怎样从《几何原本》到《独立宣言》?
来源:本文已获“马同学高等数学”授权转载《几何原本》是人类文明的一个转折点 , 而《独立宣言》是人类文明的一个里程碑 , 这两者背后有着相同的思维方式 。 本文就来解释下这种思维方式是什么 , 以及这种思维方式是怎么从《几何原本》到《独立宣言》 。1 《几何原本》大名鼎鼎的欧几里得写了《几何原本》 , 这句话反过来说可能更合适 , 因为写了《几何原本》后 , 欧几里得才得享大名:
其中的内容现在看来平平无奇 , 大概就是从小学到高中学习的各种几何知识 , 比如勾股定理
:
在当时这些知识还是很重要的 , 《几何原本》出版后的一两千年中 , 人们都是通过这些几何知识 , 来描述、研究这个世界:
1.1 思维方式《几何原本》问世大概八百年后 , 公元5世纪的普罗克勒斯给《几何原本》做注解时提到 , 勾股定理的发现应该归功于毕达哥拉斯 。 实际上 , 与勾股定理类似 , 《几何原本》几百个定理中很多都不是欧几里得的原创 。 但这并不妨碍《几何原本》被称为传世之作 , 比这些内容更重要的是 , 《几何原本》带来了革命性的思维方式 。首先书中提出了五大公理 , 这些公理(欧几里得以及当时的大部分人认为)都是一些很简单的事实 , 都是不证自明、毋庸置疑、显而易见:(1)从一点向另一点可以引一条直线(2)任意线段能无限延伸成一条直线(3)给定任意线段 , 可以以其一个端点作为圆心 , 该线段作为半径作一个圆(4)所有直角都相等(5)若两条直线都与第三条直线相交 , 并且在同一边的内角之和小于两个直角 , 则这两条直线在这一边必定相交然后通过逻辑推理 , 或者说通过演绎法 , 得到《几何原本》中的几百个定理 。 也就是说 , 这几百个定理的逻辑起点是五大公理 , 只要你认可五大公理 , 那么后面的定理必然都是永恒正确的 , 无可辩驳的 。1.2 影响由于《几何原本》的革命性 , 使得它成为了数学史上最成功、最不朽的教科书 , 据说《几何原本》在西方的出版量仅次于圣经 。 更重要的是 , 它极大影响了后面数学的发展 , 比如微积分和概率论都建立在三大公理之上(线性代数建立在八大公理之上 , 太多了 , 这里就不列出了):
它的影响力甚至超越了数学 , 比如牛顿力学受《几何原本》的影响提出三大假设 , 而狭义相对论提出两大假设 , 只要承认下面的假设是正确的 , 那么就等价于承认牛顿力学 , 或者狭义相对论是完全正确的:
所以说 , 《几何原本》称得上人类文明的转折点 。2 《利维坦》“如果你有一把锤子 , 所有东西看上去都像是钉子”:
《几何原本》中的思维方式就是那把“锤子” 。 任何一个学习过《几何原本》的人 , 很难不击节赞赏这种思维方式 , 然后想把这把“锤子”用在别的地方 。 比如牛顿和爱因斯坦都深受这种思维方式的影响 , 并且恰当地用在了自己关注的领域 。2.1 托马斯·霍布斯不过本文要提到使用这把“锤子”的是另外一位名人 , 有史以来最伟大的政治哲学家之一 , 16世纪的托马斯·霍布斯:
霍布斯1588年4月5日生于英格兰威尔特郡的马姆斯伯里 。 他是一个早产儿 , 当时他的母亲因听闻西班牙无敌舰队将入侵英格兰的惊吓而早产 , 日后霍布斯常说:我母亲生了双胞胎 , 我的孪生兄弟是恐惧 。 而他的一生也确实是在社会局势动荡不安恐惧氛围中渡过的 。 他父亲因与不是自己小教区的牧师打斗 , 被迫逃到伦敦 , 并将三名子女都寄托给他哥哥法兰西斯照顾 。1642年英国内战爆发 , 国王查理一世被送上了断头台 , 最终英国陷入了无政府状态 。 霍布斯看到暴徒在欺辱他们的同胞 , 庄园化为灰烬 , 马斯顿荒原和纳斯比沦为血腥的战场 。 霍布斯感到痛苦和绝望 , 他在反思 , 这场内战明明是以“自由”的名义开始的(反抗国王的专制) , 为什么最后只带来了无休止的混乱和战争?而且 , 在历史长河中这样的事情反复发生 , 不论什么原因导致的战争 , 最终都不能带来真正的和平 。2.2 几何学家霍布斯介绍霍布斯的反思结果之前 , 我们有必要知道他的另外一个身份:几何学家 。 霍布斯与几何结缘是一个传奇的故事 , 从未学习过数学的他 , 40岁的时候 , 偶然在一个图书馆的书桌上 , 看到一本摊开的《几何原本》 , 书上的内容正是第47项定理 , 也就是勾股定理:
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