公元前3世纪,希腊北部的马其顿王国兴起。经过国王亚历山大十数年的东征西讨,建立了一个横跨欧亚非三大洲的大帝国。作为希腊百科全书式学者亚里士多德的学生,亚历山大大帝以希腊文化作为帝国的统治文化,由此广大被征服地区进入了希腊化时期,从公元前3世纪到公元2世纪,历时500多年。
欧几里得像
不论是过去还是现在,希腊数学家欧几里得都被认为是几何学历史上最伟大的老师。
这一时期是古希腊科学发展史上的光辉岁月,自然科学摆脱了古希腊早期的天才直觉和雅典时期的思辨道路,开始从自然哲学中分化出来,沿着一条以实践为基础的专门化方向发展,形成了古代的理论学科。欧几里得的《几何原本》、阿基米德的力学都是这一时期的重要成就。
在科学史上,没有哪一本著作会像欧几里得的《几何原本》那样尽人皆知,也没有哪一部书能将卓越的学术水平和广泛的普及性如此完美地结合起来。它不仅仅是一本引导人进入数学殿堂的教科书——如此出色以致被原封不动地使用了2000多年——它更构造了世界数学史上第一个恢宏的演绎体系,对后世数学影响至深至远。
但对于这样一部巨著的作者欧几里得,我们了解的却极为有限。根据生活于5世纪的普罗克罗的记载,欧几里得早年就学于雅典,深受柏拉图学说的影响。大约在公元前300年左右,应托勒密王的邀请,欧几里得来到亚历山大里亚的缪塞昂学院研究讲学。作为教育家,欧几里得对学生循循善诱,但他反对投机取巧的思想,也对狭隘实用的观点表示不满。
一次,欧几里得向托勒密王讲述几何学,但繁复的数学原理对国王来说,显然是难以理解的,于是,托勒密王问欧几里得是否有更便利的学习方法,欧几里得的回答则是:“在几何学中,没有专为国王铺设的大道。”这句话后来被加以引申,成为“求知无坦途”的治学箴言。
斯托贝乌斯记载了另一个故事,说一名青年学习几何学,刚刚学了一个命题,就问欧几里得学几何之后有什么用,欧几里得勃然大怒,对身边的人说:“给他三个钱币吧,他居然想从几何学中得到实利。”
欧几里得《几何原本》内页
《几何原本》内容丰富、逻辑严密,是几何学的构成基础,对后世自然科学的影响十分巨大。
《几何原本》共13篇,讨论了直边形、圆、比例论、数论、立体几何等一系列问题,几乎包括了今天初等几何课程的所有内容。欧几里得将公元前7世纪以来希腊几何学积累起来的丰富成果整合成了严密的逻辑系统,并对某些定理做出了更简洁的证明,最终使几何学成为一门独立的、演绎的科学。
欧几里得的不朽巨著对后世影响巨大,在西方历史上,也许只有《圣经》在抄本数和印数上可与之相比。阿基米德师从欧几里得的学生埃拉托色尼学习数学,他写作《论球与圆标》时,曾参考了《几何原本》。牛顿的名著《自然哲学的数学原理》一书,无论从结构或从写作方式上,都依稀可见《几何原本》的影子。20世纪最伟大的科学巨人爱因斯坦曾如此赞誉这部著作:“世界第一次目睹了一个逻辑体系的奇迹,这个逻辑体系如此精密地一步一步推进,以至于它的每一个命题都是绝对不容置疑的——我这里说的是欧几里得几何。推理的这种可赞叹的胜利,使人类理智获得了为取得以后的成就所必需的信心。”
这幅1495年的肖像画表现了意大利传教士卢卡·帕西欧利(左)站在一张桌前,桌子上放满了几何工具,包括圆规和一个15面体模型。他一边观察着一个玻璃多面体,一边图示着欧几里得提出的某个定理。
阿里斯塔克 约公元前310~约前230,希腊天文学家,最早提出日心地动学说。
埃拉托色尼 约公元前276~约前194,希腊地理学家,曾测定地球大小。
希帕克斯 约前190~约前125,希腊天文学家,创立球面三角。
希罗 活跃于公元62年左右,亚历山大里亚的著名数学家、工程师。
托勒密 活跃于2世纪,希腊天文学家,著有《至大论》。
盖伦 希腊医学的集大成者。
刁番都 活跃于公元250年左右,希腊化时期的数学家,代数学的创始人。
克劳迪斯·盖仑是公元2世纪希腊的一名医生,他专门为在帕加马竞技场上受伤的角斗士提供医疗服务。他为我们进一步理解和研究人类解剖学和生理学奠定了基础。