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毕达哥拉斯及其学派的故事

毕达哥拉斯(pythagoras,约公元前580~前500)生于萨摩斯(今希腊东部小岛),他是希腊著名哲学家、数学家,天文学家,也是从事政治、宗教活动与科学研究的毕达哥拉斯教派的首领。

在古希腊早期的数学家中,毕达哥拉斯的影响是最大的。他在数学上有许多重要的贡献,例如:在几何学方面,毕达哥拉斯学派证明了““三角形内角之和等于两个直角”的论断,研究了黄金分割;发现了正五角形和相似多边形的作法;还证明了正多面体只有五种——正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体。 

     

 年轻时毕达哥拉斯像其他富家子弟的那样曾到巴比伦和埃及去游学,因而受到了东方文明的影响与熏陶。回国之后毕达哥拉斯创建了政治、宗教、数学合一的秘密学术团体,就是毕达哥拉斯学派。这个学派有一些看起来与众不同的很奇怪的教规,他们的活动都是秘密的,并且在教派中笼罩着一种不可思议的神秘气氛。

据说该学派还有这样一些规定,每个新入学的学生都得宣誓严守秘密,并终身只加入这一学派。还有要将一切发明都归之于学派的领袖,并且要严格保密,不能告诉别人,以致后人在研究这个学派的成就的时候,弄不清楚一些知识究竟是谁在何时发明的。由于该教派教规是把政治、宗教和数学研究活动交织在一起的,后人很难理解为什么数学研究的活动和成果变成了秘密的工作。

毕达哥拉斯学派认为数最崇高,最神秘,他们所讲的数是指整数。“万物皆数”,就是说宇宙间各种关系都可以用整数或整数之比来表达。

毕达哥拉斯哲学是以这样一个假定为基础的,即整数是人和物质的各种各样的性质之起因。这就导致对于数的性质的阐述与研究,并且同算术(作为数的理论)、几何学、音乐、球面学(天文学)一起,构成毕达哥拉斯研究计划的基本课程,称为四艺;再加上文法、逻辑和修辞学三科,是中世纪受教育的人必修的七门课。

毕达哥拉斯的另一贡献是发现了毕达哥拉斯定理(即勾股定理)。但是他的一个名叫希帕索斯的学生在学习研究勾股定理的时候发现了,边长为1的正方形,它的对角线(根号2)却不能用整数之比来表达。这一发现实际上是推翻了教派原来的论断,触犯了这个学派的信条。他们不许希帕索斯泄露存在根2(即无理数)的秘密,但是天真的希帕索斯在无意中向别人谈到了他的发现的事实。后来毕达哥拉斯教派为了维护教派的信条,以破坏教规为理由将希帕索斯装进大口袋扔进了大海。希帕索斯因为发现了根号2“无理数”的存在,揭示了一个科学的真理付出了生命的代价。

同时该教派犯下了将发现无理数存在的教派成员、毕达哥拉斯的学生希帕索斯迫害致死的罪行。这是数学史上一个最著名的悲剧。他那传奇般的一生给后代留下了许多的故事与传说。

然而像根号2这样的“无理数”存在的事实,却不可能一扔了之,由此引发了数学史上第一次危机,也带来了数学思想一次大的飞跃。认识无理数的存在告诉我们,矛盾的存在说明人的认识还具有某种局限性,需要有新的思想和理论来解释。我们只有突破固有思维模式的束缚,才能开辟新的领域和方向,科学才能够继续发展。

科学无止境,认识无禁区,那些事先为科学设定条条框框的,最后将变成阻碍科学进步的阻力,必然被时代的所抛弃。

毕达哥拉斯定理对数学的发展起到了巨大的推进作用,他的数的认识在音乐、天文、哲学方面都有应用,也做出了一定贡献,首创地圆说,认为日、月、五星都是球体,浮悬在太空之中。

毕达哥拉斯学派明显地倾向于贵族政治,并且在社会上的影响越来越大,以致南意大利的民主力量推毁了该学校的建筑并迫使该团体解散。据说,毕达哥拉斯逃到了梅塔庞通(metapontum)并死在那里,也许是在75岁到80岁的高龄时被杀的。该团体虽然形式上解散了,但实际上还继续存在至少二百年之久。

小故事之一:

传说他是一个非常优秀的教师,他认为每一个都该懂些几何。有一次他看到一个勤勉的穷人,他想教他学习几何,因此对此人建议:如果这人能学懂一个定理,那么他就给他一块钱币。这个人看在钱份上就和他学几何了,可是过了一个时期,这学生对几何却产生了非常大的兴趣,反而要求毕达哥拉斯教快一些,并且建议:如果老师多教一个定理,他就给一个钱币。不需要多少时间,毕达哥拉斯把他以前给那学生的钱全部收回了。

小故事之二:

毕氏建立毕达歌拉斯兄弟会,崇拜整数、分数为偶像,他们认为透过对数的了解,可以揭示宇宙神秘,使他们更接近神,事实是一个宗教性社团组织。入会时需宣誓不得将数学发现公诸于世,甚至在毕氏死后,有成员因公开正12面体可由12个正五边形构成的发现而被迫浸水致死。他们集中注意于研究自然数和有理数,特别是完美数,它是本身正因子(除了本身之外)之和,例如:6=1 2 3、28=1 2 4 7 14。他们认为上帝因为6是完美的,因此选择以6天创造万物,且月亮绕行地球一周约28天。

小故事之三:

毕达哥拉斯有次应邀参加一位富有政要的餐会,这位主人豪华宫殿般的餐厅铺着是正方形美丽的大理石地砖,由于大餐迟迟不上桌,这些饥肠辘辘的贵宾颇有怨言;但这位善于观察和理解的数学家却凝视脚下这些排列规则、美丽的方形磁砖,其实毕达哥拉斯不光是在欣赏磁砖的美丽,而是他在想这些边长之间的数学关系,他拿画笔在地板上画着比着,选了一块磁砖以它的对角线 ab为边画一个正方形,他发现这个正方形面积恰好等于两块磁砖的面积和。他觉得很有趣,继续研究着他的发现。于是又用两块磁砖拼成的矩形之对角线作另一个正方形,他发现这个正方形之面积等于5块磁砖的面积,也就是以两股为边作正方形面积之和。至此毕达哥拉斯作了大胆的假设: 任何直角三角形,其斜边的平方恰好等于另两边平方之和。那一顿饭,这位古希腊数学大师,视线都一直没有离开地面。

小故事之四:

毕达哥拉斯很少公开露面,他虽然向学生教授数学和哲学,但绝不允许学生将之是外传,也因为兄弟会隐瞒数学发现,渐渐引起居民的畏惧、妄想和猜忌。后来因学派介入了政治事件,与当地行政当局发生冲突,终于诱使居民毁了这学派,80岁时毕氏在一次夜间骚乱中被杀,而避居国外的信徒,继续传播他们的数学真理。

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