几何学


几何学 (正體)

几何学geometry)是研究空间关系数学分支,有时简称为几何
几何是近代数学的两大领域之一,另外一个是研究数量关系的领域。
现代概念上的几何其抽象程度和一般化程度大幅提高,并与分析抽象代数拓扑学紧密结合,很多分支几乎无法认出是从早期的几何学传承而来。

目录

简史

几何一词源于《几何原本》的翻译。《几何原本》是世界数学史上影响最为久远,最大的一部数学教课书。《几何原本》传入中国,首先应归功于末科学家徐光启徐光启利玛窦《几何原本》中译本的一个伟大贡献是确定了研究图形的这一学科中文名称为“几何”,并确定了几何学中一些基本术语的译名。“几何”的原文是“geometria”,徐光启利玛窦在翻译时,取“geo”的音为“几何”(明朝音: gi-ho),而“几何”二字中文原意又有“衡量大小”的意思。用“几何”译“geometria”,音义兼顾,确是神来之笔。几何学中最基本的一些术语,如点、线、直线、平行线、角、三角形和四边形等中文译名,都是这个译本定下来的。这些译名一直流传到今天,且东渡日本等国,影响深远。

几何学有悠久的历史。最古老的欧氏几何基于一组公设和定义,人们在公设的基础上运用基本的逻辑推理构做出一系列的命题。可以说,《几何原本》是公理化系统的第一个范例,对西方数学思想的发展影响深远。

一千年后,笛卡儿在《方法论》的附录《几何》中,将坐标引入几何,带来革命性进步。从此几何问题能以代数的形式来表达。实际上,几何问题的代数化在中国数学史上是显著的方法。[来源请求]笛卡儿的创造,是否有东方数学的影响在里面,由于东西方数学交流史研究的欠缺,尚不得而知。

欧几里得几何学的第五公设,由于并不自明,引起了历代数学家的关注。最终,由罗巴切夫斯基和黎曼建立起两种非欧几何。

几何学的现代化则归功于克莱因希尔伯特等人。克莱因在普吕克的影响下,应用群论的观点将几何变换视为特定不变量约束下的变换群。而希尔比特为几何奠定了真正的科学的公理化基础。应该指出几何学的公理化,影响是极其深远的,它对整个数学的严密化具有极其重要的先导作用。它对数理逻辑学家的启发也是相当深刻的。

古代几何学

几何最早的有记录的开端可以追溯到古埃及(参看古埃及数学),古印度(参看古印度数学),和古巴比伦(参看古巴比伦数学),其年代大约始于前3000年。早期的几何学是关于长度角度面积体积的经验原理,被用于满足在测绘建筑天文,和各种工艺制作中的实际需要。在它们中间,有令人惊讶的复杂的原理,以至于现代的数学家很难不用微积分来推导它们。例如,埃及和巴比伦人都在毕达哥拉斯前1500年就知道了毕达哥拉斯定理(勾股定理);埃及人有方形棱锥的锥台(截头金字塔形)的体积的正确公式;而巴比伦有一个三角函数表。

中国文明和其对应时期的文明发达程度相当,因此它可能也有同样发达的数学,但是没有那个时代的遗迹可以使我们确认这一点。也许这是部分由于中国早期对于原始的的使用,而不是用陶土或者石刻来记录他们的成就。

名称的来历

几何这个词最早来自于希腊语γεωμετρία”,由“γέα”(土地)和“μετρε ĭν”(测量)两个词合成而来,指土地的测量,即测地术。后来拉丁语化为“geometria”。中文中的“几何”一词,最早是在明代利玛窦徐光启合译《几何原本》时,由徐光启所创。当时并未给出所依根据,后世多认为一方面几何可能是拉丁化的希腊语GEO的音译,另一方面由于《几何原本》中也有利用几何方式来阐述数论的内容,也可能是magnitude(多少)的意译,所以一般认为几何是geometria的音、意并译。用“几何”的音来表达,关于数与量的,用“几何”的义来表达。换句话说,徐光启心目中的“几何”,可能就是今天我们所谓的“数学”。所以他为译本所取的名字,以今日用语再翻译一次,就是:《基础数学》。所以如果了解《几何原本》为《基础数学》,它当然会包含像辗转相除法这样的课题。

1607年出版的《几何原本》中关于几何的译法在当时并未通行,同时代也存在着另一种译名——“形学”,如狄考文、邹立文、刘永锡编译的《形学备旨》,在当时也有一定的影响。在1857年李善兰伟烈亚力续译的《几何原本》后9卷出版后,几何之名虽然得到了一定的重视,但是直到20世纪初的时候才有了较明显的取代形学一词的趋势,如1910年《形学备旨》第11次印刷成都翻刊本徐树勋就将其改名为《续几何》。直至20世纪中期,已鲜有“形学”一词的使用出现。

分支学科

参考文献

  • 《世界数学史简编》,梁宗巨,1981年,辽宁人民出版社,第90页~第92页







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