启发青少年的科学发现故事

第一章科学发明(2)(1 / 2)

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祖冲之的巨大成就,使他成为一位世界知名的科学家。

几何学之父欧几里得

欧几里得生于雅典,他从小就接受了希腊古典数学以及其他多种学科的教育,三十岁时,他就成了希腊有名的学者。

欧几里得善于用简单的方法解决复杂的问题。他在人的身影与身高正好相等的时刻里,测量了金字塔影的长度,解决了当时无人能解的金字塔高度的大难题。

欧几里得还是位温良敦厚的教育家。他治学严谨,循循善诱,反对投机取巧、急功近利的作风。有一次,国王希望找到一条学习几何的捷径。欧几里得便对国王说:“在几何学里,大家只能走一条路,没有专为国王铺设的大道。”这句话成为千古传诵的学习箴言。

古希腊的数学研究有着十分悠久的历史,曾经也有过一些关于几何学的著作,但是,这些著作都只是讨论某一方面的问题,内容都不够系统。经过长年的研究,欧几里得汇集了前人的成果,采用前所未有的独特编写方式,先提出定义、公理、公设,然后由简到繁,证明了一系列定理,讨论了平面图形和立体图形,还讨论了整数、分数、比例等,建立起一套完整的几何学体系,并完成了《几何原本》这部数学史上的巨著。

自从《几何原本》问世后,它的手抄本就开始在民间流传,直到1482年开始被大量地印刷发行。《几何原本》还被翻译成其他语言,流传于世界各地。它在13世纪时,被传入了中国。二千多年以来,《几何原本》一直都被看作是学习几何学的标准课本。我们现在学习的几何学,就是由欧几里得创立的。

欧几里得编撰《几何原本》,最伟大贡献在于他对教材的编排和大纲的制订。他首先挑选一套定理和公理,接着就认真编排这些定理和公理。全书循序渐进,逻辑性强。同时,他还在必要的地方补充了缺少的步骤,提出了缺少的证据。值得注意的是,在《几何原本》中,也包含着大量的代数和数论内容。

欧几里得的《几何原本》,对世界科学史上的诸多伟人都产生过深刻的影响。其中,受影响最深的是著名的物理学家艾萨克·牛顿。牛顿写他自己的物理学方面的《原理》一书,就是用“几何”的形式写成的。

由于欧几里得在几何学方面所取得的杰出成就,以及他的《几何原本》对后世的深远影响,所以,欧几里得被称为“几何学之父”。

毕达哥拉斯创立希腊数学

俗话说,数学乃科学之王。无论是解说外在的物质世界,还是描写内在的精神世界,都不能没有数学。最早悟出在万事万物背后,都有数的法则在起作用的,是生活在2500年前的古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯。

毕达哥拉斯出生在爱琴海中部的萨摩斯岛,也就是今天希腊东部的小岛。毕达哥拉斯自幼聪明好学,他曾在名师门下学习几何学、自然科学和哲学。还曾经历经万水千山,到巴比伦、印度和埃及,学习阿拉伯文明、印度文明,甚至还了解了中国的文明。

毕达哥拉斯学成之后,回到希腊,凭借他自己在学术上的建树,深受世人的爱戴,创建了毕达哥拉斯学派,一边从事教育,一边从事数学研究。

毕达哥拉斯和他的学派在数学上有很多创造,尤其是对整数的变化规律很感兴趣。他们还发现了勾股定律,研究了黄金分割,证明了正多面体只有五种形式——正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体。

在毕达哥拉斯所带领的学派中,他们尊崇整数,认为整数最崇高,最神秘。“数即万物”,也就是说,在宇宙间,各种事物的关系,都可以用整数或整数之比来表达。

毕达哥拉斯创立的希腊数学,是人类数学发展史上的一个丰碑,它开创了数学的新纪元,为后来数学的发展奠定了基础,同时,也深刻地影响了后来欧洲几个世纪的科学发展。

希帕索斯发现无理数

毕达哥拉斯创立了希腊数学之后,觉得这实在是一件了不得的本事。他想,不能只满足于用数来算题解题,他还要试着用数的观点去解释世界。经过一番刻苦实践,他提出″凡物皆数″的理论,数的元素就是万物的元素,世界是由数组成的。

一天,毕达哥拉斯学派的成员们开完了一个学术讨论会,坐着游船出去领略山水风光,以驱散一天的疲劳。船航行在地中海海滨,蓝色的海湾环抱着品都斯山;长长的希腊半岛伸进海面,就像明亮的镜子上镶着一粒珍珠。风和日丽,海风轻轻吹来,荡起层层波浪,大家心里都很高兴。

这时,一个满脸胡子的学者看着广阔的海面,兴奋地说:“毕达哥拉斯先生的理论一点不错,你们看这海浪,一层一层,波峰波谷,就好像奇数、偶数相间一样,世界就是数字的秩序。”

“是的,是的。”一个正在摇桨的大个子说:“就说这小船和大海吧。用小船去量海水,肯定能得出一个精确的数字。一切事物之间都是可以用数字互相表示的。”

“我看不一定。”这时,坐在船尾的一个学者突然发话了,他沉静地说:“要是量到最后,不是整数呢?”

“那就是个小数。”

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