作一立方体,使其体积是已知立方体的两倍。

(3)化圆为方,即求作一正方形,使其面积等于一已知圆。

该学派的代表人物安蒂丰、希皮亚斯等尽心研究均未获成果。

无数数学家在这些问题上栽了跟头,但人们一直坚信有关作图方法的存在性,认为只是数学家做得不够好而已。实际上,这些问题看似简单,却是“不可能问题”。直到1882年,德国的林德曼证明了圆周率π的超越性,第3个问题才算得到了圆满的答案。另外两大几何作图问题也在1837年由汪策尔给出了答案——这些作图任务在尺规限制下都是不可能完成的。

不过,数学家两千多年的努力并没有全部白费,在试图寻找几何作图三大问题解决之道的过程中,人们创造出了许许多多新的数学思想,如圆锥曲线、割圆曲线,以及三、四次代数曲线等,其中圆锥曲线直接影响了牛顿物理学的发展。 E+tqWTMLx6TZj+hmAtMErZl9s29o8/aTt48Nn5gvNy5pmqKoeGkyzn1HufZBEF1F

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