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解讀數(shù)學(xué)大師之笛卡爾的故事

來源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)編輯 2016-07-26 13:47:39

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  笛卡兒在數(shù)學(xué)上的杰出貢獻(xiàn)主要是將代數(shù)和幾何巧妙聯(lián)結(jié)在一起,從而創(chuàng)造了解析幾何這門新數(shù)學(xué)分支。幾何——這門從古希臘時(shí)代就產(chǎn)生并經(jīng)過歐幾里得總結(jié)的學(xué)科,它經(jīng)過兩千年來無數(shù)個(gè)數(shù)學(xué)家們的不斷完善,就像一座雄偉的宮殿高聳在數(shù)學(xué)王國之中。笛卡兒非常喜歡這座宮殿,在這里的每一個(gè)證明題就像一顆顆閃光的珍珠叫人愛不釋手。然而笛卡兒發(fā)現(xiàn),人們只能一顆顆地把這些珠子撿起,卻很難用線將這些各具特色的珠子都串起來。當(dāng)時(shí)的代數(shù),由于數(shù)學(xué)家們片面地強(qiáng)調(diào)“形式的美和協(xié)調(diào)性”,因此被法則和公式鎖得死死的,人們往往只能在狹隘的領(lǐng)域里徘徊。笛卡兒批評當(dāng)時(shí)的代數(shù)是“一種充滿混雜與晦暗,故意用來阻礙思想的藝術(shù),而不像一門改進(jìn)思想的科學(xué)。”笛卡兒主張讓代數(shù)和幾何中一切最美好的東西互相取長補(bǔ)短,于是他開始著手尋找一種能讓代數(shù)和幾何聯(lián)結(jié)的新方法。

  1619 年在多瑙河畔的軍營中,笛卡兒開始用大部分時(shí)間來思考他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域里的新想法:是不是可以用代數(shù)中的計(jì)算過程來代替幾何中的證明呢?要想這樣做就必須找到一座能連接幾何和代數(shù)的橋梁——使幾何圖形數(shù)值化,從而能用計(jì)算的方法加以解決。在那些日子里,笛卡兒的思維一直處于一種高度的興奮狀態(tài)。

  奇跡終于出現(xiàn)了,11 月10 日晚上,笛卡兒躺在床上迷迷糊糊地進(jìn)入了夢鄉(xiāng)。他夢見自己用金鑰匙打開了歐幾里得的數(shù)學(xué)宮殿的大門,遍地的珍珠光彩奪目。他拿起一根線剛把珠子串了起來,線突然斷了,珠子撒了一地。突然,這些珠子都不見了,宮殿里頓時(shí)空曠如坪。這時(shí),他看見窗前一只黑色的蒼蠅在疾飛著,眼前留下蒼蠅飛過的痕跡——一條條的斜線和各種形狀的曲線。這些不正是他最近全力研究的直線和曲線嗎?笛卡兒呆住了。一會(huì)兒蒼蠅停住了,在眼前留下一個(gè)深深的小黑點(diǎn)……笛卡兒從夢中驚醒過來,腦海中還不時(shí)浮現(xiàn)出夢中的情景,讓他異常興奮,使他難以入睡。突然,笛卡兒悟出了這其中的奧妙:蒼蠅的位置不是可以由窗框兩邊的距離來確定嗎?蒼蠅疾飛時(shí)留下的痕跡不正是說明直線和曲線都可以由點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生嗎?笛卡兒興奮極了,一骨碌爬起來,拿筆計(jì)算。在他的回憶錄中這樣寫道:“第二天,我開始懂得這一驚人發(fā)現(xiàn)的基本原理。”這就是他建立解析幾何的重要線索。

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