数学之源——欧几里得几何( 二 )

欧氏几何源于公元前3世纪 。 古希腊数学家欧几里德把人们公认的一些几何知识作为定义和公理(公设) , 在此基础上研究图形的性质 , 推导出一系列定理 , 组成演绎体系 , 写出《几何原本》 , 形成了欧氏几何 。 按所讨论的图形在平面上或空间中 , 又分别称为“平面几何”与“立体几何” 。

其中公理五又称之为平行公设(Parallel Postulate) , 叙述比较复杂 , 并不像其他公理那么显然 。 这个公设衍生出“三角形内角和等于一百八十度”的定理 。 在高斯(F. Gauss)的时代 , 公设五就备受质疑 , 俄罗斯数学家罗巴切夫斯基(Nikolay Ivanovitch Lobachevski)、匈牙利人波尔约(Bolyai)阐明第五公设只是公理系统的一种可能选择 , 并非必然的几何真理 , 也就是“三角形内角和不一定等于一百八十度” , 从而发现非欧几里得的几何学 , 即“非欧几何”(non-Euclidean geometry) 。

另一方面 , 欧几里得几何的五条公理并未具有完备性 。 例如 , 该几何中有定理:在任意直线段上可作一等边三角形 。 他用通常的方法进行构造:以线段为半径 , 分别以线段的两个端点为圆心作圆 , 将两个圆的交点作为三角形的第三个顶点 。 然而 , 他的公理并不保证这两个圆必定相交 。 因此 , 许多公理系统的修订版本被提出 , 其中有希尔伯特公理系统 。

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