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俄國數學家稱平行線能相交,到逝去都沒被人認可,結果12年后被證明

數學是一個奇妙的領域, 似乎一直在發現, 證明, 推翻的過程中。

我們現在熟知的很多數學問題和原理, 有些已經應用了上千年,

但是最終被確切地證明出來, 卻需要數學家們花費上百年時間。

有時候不得不佩服這些數學家們, 他們面對一個問題甚至可以花一生的時間去證明。

接下來我們就來了解一下, 俄羅斯數學家稱平行線可相交, 到死都沒人認可, 結果12年后被證明, 這是怎麼回事?

歐幾里得的第五公設

從小到大, 我們熟悉的「歐氏幾何」, 是被稱為「幾何之父」的古希臘數學家, 歐幾里得收錄在《幾何原本》中的成果。

其中一共提出了平面幾何五大公設(公理), 所謂的公設, 都不需要用邏輯證明去論證它的正確性。

這五大公設的前四條, 確實沒什麼好質疑的, 幾乎所有人都認同。

但是到了第五公設, 很多人就看不明白了, 就連歐幾里得自己也對這個公式不滿意, 甚至在整本書中, 他也僅用了一次第五公設。

其實這一公設就是我們所說的平行公設, 公設的描述為:

同平面內一條直線和另外兩條直線相交, 若在直線同側的兩個內角之和小于180°, 則這兩條直線經無限延長后在這一側一定相交。

第五公設難倒眾人

由于這一公設的復雜性, 引起了廣大數學家的注意, 甚至認為這是歐幾里得為他們留下的謎題。

所以大約從公元前300年開始, 就有很多數學家前仆后繼地去證明第五公設。

結果無一例外, 他們通過各種直接或間接的證明方式, 都沒能成功將其推導出來, 得到的都是逆否命題。

當然也有人在證明過程中取得了很大進步, 那就是英國數學家普雷菲爾提出的第五公設等價命題。

也就是被我們刻在骨子里的:在同一平面內, 過直線外一點, 有且只有一條直線與其平行。

盡管這些數學家得出的結論,

大多無一例外地有悖于歐氏幾何, 但是在當時的情況下, 所有人都將其視為真理, 根本不容質疑。

即便有一些數學家有相反的觀點, 他們也沒有大肆地宣揚出來, 因為他們不想因此而背負罵名, 其中就有我們熟知的數學天才高斯。

羅巴切夫斯基反其道而行之

但是有一個人,卻天生反骨,那就是今天的主角,俄羅斯天才數學家尼古拉斯·伊萬諾維奇·羅巴切夫斯基。

1815年,羅巴切夫斯基開始著手研究第五公設,起初他也是跟著前人的足跡,試圖去證明這個公設合理,毫無意外,他失敗了。

于是一個大膽的想法就出現在他的腦海中:或許這一公設本來就是沒法成立的呢?

羅巴切夫斯基是一個敢想敢做的人,于是他開始用反證法,來驗證第五公設的不可證。

羅巴切夫斯基的非歐幾何

他首先做的,就是從第五公設的等價命題入手,提出「在同一平面內,過直線外一點,至少可引兩條直線與已知直線不相交」,從而進行邏輯拖延。

這個推演的過程,幾乎都在指向一個方向,第五公設不可證。

盡管結論看上去匪夷所思,但是羅巴切夫斯基堅定地認為自己的邏輯沒有任何問題,也沒有矛盾的地方。

這些在推演過程中形成的命題,幾乎自成系統,形成了一個全新的幾何體系。

從這一邏輯上看,平行線可以相交,三角形的內角之和也可以大于或小于180°。

換做任何一個人,或許都很難有勇氣將這套幾何公之于眾,畢竟歐氏幾何已經存在幾千年,并且一直以來,都不存在邏輯問題。

但是羅巴切夫斯基在1826年,將自己的論文《幾何學原理及平行線定理嚴格證明的摘要》在喀山大學物理數學系學術會議上,宣讀出來 ,首次將這個幾何體系公之于眾。

在他的論文中,所有人能聽到的一個重點就是:羅巴切夫斯基將歐氏幾何推翻了。

這對現場的所有學者來說,不亞于現場引爆了一個原子彈,那些數學領域的頂級專家,博拉斯曼和西蒙諾夫等人,都感到大為震撼。

沒有人對他的新幾何體系做出評價,而這樣的情況足以讓臺上的羅巴切夫斯基感到十足的羞辱。

但是羅巴切夫斯基沒有放棄這一幾何體系,1829年在他當上喀山大學的校長后,他還在校內發表了《幾何學原理》來重述并補充非歐幾何的思想。

結果無一例外,沒有一個人愿意認可他的觀點,即便當時和他有一樣想法的高斯也沒有公開贊成。

1856年,時年64歲的羅巴切夫斯基,帶著遺憾離開人世。

意大利數學家的證明

但是關于他的故事沒有結束,他的非歐幾何仍然被一些數學家所關注著。

其中就包括意大利數學家貝特拉米,他對羅巴切夫斯基的新幾何十分感興趣,并一直試圖證明其合理性。

所以在羅巴切夫斯基逝世后的第12年,也就是1868年,他發表了論文《非歐幾何解釋的嘗試》。

貝特拉米利用當時微分幾何的最新成果,證明偽球面上的內在幾何學和羅巴切夫斯基的非歐幾何一致。

從這時起,人們才意識到羅巴切夫斯基是正確的,他們甚至將其稱為「幾何學中的哥白尼」,也將其新幾何體系稱為「羅氏幾何」,因為他是唯一一個敢于發表自己的發現,并一直捍衛自己結論的數學家。

獨自承受一切的羅巴切夫斯基

我們現在看到的,都是后人們對這位偉大的數學家的尊崇,在1893年,喀山大學還為其樹立了世界上第一個為數學家雕塑的塑像。

在他公開自己的論文之前,在數學領域,幾乎就是公認的很有才華的青年數學家,此時的他不過才30多歲。

然而他的堅持,讓很多人對他的印象都變成了負面,盡管在首次發表論文時,沒人給出反對的意見,但是直接將其論文手稿丟失的行為,足可見他們對羅巴切夫斯基的輕視。

而在第二次論文發表的時候,他幾乎陷入了長達20年的質疑和攻擊。

在他將第二篇論文送至彼得堡科學院進行審評時,著名數學家奧斯特羅格拉茨基,直接在論文鑒定書上,發表了對羅巴切夫斯基的嘲諷。

一時間,學術界乃至社會其他領域的人,都開始對羅巴切夫斯基進行攻擊,和嘲笑。

歌德在他的《浮士德》中寫下:有幾何兮,名曰非歐,自己嘲笑,莫名其妙!

大主教將他的學說是為「邪說」,由此引發民眾對他的攻擊。

羅巴切夫斯基試圖進行反駁,但是他的文章直接被雜志方扣下,連說話的權力都被剝奪,他就下行走在海上的一片孤舟,四周沒有一個人能向他伸出援手。

然而,即便他在質疑聲中逐漸抑郁,即便他在晚年失去了鐘愛的長子,即便他的雙目徹底失明,他仍舊沒有放棄非歐幾何。

直到他逝世前一年,他還是拼盡全力,通過口述的方式,讓學生為他記錄下最后一本著作《論幾何學》。

在羅巴切夫斯基身上,我們切實地感受到了他對數學的熱愛和堅定,其實不管是在哪一個領域,我們都應該有質疑的權力。

科學是永無止境的,就像關于宇宙,關于天文,仍舊有很多疑難等著人類去解決一樣。

羅巴切夫斯基反其道而行之

但是有一個人,卻天生反骨,那就是今天的主角,俄羅斯天才數學家尼古拉斯·伊萬諾維奇·羅巴切夫斯基。

1815年,羅巴切夫斯基開始著手研究第五公設,起初他也是跟著前人的足跡,試圖去證明這個公設合理,毫無意外,他失敗了。

于是一個大膽的想法就出現在他的腦海中:或許這一公設本來就是沒法成立的呢?

羅巴切夫斯基是一個敢想敢做的人,于是他開始用反證法,來驗證第五公設的不可證。

羅巴切夫斯基的非歐幾何

他首先做的,就是從第五公設的等價命題入手,提出「在同一平面內,過直線外一點,至少可引兩條直線與已知直線不相交」,從而進行邏輯拖延。

這個推演的過程,幾乎都在指向一個方向,第五公設不可證。

盡管結論看上去匪夷所思,但是羅巴切夫斯基堅定地認為自己的邏輯沒有任何問題,也沒有矛盾的地方。

這些在推演過程中形成的命題,幾乎自成系統,形成了一個全新的幾何體系。

從這一邏輯上看,平行線可以相交,三角形的內角之和也可以大于或小于180°。

換做任何一個人,或許都很難有勇氣將這套幾何公之于眾,畢竟歐氏幾何已經存在幾千年,并且一直以來,都不存在邏輯問題。

但是羅巴切夫斯基在1826年,將自己的論文《幾何學原理及平行線定理嚴格證明的摘要》在喀山大學物理數學系學術會議上,宣讀出來 ,首次將這個幾何體系公之于眾。

在他的論文中,所有人能聽到的一個重點就是:羅巴切夫斯基將歐氏幾何推翻了。

這對現場的所有學者來說,不亞于現場引爆了一個原子彈,那些數學領域的頂級專家,博拉斯曼和西蒙諾夫等人,都感到大為震撼。

沒有人對他的新幾何體系做出評價,而這樣的情況足以讓臺上的羅巴切夫斯基感到十足的羞辱。

但是羅巴切夫斯基沒有放棄這一幾何體系,1829年在他當上喀山大學的校長后,他還在校內發表了《幾何學原理》來重述并補充非歐幾何的思想。

結果無一例外,沒有一個人愿意認可他的觀點,即便當時和他有一樣想法的高斯也沒有公開贊成。

1856年,時年64歲的羅巴切夫斯基,帶著遺憾離開人世。

意大利數學家的證明

但是關于他的故事沒有結束,他的非歐幾何仍然被一些數學家所關注著。

其中就包括意大利數學家貝特拉米,他對羅巴切夫斯基的新幾何十分感興趣,并一直試圖證明其合理性。

所以在羅巴切夫斯基逝世后的第12年,也就是1868年,他發表了論文《非歐幾何解釋的嘗試》。

貝特拉米利用當時微分幾何的最新成果,證明偽球面上的內在幾何學和羅巴切夫斯基的非歐幾何一致。

從這時起,人們才意識到羅巴切夫斯基是正確的,他們甚至將其稱為「幾何學中的哥白尼」,也將其新幾何體系稱為「羅氏幾何」,因為他是唯一一個敢于發表自己的發現,并一直捍衛自己結論的數學家。

獨自承受一切的羅巴切夫斯基

我們現在看到的,都是后人們對這位偉大的數學家的尊崇,在1893年,喀山大學還為其樹立了世界上第一個為數學家雕塑的塑像。

在他公開自己的論文之前,在數學領域,幾乎就是公認的很有才華的青年數學家,此時的他不過才30多歲。

然而他的堅持,讓很多人對他的印象都變成了負面,盡管在首次發表論文時,沒人給出反對的意見,但是直接將其論文手稿丟失的行為,足可見他們對羅巴切夫斯基的輕視。

而在第二次論文發表的時候,他幾乎陷入了長達20年的質疑和攻擊。

在他將第二篇論文送至彼得堡科學院進行審評時,著名數學家奧斯特羅格拉茨基,直接在論文鑒定書上,發表了對羅巴切夫斯基的嘲諷。

一時間,學術界乃至社會其他領域的人,都開始對羅巴切夫斯基進行攻擊,和嘲笑。

歌德在他的《浮士德》中寫下:有幾何兮,名曰非歐,自己嘲笑,莫名其妙!

大主教將他的學說是為「邪說」,由此引發民眾對他的攻擊。

羅巴切夫斯基試圖進行反駁,但是他的文章直接被雜志方扣下,連說話的權力都被剝奪,他就下行走在海上的一片孤舟,四周沒有一個人能向他伸出援手。

然而,即便他在質疑聲中逐漸抑郁,即便他在晚年失去了鐘愛的長子,即便他的雙目徹底失明,他仍舊沒有放棄非歐幾何。

直到他逝世前一年,他還是拼盡全力,通過口述的方式,讓學生為他記錄下最后一本著作《論幾何學》。

在羅巴切夫斯基身上,我們切實地感受到了他對數學的熱愛和堅定,其實不管是在哪一個領域,我們都應該有質疑的權力。

科學是永無止境的,就像關于宇宙,關于天文,仍舊有很多疑難等著人類去解決一樣。

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