画作右下方手执圆规的长者,则是曾在柏拉图学院学习的欧几里得,公元前300年,欧几里得通过收集与整理,梳理了公元前7世纪以来希腊人几何和数论方面的重大成就,有组织的系统化了几何学,人类数学的不朽巨著《几何原本》问世,成为了一直沿用至今的几何学教科书。
“原本”的希腊文原意是指几何中最重要的定理,它为许多事实提供了严密的逻辑推理,人类第一次架构了演绎数学的公理化体系。《原本》追求的最初假设被规定的异常精炼。
对于图形,它从最基本的元素点开始,规定点是没有大小的;无数个点组成了线,线只有长度没有宽度;无数条线平放着组成了面,面只有长度和宽度……欧几里得就是从最初的23个定义、五个公理、五个公设(也称公理)出发,通过逻辑推理,证明了465个定理(基本上是那个时代的所有几何知识),层层递进的全面描述了二维空间。
我们今天学习的平面几何大多源自《几何原本》,公理化体系叙述的不仅仅是数学知识和方法,更是一种做事方法,提供的是一种系统看待事物的角度,这是我们学习几何的重要意义所在。曾邀请欧几里得客居亚历山大城的埃及托勒密国王,请教欧几里得:“学习几何有没有捷径?”,他答道:“几何无王者之道”。欧几里得主张求知无坦途,反对急功近利,也是我们需要具备的学习态度。
欧氏几何的“家丑”
《几何原本》诞生后的2000多年来,它始终保持着神圣不可动摇的地位,数学家们相信欧几里得几何是绝对真理,法国数学家笛卡尔和费马创立了解析几何,数与形开始走到了一起,丰富了几何的研究方法,他们相信欧几里得几何是无懈可击的,莱布尼茨、牛顿给自己创立的微积分也披上了欧几里得的外衣,哲学家康德甚至认为欧几里得几何是唯一的,也是必然的。