可(ke)惜(xi)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)歐幾里德的(de)(de)(de)(de)身世(shi)(shi)我(wo)們知(zhi)道得很少。他(ta)(ta)是(shi)(shi)亞(ya)(ya)歷(li)(li)山(shan)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)教(jiao)授,他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)《幾何原本(ben)》大(da)(da)(da)(da)(da)(da)概是(shi)(shi)當時(shi)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)課本(ben)。亞(ya)(ya)歷(li)(li)山(shan)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)是(shi)(shi)希(xi)臘(la)文化最后(hou)集中(zhong)的(de)(de)(de)(de)地(di)方,因為亞(ya)(ya)歷(li)(li)山(shan)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)自己到過(guo)亞(ya)(ya)歷(li)(li)山(shan)大(da)(da)(da)(da)(da)(da),因此就建(jian)立了(le)當時(shi)北(bei)非的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)城,靠(kao)在(zai)(zai)地(di)中(zhong)海(hai)。但(dan)是(shi)(shi)他(ta)(ta)遠(yuan)在(zai)(zai)到亞(ya)(ya)洲之后(hou),我(wo)們知(zhi)道他(ta)(ta)很快就死(si)了(le)。之后(hou),他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)將托勒密(mi)管(guan)理當時(shi)的(de)(de)(de)(de)埃及(ji)區域。托勒密(mi)很重(zhong)視學(xue)(xue)(xue)問,就成立了(le)一(yi)個(ge)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)。這(zhe)(zhe)個(ge)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)就在(zai)(zai)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)王(wang)宮旁(pang)邊,是(shi)(shi)當時(shi)全世(shi)(shi)界最優(you)秀的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue),設(she)備非常好,有(you)許(xu)多(duo)書。很可(ke)惜(xi)由于宗(zong)教(jiao)的(de)(de)(de)(de)原因以及(ji)眾多(duo)的(de)(de)(de)(de)原因,現在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個(ge)學(xue)(xue)(xue)校已(yi)(yi)經(jing)被完(wan)全毀掉了(le)。當時(shi)的(de)(de)(de)(de)基督教(jiao)就不喜歡這(zhe)(zhe)個(ge)學(xue)(xue)(xue)校,已(yi)(yi)經(jing)被毀了(le),回(hui)教(jiao)人(ren)占領北(bei)非之后(hou)就大(da)(da)(da)(da)(da)(da)規模地(di)破壞、并(bing)焚燒圖(tu)書館的(de)(de)(de)(de)書。所以現在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個(ge)學(xue)(xue)(xue)校完(wan)全不存(cun)在(zai)(zai)了(le)。
歐(ou)幾(ji)里(li)得(de)(Euclid)是(shi)古(gu)希臘著名數學(xue)家(jia)、歐(ou)氏幾(ji)何學(xue)開創者。歐(ou)幾(ji)里(li)得(de)出生于(yu)雅(ya)典,當時雅(ya)典就是(shi)古(gu)希臘文(wen)明的(de)(de)中心。濃郁(yu)的(de)(de)文(wen)化氣(qi)氛深(shen)深(shen)地(di)感染(ran)了歐(ou)幾(ji)里(li)得(de),當他還是(shi)個十幾(ji)歲的(de)(de)少(shao)年(nian)時,就迫不及待地(di)想進入柏拉(la)圖學(xue)園(yuan)學(xue)習。
一(yi)天,一(yi)群年輕(qing)人(ren)來到位于雅典城郊外林蔭中的(de)(de)柏拉圖(tu)學(xue)(xue)(xue)園。只見(jian)(jian)學(xue)(xue)(xue)園的(de)(de)大門緊(jin)閉著,門口掛著一(yi)塊(kuai)木牌(pai)(pai),上面(mian)寫著:“不(bu)(bu)懂(dong)幾(ji)何者,不(bu)(bu)得入內(nei)! ”這(zhe)是(shi)當(dang)年柏拉圖(tu)親自立(li)下的(de)(de)規矩(ju),為的(de)(de)是(shi)讓學(xue)(xue)(xue)生們(men)知(zhi)道(dao)他(ta)對數(shu)(shu)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)重視,然而卻把前來求教(jiao)(jiao)的(de)(de)年輕(qing)人(ren)給(gei)鬧糊涂了(le)(le)。有(you)人(ren)在想,正是(shi)因為我不(bu)(bu)懂(dong)數(shu)(shu)學(xue)(xue)(xue),才要來這(zhe)兒求教(jiao)(jiao)的(de)(de)呀(ya),如果懂(dong)了(le)(le),還(huan)來這(zhe)兒做(zuo)什(shen)么?正在人(ren)們(men)面(mian)面(mian)相覷,不(bu)(bu)知(zhi)是(shi)進是(shi)退的(de)(de)時候,歐(ou)幾(ji)里得從人(ren)群中走(zou)了(le)(le)出來,只見(jian)(jian)他(ta)整了(le)(le)整衣冠,看了(le)(le)看那塊(kuai)牌(pai)(pai)子,然后果斷地推開了(le)(le)學(xue)(xue)(xue)園大門,頭也沒有(you)回地走(zou)了(le)(le)進去。
最早的(de)(de)(de)幾何學興起于公元前7世(shi)紀的(de)(de)(de)古(gu)(gu)埃及(ji),后經古(gu)(gu)希(xi)臘等人傳到古(gu)(gu)希(xi)臘的(de)(de)(de)都城,又借畢達哥拉斯學派系統(tong)奠(dian)基。在歐幾里得以(yi)前,人們(men)已經積累了許(xu)多幾何學的(de)(de)(de)知識(shi),然(ran)而這些知識(shi)當(dang)中,存在一個很(hen)大的(de)(de)(de)缺點和(he)不足(zu),就是缺乏系統(tong)性(xing)。大多數(shu)是片斷、零碎的(de)(de)(de)知識(shi),公理(li)與公理(li)之間、證明(ming)(ming)(ming)與證明(ming)(ming)(ming)之間并(bing)沒有什(shen)么(me)很(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)聯系性(xing),更不要(yao)說對公式和(he)定理(li)進行嚴格的(de)(de)(de)邏(luo)輯論(lun)證和(he)說明(ming)(ming)(ming)。
因此,隨著(zhu)社會(hui)經濟(ji)的(de)(de)繁榮和發(fa)展(zhan),特別是(shi)隨著(zhu)農林畜牧業(ye)的(de)(de)發(fa)展(zhan)、土地(di)(di)開發(fa)和利用的(de)(de)增多,把這些幾(ji)何(he)學(xue)知識加以(yi)條(tiao)理化(hua)和系統(tong)化(hua),成為一整套可以(yi)自圓其說(shuo)、前后(hou)貫通的(de)(de)知識體(ti)系,已經是(shi)刻不容緩,成為科(ke)學(xue)進步的(de)(de)大(da)勢所趨。歐幾(ji)里得通過早期(qi)對柏拉圖數學(xue)思想(xiang),尤其是(shi)幾(ji)何(he)學(xue)理論系統(tong)而(er)周詳的(de)(de)研究,已敏銳(rui)地(di)(di)察覺(jue)到了幾(ji)何(he)學(xue)理論的(de)(de)發(fa)展(zhan)趨勢。
他下定決心(xin),要在有(you)(you)生之(zhi)年(nian)完成這(zhe)(zhe)一(yi)工作,成為(wei)幾(ji)何(he)(he)第一(yi)人。為(wei)了(le)(le)完成這(zhe)(zhe)一(yi)重任(ren),歐幾(ji)里(li)(li)得(de)不辭(ci)辛(xin)苦,長途(tu)跋涉,從(cong)愛琴海邊的(de)(de)(de)雅典古城,來到尼羅河流域(yu)的(de)(de)(de)埃及新埠—亞歷山大城,為(wei)的(de)(de)(de)就是在這(zhe)(zhe)座新興的(de)(de)(de),但文化蘊藏豐富(fu)的(de)(de)(de)異(yi)域(yu)城市實現(xian)自己的(de)(de)(de)初衷(zhong)。在此地的(de)(de)(de)無數個(ge)日日夜夜里(li)(li),他一(yi)邊收集以(yi)往的(de)(de)(de)數學專著(zhu)和手稿(gao),向有(you)(you)關學者請(qing)教,一(yi)邊試(shi)著(zhu)著(zhu)書立說,闡(chan)明自己對幾(ji)何(he)(he)學的(de)(de)(de)理解(jie),哪怕(pa)是尚膚(fu)淺的(de)(de)(de)理解(jie)。經(jing)過歐幾(ji)里(li)(li)得(de)忘我的(de)(de)(de)勞動,終于在公(gong)元前300年(nian)結出(chu)豐碩的(de)(de)(de)果(guo)實,這(zhe)(zhe)就是幾(ji)經(jing)易稿(gao)而最終定形(xing)的(de)(de)(de)《幾(ji)何(he)(he)原本》一(yi)書。這(zhe)(zhe)是一(yi)部傳(chuan)世之(zhi)作,幾(ji)何(he)(he)學正是有(you)(you)了(le)(le)它(ta),不僅第一(yi)次實現(xian)了(le)(le)系統化、條(tiao)理化,而且又孕育(yu)出(chu)一(yi)個(ge)全新的(de)(de)(de)研究(jiu)領域(yu)——歐幾(ji)里(li)(li)得(de)幾(ji)何(he)(he)學,簡(jian)稱(cheng)歐氏幾(ji)何(he)(he)。直到今天,他所(suo)創作的(de)(de)(de)幾(ji)何(he)(he)原本仍然是世界各國學校(xiao)里(li)(li)的(de)(de)(de)必(bi)修課,從(cong)小學到初中、大學、再到現(xian)代(dai)高(gao)等學科都有(you)(you)他所(suo)創作的(de)(de)(de)定律(lv)、理論(lun)和公(gong)式(shi)應用。
在柏(bo)拉圖(tu)學(xue)(xue)派晚期導師(shi)普羅克洛斯(約410~485)的《幾何學(xue)(xue)發展概要》中,就(jiu)記載(zai)著這(zhe)樣一(yi)則故事,說的是數學(xue)(xue)在歐幾里(li)得的推動下,逐(zhu)漸成為人們生活中的一(yi)個(ge)時髦(mao)(mao)話題(這(zhe)與當今(jin)社(she)會截(jie)然相(xiang)反),以至于當時亞里(li)山大(da)國王托勒密(mi)一(yi)世(shi)也想趕這(zhe)一(yi)時髦(mao)(mao),學(xue)(xue)點(dian)兒幾何學(xue)(xue)。
雖然(ran)這(zhe)位國(guo)(guo)王(wang)見多識廣,但歐氏幾(ji)何(he)卻令他學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)很(hen)吃力(li)。于(yu)是(shi),他問歐幾(ji)里得“學(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)幾(ji)何(he)學(xue)(xue)(xue)(xue)有(you)(you)沒有(you)(you)什么捷(jie)徑可走?”,歐幾(ji)里得笑道(dao):“抱歉,陛下(xia)!學(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)數(shu)(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)學(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)一(yi)切科學(xue)(xue)(xue)(xue)一(yi)樣,是(shi)沒有(you)(you)什么捷(jie)徑可走的(de)。學(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)數(shu)(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue),人人都得獨立思考,就像種莊稼一(yi)樣,不(bu)耕耘是(shi)不(bu)會有(you)(you)收(shou)獲的(de)。在這(zhe)一(yi)方面,國(guo)(guo)王(wang)和(he)普通老百(bai)姓是(shi)一(yi)樣的(de)。” 從此(ci),“在幾(ji)何(he)學(xue)(xue)(xue)(xue)里,沒有(you)(you)專(zhuan)為(wei)(wei)國(guo)(guo)王(wang)鋪(pu)設的(de)大道(dao)。”這(zhe)句話成為(wei)(wei)千古(gu)傳誦的(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)箴言。
又有(you)則故事。那(nei)時候(hou),人(ren)(ren)們建造了高(gao)(gao)大的(de)金(jin)(jin)字(zi)塔,可是(shi)誰也不(bu)知道金(jin)(jin)字(zi)塔究竟有(you)多高(gao)(gao)。有(you)人(ren)(ren)這么說(shuo):“要想(xiang)測量(liang)金(jin)(jin)字(zi)塔的(de)高(gao)(gao)度,比登天還(huan)難(nan)!”這話傳到歐幾里(li)得耳朵里(li)。他笑著告訴別人(ren)(ren):“這有(you)什么難(nan)的(de)呢?當你的(de)影子(zi)(zi)跟(gen)你的(de)身體(ti)一樣長(chang)的(de)時候(hou),你去(qu)量(liang)一下金(jin)(jin)字(zi)塔的(de)影子(zi)(zi)有(you)多長(chang),那(nei)長(chang)度便等于(yu)金(jin)(jin)字(zi)塔的(de)高(gao)(gao)度!”
來(lai)拜歐(ou)幾(ji)里(li)得(de)為師,學(xue)習幾(ji)何(he)的人(ren),越(yue)來(lai)越(yue)多。有的人(ren)是來(lai)湊熱(re)鬧的,看到別人(ren)學(xue)幾(ji)何(he),他也學(xue)幾(ji)何(he)。斯托貝烏斯(約500)記述了另一則故事,一位學(xue)生曾(ceng)這(zhe)樣問歐(ou)幾(ji)里(li)得(de):“老(lao)師,學(xue)習幾(ji)何(he)會使我得(de)到什么好處?”歐(ou)幾(ji)里(li)得(de)思索了一下,請(qing)仆(pu)人(ren)拿點(dian)錢(qian)給(gei)這(zhe)位學(xue)生。歐(ou)幾(ji)里(li)得(de)說:給(gei)他三個錢(qian)幣,因為他想在學(xue)習中獲取實利(li)。
歐幾里德算(suan)法又(you)稱輾轉(zhuan)相除法,用于計(ji)算(suan)兩個整數(shu)a,b的最大公(gong)約數(shu)。
《幾何原(yuan)本》是一(yi)部集前人(ren)思想和(he)歐(ou)幾里得個人(ren)創(chuang)造性于一(yi)體(ti)的不朽之作(zuo)。這部書已經基(ji)本囊括了幾何學(xue)從公元前7世紀到古希(xi)臘(la),一(yi)直到公元前4世紀——歐(ou)幾里得生活時期——前后總共400多(duo)年(nian)的數學(xue)發展歷史。
它(ta)(ta)不僅保存(cun)了許多古(gu)希臘早期的(de)(de)(de)(de)幾何學(xue)(xue)理論,而且通過(guo)歐(ou)幾里(li)得開(kai)創(chuang)性的(de)(de)(de)(de)系統整理和完(wan)整闡述,使這(zhe)些遠古(gu)的(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)(xue)思(si)想發揚(yang)光大(da)。它(ta)(ta)開(kai)創(chuang)了古(gu)典數(shu)論的(de)(de)(de)(de)研究(jiu),在一系列(lie)公理、定義、公設的(de)(de)(de)(de)基礎上,創(chuang)立了歐(ou)幾里(li)得幾何學(xue)(xue)體(ti)系,成為用公理化方法(fa)建立起來的(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)(xue)演繹體(ti)系的(de)(de)(de)(de)最(zui)早典范。
全書共分13卷。書中包含(han)了5條“公理”、5條“公設”、23個(ge)定義和(he)467個(ge)命題。
在每一卷內容當中,歐幾(ji)里(li)得都(dou)采用(yong)了與前人完全(quan)不同的(de)敘(xu)述(shu)方式(shi),即先提出公(gong)理、公(gong)設和(he)定義,然后(hou)再(zai)由(you)簡(jian)到(dao)繁地證明(ming)它們。這(zhe)使得全(quan)書的(de)論述(shu)更加(jia)緊湊和(he)明(ming)快。
而在整部書的(de)內容安排上(shang),也同樣貫徹(che)了他的(de)這(zhe)種獨(du)具匠心的(de)安排。它由淺到深,從簡至(zhi)繁,先后論(lun)述了直(zhi)邊形、圓、比例論(lun)、相似形、數(shu)、立體(ti)幾何以及窮竭法等(deng)內容。其中有關窮竭法的(de)討(tao)論(lun),成為近代微(wei)積分思想的(de)來源。
照(zhao)歐氏幾何學的(de)體系,所有的(de)定理都是從一(yi)些確定的(de)、不需證(zheng)明(ming)(ming)而礴然為(wei)真的(de)基(ji)本命題(ti)即公(gong)理演繹(yi)出(chu)(chu)來的(de)。在這種(zhong)演繹(yi)推理中(zhong),對定理的(de)每個(ge)證(zheng)明(ming)(ming)必(bi)須或者以公(gong)理為(wei)前提,或者以先前就已被證(zheng)明(ming)(ming)了(le)的(de)定理為(wei)前提,最后做出(chu)(chu)結(jie)論。對后世產生了(le)深遠的(de)影響。
他最著(zhu)名的(de)(de)著(zhu)作《幾(ji)(ji)何原本》是歐(ou)洲數學的(de)(de)基礎,總結(jie)了平(ping)面幾(ji)(ji)何五大公設(she),被廣泛的(de)(de)認為(wei)是歷(li)史上最成功的(de)(de)教科書(shu)。歐(ou)幾(ji)(ji)里得也寫了一些關于透視(shi)、圓錐(zhui)曲線、球面幾(ji)(ji)何學及數論的(de)(de)作品。歐(ou)幾(ji)(ji)里得使(shi)用了公理(li)化的(de)(de)方法。這一方法后來成了建立(li)任(ren)何知識體(ti)系的(de)(de)典范,在差(cha)不多(duo)二千年(nian)間,被奉為(wei)必(bi)須遵守的(de)(de)嚴密思維的(de)(de)范例。
除了《幾(ji)何(he)原本》之外,他還有不(bu)少著(zhu)作,可惜大都失傳(chuan)。歐幾(ji)里得還有另(ling)外五(wu)本著(zhu)作流(liu)傳(chuan)至今(jin)。它們與《幾(ji)何(he)原本》一樣,內(nei)容都包含定(ding)義(yi)及證明(ming)。
《已(yi)知數》(Data)是(shi)除《原本(ben)(ben)》之外惟(wei)一保存下來的(de)他的(de)希臘(la)文純粹幾(ji)何著作,體例和《原本(ben)(ben)》前6卷相近(jin),包括94個命題。指出若圖形中某些元(yuan)素已(yi)知,則另外一些元(yuan)素也可以確定。
《圓形(xing)的(de)分(fen)(fen)割》(On divisions of figures)現存拉丁文(wen)本與(yu)阿拉伯(bo)文(wen)本,論述用直線將已知圖形(xing)分(fen)(fen)為相等的(de)部分(fen)(fen)或成(cheng)比例的(de)部分(fen)(fen),內容與(yu)希羅(Heron of Alexandria)的(de)作品相似(si)。
《反射(she)光學(xue)》(Catoptrics)論(lun)述反射(she)光在數學(xue)上的理論(lun),尤其(qi)論(lun)述形(xing)在平面(mian)及凹(ao)鏡上的圖像。可是(shi)有人置疑這本(ben)書是(shi)否真正出自歐幾里得(de)之手,它的作(zuo)者可能是(shi)塞翁(weng)(Theon of Alexandria)。
《現象》(Phenomena)是一本(ben)關于(yu)球面天文學的論文,現存希臘文本(ben)。這(zhe)本(ben)書與奧托呂(lv)科(ke)斯(si)(Autolycus of Pitane)所寫的On the Moving Sphere相似(si)。
《光學》(Optics)早期幾何(he)光學著作(zuo)之一,現存希(xi)臘(la)文本(ben)。這本(ben)書主要研(yan)究透視(shi)問題,敘述光的入(ru)射角(jiao)等(deng)于反射角(jiao)等(deng)。認為視(shi)覺是(shi)眼睛(jing)發出光線到(dao)達物體的結果。還有(you)一些著作(zuo)未能確定(ding)是(shi)否屬于歐(ou)幾里(li)得(de),而且已經散失(shi)。