柏拉图(8)〈古时候最伟大的哲学和数学导师〉江铭辉 五梦网
(五)重视演绎法
从若干个判断出发来获得一个新判断的逻辑方法叫做推理,其中作为推理根据的判断叫做前提,从中得出的新判断。推理通常分演绎、归纳和模拟三种。以一般情形的判断作为前提,特殊情形的判断作为结论的推理叫做演绎推理。例如:任一自然数,若其数字之和是3的倍数,则此数也是3的倍数(前提:一般情形),今自然数456数字之和4+5+6=15是3的倍数,因此456是3的倍数(结论:特殊情形)。
演绎推理法是由泰尔斯(Thales)所创,柏拉图进一步强调其重要性,再经亚理斯多德(Aristotle)系统化,建立起逻辑学,欧几里德(Euclid)的名著〈几何原本〉是演绎数学体系最早、最完整的典范。
柏拉图的重视演绎法,可由下述知晓:
柏拉图在〈理想国〉第6章说:「研究几何、算术的人,首先要假定奇数、偶数、三种类型的角及各学科中诸如此类的东西是已知的……,他们从这些假设出发,往下推论,直至最后得出他们的结论。」这段话说明,从一些公认的假设出发进行演绎证明在当时已被数学家们普遍接受,并受到柏拉图的赞美。事实上柏拉图十分重视纯推理的演绎法,并强调用直尺和圆规推理几何学的重要。根据普鲁塔克(Plutarch)的记述。当柏拉图听说他的弟子尤多克萨斯(Eudoxus)用机械工具来解决“立方倍积”的几何作图问题时,愤愤地抨击说:「这种方法,只能导致几何学背离了抽象推理,求助于物质。」柏拉图这种纯理性的推理,对于往后欧几里德几何的公理演绎体系帮助极大,但其副作用也很大,古希腊的实验科学和机械学受到哲学家的漠视,以致长期处于相对落后的状态。
(六)给几何的概念、公理明确阐述
柏拉图及其学生亚里士多德继承前辈泰尔斯(Thales)和毕达哥拉斯(Pythagoras)的几何学传统,对几何学的系统化和论证做出很大贡献。
他们开始给出几何的定义和公理,例如:“等量减等量其差相等”;“点是直线的开端”或“点是不可割的线”;“线是无宽度的长它是面的界限”,“面是体的界限”……等等。几何学被奠定在逻辑的基础上,柏拉图功不可没。欧几里德的许多定义和公理都由此做基础再出发。
(七)发展立体几何学
柏拉图也推动了立体几何学的发展,这门学问,在他之前长期被希腊数学家所忽视,他的学派研究了棱柱、圆柱等,并证明了立体几何学中的许多定理。
(八) 柏拉图与立方倍积的故事
在厄拉托西尼(Eratosthenes)的一本书中记载有:
公元前四百年左右,瘟疫蹂躝着整个希腊。爱琴海中第罗斯(Delos)岛上瘟疫尤其厉害,到处充满着失去亲人的哀号和病人的呻吟交织声,可说一片凄凉。于是人们祈求太阳神〈阿波罗〉却除瘟疫。阿波罗神庙的负责人对祷告的众人说:「奉阿波罗神谕:要去除瘟疫,须把神殿前立方体的祭坛体积增大到原来的两倍,祂就会免除你们的灾难,保佑你们。」
众生听了庙祝的话,赶紧日以继夜地改造神庙的祭坛,把祭坛每边扩充到原来的两倍,很快就把祭坛重新建好了。
新的祭坛虽然已改造完毕,瘟疫不但仍在横行,而且更加猖獗,众生大惑不解。于是焦急的长老,赶快去请教著名的哲学家兼数学家〈柏拉图〉请教神谕不灵的原因,他们不是已按照神谕将祭坛改造了吗?柏拉图与众人到了新祭坛,一望之下,柏拉图立刻指出祭坛造形出了问题,他说:「你们弄错了,谁叫你们把祭坛每边扩大二倍,这样体积不就成为原来的八倍了吗?神当然更生气了。」这时大家才怳然大悟。那么若要使体积成为二倍,各边要增加多少?这就是古希腊著名的三大作图难题中的立方倍积问题。从此以后,立方倍积问题也叫第罗斯问题。自它出现后,二千多年来,吸引许多数学家前赴后继不断地研究。后来法国数学家万釆尔(P. L. Wantzel)于1837年证明了根据尺、规作图准则,无法作出。