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非欧几何的奇迹:俄国数学家罗巴切夫斯基的发现

时间:2023-11-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:“非欧几何有几个发现者,其中一个发现者是俄国数学家罗巴切夫斯基,他说‘数学迟早都会有用’。你知道吗,他讲这句话时,他的喀山大学校长职位被停,而他的非欧几何工作不受重视。在他去世12年之后,人们才了解他的工作的重要性。”

非欧几何的奇迹:俄国数学家罗巴切夫斯基的发现

每一个人都是天才,但如果你用爬树能力来断定一条鱼有多大本事,那它整个人生都会相信自己是愚蠢不堪!

——爱因斯坦

科学中的一些确定的理论并非一定是真理。

——1995年诺贝尔生理学或医学奖得主刘易斯(Edward B.Lewis)

在科学上,要得到正确的东西,总要先犯很多错误。一旦你把所有的错误都犯过之后,那最后就是正确的结果了。

——李政道

有几个瞎子摸一只象。有的摸到象牙,就说大象萝卜;有的摸到象耳,就说大象像簸箕;有的摸到象腿,就说大象像柱子;有的摸到尾巴,就说大象像一条蛇,各执己见,争论不休。比喻看问题不全面,以偏概全。

——改编自《大般涅槃经》

早上,我在采石矿湖公园的石桌上看书和做研究,看到湖面上有许多野鸭在浮游,听到公园树丛中有许多不知种类的鸟的啼叫声,心情舒畅许多。

突然,我听到旁边有动物跑动的声音,抬头一看,竟然有一只小鹿正在好奇地瞪着我。我在附近住了五年,常来这里散步,从来没有看到或听说公园有鹿,今天意外地第一次遇到,真是令我吃惊。

后来小鹿掉头跑了,我目送它走远。最后我恢复平静,又钻研起我的数学问题。过不久,我又听到身后有脚步声,于是转身一看,我很高兴看到老朋友出现。

小王子,你来了。怎么样?想不想听我讲故事?”

“好久没有找你,今天就是想听你讲故事。”

“好!我先给你一个数学问题考虑,如你能得到答案,我就讲一个有关它的故事。”

“好,那么你就提问吧!”

“有一只熊,向南走一里,然后向东走一里,最后向北走一里。它却发现它回到原来的出发点,请问这熊是什么颜色?”

“这个问题出的真是奇怪,怎么有可能发生这样的事情?而且熊身上的颜色与这问题有什么关系?颜色是一种属性,和数学没有什么关系,真是莫名其妙。”(www.xing528.com)

“你讲得不对,是有关系的。”

“有点像脑筋急转弯的问题,对不起,我很愚钝,真的想不出。而且有一点不合理的地方:一只熊从一个地点出发,向南走一里,向东走一里,又向北走一里,怎么都不可能回到原出发地,而你竟然说它回到原出发点,这是不可能的事。我真的不知道答案是什么。”小王子用茫然的眼睛凝视着我。

“你要不要再考虑下?”

“我想我不要伤脑筋了,你快告诉我答案吧,我放弃。”

“答案:这只熊是北极熊,它在北极的顶端,向南出发一里,是绕着北极到南极的经线大圆圈走到A。向东一里是绕着纬线圆圈,然后向北就是朝北极顶端的经线大圆圈走一里。当然是会回到原出发点O。

北极只有白色的北极熊,因此它的颜色是白色。”

“谁想出这无聊的问题呢?”

“这是匈牙利数学家乔治·波利亚(George Polya)在他的数学名著《怎样解题》(How to Solve)里提出的问题。不是什么无聊的问题。”

波利亚

“你可以讲一点关于他的故事吗?”

“他是一个很好的数学家,在群论、分析、组合数学上有很大的贡献,后来他从匈牙利移居美国,在我们附近的斯坦福大学数学系任教,我以前执教大学的理学院院长兰格(Lange)是他的学生。我以后会介绍他的一些数学工作,现在斯坦福大学数学系图书馆有一个玻璃框存放有关他的相片和手稿资料以纪念他。”

“为什么你会想这个问题呢?”

“我今天在公园看到一只小鹿出现,以前我从来没有想到这里会有鹿。看到以后真是让我吃惊。数学里也有许多这样的现象,最初人们认为地球是平面,所以建立的几何是欧几里得的平面几何。但是几何不是单单平面那一种,还存在一些另类的几何——非欧几何。

我告诉你的问题就是属于另一类几何的现象。”

“我明白了,请你告诉我这种另一类的几何与平面几何有什么不一样。它会有什么用处?”

“非欧几何有几个发现者,其中一个发现者是俄国数学家罗巴切夫斯基(Nikolas I.Lobachevsky,1792—1856),他说‘数学迟早都会有用’。你知道吗,他讲这句话时,他的喀山大学校长职位被停,而他的非欧几何工作不受重视。在他去世12年之后,人们才了解他的工作的重要性。”

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