一位勇敢的数学家,因为说了真话,被扔进海里

大家都是学过数学,会算算术的人,但你知道数学是怎么来的吗?


 毕达哥拉斯学派

 公元前400年左右的古希腊,出了一位富有智慧但做事又不讲道理的人。

他的名字叫做毕达哥拉斯,我们学过的勾股定理,就是这位学者开创的。

毕达哥拉斯


小道消息,毕达哥拉斯为了庆祝自己的这一伟大发现,杀了100头牛。

殊不知,勾股定理也是他最终落败的伏笔。

除此之外,完全数、友好数、三角形数、黄金分割...

这些跟我们生活方方面面有着强烈联系的知识,都跟这位智慧学者有着莫大联系,为此毕达哥拉斯也是声名远扬。

 

在毕达哥拉斯一生当中,无数学子专门来向他求学,想获得一个入学名额,可不比现在你有些想法,想找马云谈谈来得简单。

在这位智慧学者的带领下,一个名为“毕达哥拉斯学派”的组织成立了。

从某种意义上来讲,现代意义下的数学,也就是作为演绎系统的纯粹数学,正是来源于毕达哥拉斯学派


 毕达哥拉斯学派有一个镇派之宝——万物皆“数”

 这里的数,我们指的是整数,例如1,2,3...这些就都是我们常见的整数。

但生活中,除了要计算单个数量,还要度量时间和长度,为了方便这些日常需求,也就有了小数。

 故而学派将“数”分为了三类,整数、有限小数、无限循环小数

 

竟然说了万物皆整数,那有限小数和无限循环小数该怎么解释呢?

有限小数“0.5”,我们可以化成“1/2”,也就是说有限小数我们可以化成两个整数的比。

 其实对于整数“2”我们同样可以写成“2/1”这样的分数形式。

故而也有人称呼万物皆“数”的数为“比数”——两个整数的比。

 

那么另一类无限循环小数0.333...如何化成两个整数的比呢 ?

我们假设X=0.333...  则10X=3.333...

 等式两边相减,所以9X=3,也就是说X=3/9=1/3


希帕索斯

在毕达哥拉斯学派当中,有一位小有创新能力的学生,名叫希帕索斯。

希帕索斯

某天希帕索斯在研究老师毕达哥拉斯的勾股定理 a^2+b^2=c^2时

 发现当直角三角形的两直角边a=1,b=1时,c^2=2

c=√2到底等于那两个整数的比呢?希帕索斯用笔狂算

c=1.4   、 1.41  、  ...    、1.41421356

 

最终希帕索斯只好怀疑自己的计算能力还不熟练,没有把这个数给计算出来,只好回去请教老师毕达哥拉斯——√2是那两个整数比?

毕达哥拉斯看了希帕索斯的详细计算之后,只是一番叮嘱“这件事不要让第三个人知道”。

 


无理数√2

希帕索斯回到家中,对这个问题一直念念不忘,想着要把这样的整数找出来。

查阅大量书籍发现了这么一句话

反证法是远比任何弃子术更为高超的策略——棋手可以牺牲的只是几个棋子,而数学家可以牺牲整个棋盘。


得到启发的“希帕索斯”运用反证法进行了如下证明:

假设√2=p/q(p、q为最简整数比)


两边平方得2=p^2/q^2所以2q^2=p^2,所以p^2是偶数,p也必是偶数


因此p可以表示成p=2m,那么p^2=4m^2,所以2q^2=4m^2,即q^2=2m^2


所以q^2是偶数,q也必是偶数


这与题设(p、q为最简整数比)矛盾,假设不成立,所以...


写到这希帕索斯迫不及待的来找老师“毕达哥拉斯”

 那已是,晚上九点,毕达哥拉斯准备乘船远行授课,不过希帕索斯赶上了这末班船。


这是一个月光皎洁的夜晚,毕达哥拉斯站在船头,看着了阔无际的大海,海浪一层接着一层袭来,想着自己开创的“万物皆数”。

不禁说到:“你们看这浪花不正和奇数和偶数一样一个接着一个优美而又无限...”

 毕达哥拉斯说完之后,借着月光,希帕索斯讲述了自己的证明过程...


一方面要维护镇派之宝“万物皆数”的观点,另一方面又要解决“希帕索斯”的问题。

 毕达哥拉斯最终决定在希帕索斯的脚上绑上两块大石头,将他扔进了海里,让问题也随着大海消失而去。


欧几里得

不过真理并不就此而被淹没,一个√2被消除了,接着是√3,随后是√5...


越来越多几何量不能完全由整数及其比来表示,反之,数却可以由几何量表示出来。

人们从对数的研究,也转移到了几何图形上,这也为我们认为的数学起源——欧几里德的《几何原本》奠定了基础。

欧几里得

读书时,我们学习忙,做了很多的作业,却不知道√2为什么叫做无理数。


也许,是我们意识到对这位勇敢的数学家希帕索斯,所作出的行为太过无理,而命名的。

毕业后,很难再有人看到这样的数学故事。也许我们讨厌的并不是数学,而是数学课。

 


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