2109. 格雷戈里·圣文森特是最厉害的化圆为方研究者,他的研究让他发现了很多真理:他找到了双曲线弧的性质,后来纳皮尔的对数也因此被称为双曲对数。蒙图克拉提到他时,说得既巧妙又实在:从来没有人能凭着这么高的天赋去研究化圆为方,而且除了他的主要目标没实现,其他方面的成就都这么大。——德·摩根,A. 《悖论集锦》(伦敦,1872),第70页。
格雷戈里·圣文森特,乃最杰出之化圆为方研究者,其研究使他发现诸多真理:他找到双曲线弧之性质,后纳皮尔对数因此被称为双曲对数。蒙图克拉言及他,语带巧妙而实在:从未有人凭如此高天赋研化圆为方,且除主要目标未达,其他方面成就斐然。——德·摩根,A.《悖论汇编》(伦敦,1872),七十页。
2110. 我学到几何的时候,知道了有一个命题,几百年来人们一直在找它的证明方法,我就忍不住想试试自己能不能找到。要是我承认直到现在还坚信自己成功了,你大概会觉得我很傻吧。——波尔查诺,伯纳德。《自传》(维也纳,1875),第19页。
吾学几何时,知有一命题,数百年间人皆求其证明,吾不禁欲试己能。若吾坦言至今仍信己成功,君或谓吾愚也。——波尔查诺,伯纳德。
《自传》(维也纳,1875),十九页。
2111. 《平行线理论》
众所周知,要完善这一理论,只需证明以下命题,而欧几里得将其作为公理假定:
命题:若两条直线Ec和db与第三条直线cp所形成的内角EcF和dbc之和小于两个直角,则这两条直线若充分延长,必将相交。
[插图:一幅用于辅助证明的平行线和相交线几何图]
证明:作pcA等于cbd的补角pbd,再作EcF、FcG等角,每一个都等于AcE,这样AcF=2·AcE,AcG=3·AcE,依此类推。那么,无论角AcE有多小,总存在某个数n,使得n·AcE=Ach等于或大于Acp。
再者,取bI、IL等线段,每一段都等于cb,并作IK、Lm等与bd平行,那么图形Acbd、dbIK、KILm等都是全等的,且AcIK=2·Abcd,AcLm=3·Acbd,依此类推。
取AcNo=n·Acbd,其中n与表达式Ach=n·AcE中的n取值相同,那么AcNo必然小于Acp,因为AcNo必须加上oNp才能等于Acp。由此可知,AcNo也小于Ach,取两者的n分之一,可得Acbd小于AcE。
但如果AcE大于Acbd,那么cE和bd必定相交,因为否则的话,AcE就会是Acbd的一部分。
——《数学杂志》,第2卷(1834年),第198页
《平行线论》
盖欲完此论,唯证一义足矣,欧几里得尝以之为公理:
题曰:两线Ec、db与第三线cp所成内角EcF、dbc,其和若小于二直角,则两线延长之,必相交。
[图注:绘平行线与相交线,以辅证]
证曰:作pcA等于cbd之补角pbd,复作EcF、FcG诸角,各等于AcE,使AcF=2·AcE,AcG=3·AcE,余类推。然则无论AcE多微,必有数n,使n·AcE=Ach,或等于Acp,或大于之。
又取bI、IL诸段,各等于cb,作IK、Lm平行于bd,则形Acbd、dbIK、KILm皆全等,且AcIK=2·Abcd,AcLm=3·Acbd,余类推。
取AcNo=n·Acbd,n与Ach=n·AcE之n同,则AcNo必小于Acp,因AcNo必加oNp乃等于Acp。由此知AcNo亦小于Ach,取其n分之一,则Acbd小于AcE。
若AcE大于Acbd,则cE与bd必相交,否则AcE将为Acbd之一部。
——《算学杂志》二卷(1834年),百九十八页
2112. 你确定用欧几里得的方法无法三等分角吗?我不必为尝试此事白费哪怕一小时而懊悔,但我觉得,我们认为这件事做不到,更多是一种直觉、一种感觉,而非有确凿的证明。不过,一个世纪前,高斯用直尺和圆规作出正十七边形,在当时看来,不也几乎是不可能的吗?——汉密尔顿,w. R.
《致德·摩根的信》(1852年)
子果信欧几里得法不能三分角乎?吾未尝以试此而悔掷寸阴,然觉世人谓其不可,多出于直觉,非有确证。昔高斯以规尺作十七边正形,百年前视之,不亦类于不可能乎?——哈密尔顿《与德摩根书》(1852年)
2113. 这些几何悖论案例中,有一个颇为奇特:弗吉尼亚大学的一名学生(我不确定是不是毕业生)声称,几何学家们假定直线没有厚度是错误的。他基于自己的观点出版了一本学校几何学教材,还得到了纽约一位知名教育官员的认可,并且凭借这一点,这本书差点就被纽约的公立学校采纳为教科书。
——纽康姆,西蒙《天文学家回忆录》(波士顿与纽约,1903年),第388页
几何悖论中,有一事甚奇:弗吉尼亚大学一士(未知是否及第),谓几何家假定直线无厚为谬。遂据己说撰《几何学》,得纽约名学官之许,几为纽约官学所采。
——纽康姆《星历家忆录》(波士顿、纽约,1903年),三百八十八页
2114. 直线和圆最显着的区别是什么,又是什么让它们在初等几何中得以明确区分?是它们的自相似性。直线的每一寸都与其他任何一寸重合,圆的每一段弧都与同圆的其他任何一段弧重合。那么,欧几里得的不足在哪里呢?在于他没有引入具有同样性质的第三种曲线——螺旋线。直线、圆、螺旋线——它们分别代表平移、旋转以及两者的结合——本应成为几何学的工具。要是有了螺旋线,我们就绝不会听说三等分角、化圆为方等问题是不可能的了。——德·摩根,A.引自格雷夫斯《w. R. 汉密尔顿爵士生平》第3卷(纽约,1889年),第342页
直线与圆,何者最别?何以于初等几何中分判明晰?盖其自相似也。直线寸寸相契,圆孤段段相合。欧几里得之阙,在未引入第三类曲线——螺线,其性亦同。直线、圆、螺线,各表平移、旋转及二者之合,当为几何之器。若有螺线,必不闻三分角、化圆为方等事之不可也。——德摩根引自《哈密尔顿爵士传》三卷(纽约,1889年),三百四十二页
2115. 唯有疯狂的数学不受束缚,
它太过癫狂,世俗的锁链无法将其捆绑,
时而凝视纯粹的空间,欣喜若狂,
时而绕着圆奔跑,却以为找到了方形。
——蒲柏,亚历山大《愚人志》,第4卷,第31-34行
唯狂算不羁,
疯甚难羁以俗链,
时凝太空目狂喜,
旋绕圆周谓得方。
——蒲柏《愚士篇》四卷,31-34句
2116. 或者,这是不是一个刁钻的想法,想借此获得优势,
让务实的灵魂保持活跃,
就像那珍贵的化学粉末,或是令人困惑的化圆为方问题?
——夸尔斯,菲利普引自德·摩根《悖论集锦》(伦敦,1872年),第436页
抑或此乃狡计,欲求一长,
使务实之魂常醒,
如彼奇药,或惑人之化圆为方欤?
——夸尔斯引自《悖论汇编》(伦敦,1872年),四百三十六页
2117. 就像那几何学家,费尽心力
想要测量圆,却一无所获,
思索着他所需要的原理。
——但丁
——《天堂》,第33篇,第122-125行
[就像那位老练的几何学家,
他试图化圆为方,却苦于没有
能指引他前行的法则。[12]]
——引自弗兰克兰《欧几里得的故事》(伦敦,1902年),第101页
[12] 关于这几行诗的另一种译本,见1858条。
如彼几何家,殚精竭虑
欲量圆体,终无所获,
苦思其所需之理。
——但丁《天境》三十三章,122-125句
[犹彼老几何,
欲化圆为方,而无术以导其行。[12]]
——引自《欧几里得传》(伦敦,1902年),百一页
[12] 此数句另译见1858条
2118. 在数学方面,他比第谷·布拉赫或埃拉·佩特都要高明:
因为他能用几何尺度,
量出酒罐的大小;
用符号和正切,直接算出
面包或黄油是否缺斤少两;
还能用代数,巧妙地说出
一天中时钟敲响的时刻。
——巴特勒,塞缪尔《休迪布拉斯》,第一部分,第一章,第119-126行
其于算学,胜
第谷、埃拉多也:
以几何尺度,
可量酒瓮之容;
用符号正切,直算
面包、黄油之亏盈;
又以代数,巧言
钟鸣之时。
——巴特勒《胡迪布拉斯》一卷一章,119-126句
2119. 我常常感到惊讶,数学作为真理的精髓,仰慕者竟如此之少,且热情淡薄。经过反复思考和细致探究,我终于找到了原因:尽管理性得到了满足,想象力却备受冷落;当理性在它专属的乐园中尽情享受时,想象力却在枯燥的沙漠中疲惫跋涉。——柯勒律治,塞缪尔《一个数学问题》
吾常怪算学为真理之菁华,而好之者寡且淡。深思细究,方知其故:盖理虽得飨,而象却受饿;理游于其乐园,象疲于其荒漠也。——柯勒律治
《一算题》
2120. 最后我们走进宫殿,来到觐见厅,只见国王端坐在宝座上,两旁侍立着达官显贵。宝座前的大桌上摆满了地球仪、天球仪和各种各样的数学仪器。尽管我们进来时,宫中侍从纷纷避让,动静不小,但国王丝毫没有留意我们。他当时正埋头演算一道难题,我们等了一个小时,他才解出来。国王身边各站着一个年轻侍从,手里拿着拍子。看到国王有空了,一个侍从轻轻拍了拍他的嘴,另一个拍了拍他的右耳。国王像突然惊醒似的吓了一跳,目光转向我和同行的人,才想起我们来的缘由——他之前已经听说了。他说了几句话,立刻就有一个拿着拍子的年轻人走到我身边,轻轻拍了拍我的右耳。我赶紧使劲摆手,表示自己不需要这玩意儿。后来我才发现,这让国王和整个宫廷对我的智力评价很低。我猜国王问了我几个问题,我也用自己会的所有语言跟他打招呼。发现彼此语言不通后,按照国王的吩咐,我被带到宫里的一间住处(这位君主在款待异乡人方面,比他的历任先王都要周到),还派了两个仆人照顾我。晚餐送来了,有四位贵族陪我一起吃。饭菜分两道,每道又各分三道菜。第一道里,有一块切成等边三角形的羊肩肉,一块切成菱形的牛肉,还有一个做成摆线形状的布丁。第二道是两只捆成小提琴形状的鸭子,像长笛和双簧管的香肠和布丁,还有一块做成竖琴形状的牛胸肉。仆人们把面包切成圆锥体、圆柱体、平行四边形和其他几种几何图形。——乔纳森·斯威夫特
——《格列佛游记;勒皮他游记》第二章
终入宫殿,至觐见之所,见王坐于宝座,两侧皆贵近之臣。座前大几,罗列地球、天球及诸般算器。吾辈入时,宫人居士纷然避让,声息颇着,然王竟未之顾。盖其时王方潜心一难题,吾辈侍立逾时,乃得解。王侧各有一少年侍从,手持拍板。及王稍闲,一侍轻拍其口,一侍轻拍其右耳。王骤惊,如梦中醒,顾吾与同行者,始忆吾辈来意——其先已闻之矣。王言数语,即有持板少年至吾侧,轻拍吾右耳。吾亟摇手示意,不需此物。后乃知,此举令王及满朝皆轻吾智。度王所问,吾以所知诸语对之,终莫能通。王遂命吾居宫中一室(此王待客之礼,逾于先代),且遣二仆侍之。晚餐至,有四贵臣陪食。食分两俎,每俎三馔。首俎:羊肩肉切为等边三角,牛肉为菱形,布丁作摆线形。次俎:双鸭捆为提琴状,香肠、布丁类长笛、双簧管,牛胸肉则为竖琴形。仆辈切面包为圆锥、圆柱、平行四边形及诸般几何之形。——斯威夫特《格列佛游记·勒皮他游记》第二章