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为防止出错,欧多克索斯建立以公理为依据的演绎体系

2021-09-25 09:27 作者:中国崛起呀  | 我要投稿

牛顿252、为防止出错,欧多克索斯建立以公理为依据的演绎体系

欧多克索斯(Eudoxus):…

 

数学成就

…数、学、数学:见《欧几里得49》…

(…《欧几里得》:小说名…)

 

第一个贡献

 

欧多克索斯是古希腊时代成就卓著的数学家和天文学家。

…天、文、天文,学,家,天文学家:见《伽利略2》…

(…《伽利略》:小说名…)

 

他对数学的最大的功绩是创立了关于比例的一个新理论。

…比、例、比例:见《欧几里得29》…

…理、论、理论:见《欧几里得5》…

 

根据亚里士多德(Aristoteles)著作中的有关记述和后来评注家对欧几里得(Euclid)《几何原本》(Elements)的分析,可以断定《几何原本》卷Ⅴ和卷Ⅻ主要来自欧多克索斯的工作。

…亚里士多德(公元前384~前322):见《牛顿85~124》…

…欧几里得、《几何原本》:见《欧几里得》…

…分、析、分析:见《欧几里得36》…

…Ⅴ:罗马数字5…
…Ⅻ:罗马数字12…

…工、作、工作:见《伽利略22》…

 

毕达哥拉斯(Pytha-goras)学派也建立过比例论,但只适用于可公度量。

…公、度、公度:见《欧几里得24》…

…量:见《欧几里得27》…

 

设A,B两个量可公度,A是公度的m倍,B是公度的n倍,那么A∶B=m∶n是一个数。这时,A,B叫做“可比的”。

 

如果两个比A∶B与C∶D相等,就构成了比例式A∶B=C∶D。

 

最初他们认为所有的量都是可公度的,因此任何两个量都可比。但后来发现有些量是不可公度的(比如根号2)。比例论的建立就发生了困难。

 

彻底摆脱这一困难的是欧多克索斯。可惜他的著作已失传,他的贡献只能从别人的工作中去了解。

 

数学论述

…论、述、论述:见《欧几里得154》…

 

他首先引入“量”的概念,将“量”和“数”区别开来。

…概、念、概念:见《欧几里得22、23》…

 

用现代的术语来说,他的“量”指的是“连续量”,如长度、面积、重量等,而“数”是“离散的”,仅限于有理数。

…术、语、术语:见《欧几里得67》…

…连、续、连续:见《欧几里得44》…

…有、理、有理、有理数:见《欧几里得25》…

 

其次改变“比”的定义:“比”是同类量之间的大小关系。如果一个量加大若干倍之后就可以大于另一个量,则说这两个量有一个“比”。

…定、义、定义:见《欧几里得28》…

…关、系、关系:见《欧几里得75》…

 

这个定义含蓄(xù)地把零排除在可比量之外;并且它实质上相当于所谓“阿基米德公理”(阿基米德本人将此公理归功于欧多克索斯。不过在现存文献中正式作为公理形式提出的,则以阿基米德为最早)。

…公、理、公理:见《欧几里得1》…

…阿基米德公理:给出任何数,你总能够挑选出一个整数大过原来的数。

现代记法: 对于任何实数x,存在自然数n有n>x。

 

指没有无穷大或无穷小的元素的性质…

(…实、数、实数:见《欧几里得37》…

…自然数:见《欧几里得16》…

…无、穷、无穷:见《牛顿136》…

…元、素、元素:见《欧几里得45》…

…性、质、性质:见《欧几里得37》…)

 

…形、式、形式:见《欧几里得13》…

 

根据现代的比例论,如果A,B,C,D四个量成比例:A/B=C/D,两边分别乘以分数 m/n,得到(mA)/(nB)=(mC)/(nD)。

由mA>nB,立即可以推出mC>nD;

由mA=nB,立即可以推出mC=nD;

 

欧多克索斯比例论的关键,是将这一性质作为比例的定义,即:

设有A,B,C,D四个量,(mA)/(nB)=(mC)/(nD)

则A∶B=C∶D。

…性、质、性质:见《欧几里得37》…

 

对几何学的贡献

…几、何、几何:见《欧几里得28》…

 

从这一定义出发,可以推出有关比例的若干命题,而不必考虑这些量是否可公度。

…命、题、命题:见《欧几里得70》…

 

这在希腊数学史上是一个大突破。

…史:见《欧几里得111》…

 

欧多克索斯理论是建筑在几何量的基础之上的,因而回避了把无理数作为数来处理。

…基、础、基础:见《欧几里得37》…

…无、理、无理数:见《欧几里得27》…

 

尽管如此,欧多克索斯的这些定义无疑给不可公度比提供了逻辑基础。

…逻、辑、逻辑:见《欧几里得5》…

 

为了防止在处理这些量时出错,他进一步建立了以明确公理为依据的演绎体系,从而大大推进了几何学的发展。

…依、据、依据:见《欧几里得65》…

…演、绎、演绎:见《欧几里得103》…

…体、系、体系:见《欧几里得27》…

…发、展、发展:见《伽利略21》…

 

从他之后,几何学成了希腊数学的主流。

 

“欧多克索斯对数学的第二个贡献是建立了严谨的穷竭法,并用它证明了一些重要的求积定理。

请看下集《牛顿253、实验只能给出一个感性的印象,我们还需要理论证明》”

 

若不知晓历史,便看不清未来

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