《幾何原本》

《幾何原本》是古希臘數學家歐幾里得的一部不朽之作，是當時整個希臘數學成果、方法、思想和精神的結晶，其內容和形式對幾何學本身和數學邏輯的發展有著巨大的影響。自它問世之日起，在長達二千多年的時間里一直盛行不衰。它歷經多次翻譯和修訂，自1482年第一個印刷本出版后，至今已有一千多種不同的版本。除了《圣經》之外，沒有任何其他著作，其研究、使用和傳播之廣泛，能夠與《幾何原本》相比。但《幾何原本》超越民族、種族、宗教信仰、文化意識方面的影響，卻是《圣經》所無法比擬的。

　　公元前7世紀之后，希臘幾何學迅猛地發展，積累了豐富的材料。希臘學者們開始對當時的數學知識作有計劃的整理，并試圖將其組成一個嚴密的知識系統。首先做出這方面嘗試的是公元前5世紀的希波克拉底（Hippocrates），其后經過了眾多數學家的修改和補充。到了公元前4世紀時，希臘學者們已經為建構數學的理論大廈打下了堅實的基礎。

　　歐幾里得在前人工作的基礎之上，對希臘豐富的數學成果進行了收集、整理，用命題的形式重新表述，對一些結論作了嚴格的證明。他最大的貢獻就是選擇了一系列具有重大意義的、最原始的定義和公理，并將它們嚴格地按邏輯的順序進行排列，然后在此基礎上進行演繹和證明，形成了具有公理化結構的，具有嚴密邏輯體系的《幾何原本》。

　　《幾何原本》的希臘原始抄本已經流失了，它的所有現代版本都是以希臘評注家泰奧恩（Theon，約比歐幾里得晚七百年）編寫的修訂本為依據的。《幾何原本》的泰奧恩修訂本分13卷，總共有465個命題，其內容是闡述平面幾何、立體幾何及算術理論的系統化知識。

　　第一卷首先給出了一些必要的基本定義、解釋、公設和公理，還包括一些關于全等形、平行線和直線形的熟知的定理。該卷的最后兩個命題是畢達哥拉斯定理及其逆定理。這里我們想到了關于英國哲學家T．霍布斯的一個小故事：有一天，霍布斯在偶然翻閱歐幾里得的《幾何原本》，看到畢達哥拉斯定理，感到十分驚訝，他說：“上帝啊！這是不可能的。”他由后向前仔細閱讀第一章的每個命題的證明，直到公理和公設，他終于完全信服了。

　　第二卷篇幅不大，主要討論畢達哥拉斯學派的幾何代數學。

　　第三卷包括圓、弦、割線、切線以及圓心角和圓周角的一些熟知的定理。這些定理大多都能在現在的中學數學課本中找到。第四卷則討論了給定圓的某些內接和外切正多邊形的尺規作圖問題。

　　第五卷對歐多克斯的比例理論作了精彩的解釋，被認為是最重要的數學杰作之一。據說，捷克斯洛伐克的一位并不出名的數學家和牧師波爾查諾（Bolzano，1781－1848），在布拉格度假時，恰好生病，為了分散注意力，他拿起《幾何原本》閱讀了第五卷的內容。他說，這種高明的方法使他興奮無比，以致于從病痛中完全解脫出來。此后，每當他朋友生病時，他總是把這作為一劑靈丹妙藥問病人推薦。

　　第七、八、九卷討論的是初等數論，給出了求兩個或多個整數的最大公因子的“歐幾里得算法”，討論了比例、幾何級數，還給出了許多關于數論的重要定理。

　　第十卷討論無理量，即不可公度的線段，是很難讀懂的一卷。最后三卷，即第十一、十二和十三卷，論述立體幾何。目前中學幾何課本中的內容，絕大多數都可以在《幾何原本》中找到。

　　《幾何原本》按照公理化結構，運用了亞里士多德的邏輯方法，建立了第一個完整的關于幾何學的演繹知識體系。所謂公理化結構就是：選取少量的原始概念和不需證明的命題，作為定義、公設和公理，使它們成為整個體系的出發點和邏輯依據，然后運用邏輯推理證明其他命題。《幾何原本》成為了兩千多年來運用公理化方法的一個絕好典范。

　　誠然，正如一些現代數學家所指出的那樣，《幾何原本》存在著一些結構上的缺陷，但這絲毫無損于這部著作的崇高價值。它的影響之深遠．使得“歐幾里得”與“幾何學”幾乎成了同義語。它集中體現了希臘數學所奠定的數學思想、數學精神，是人類文化遺產中的一塊瑰寶。