在几何中,两条从不在同一平面相交的直线称为平行线。平行线是几何中的一个重要概念。说到这里,我们就不得不说说欧几里得几何了。欧几里得是古希腊著名的数学家。公元前3世纪,他把一些人们公认的几何知识作为定义和公理。在此基础上,研究了图形的性质,导出了一系列定理,形成了一个演绎系统。
而写《几何的要素》时,欧几里得几何诞生时,有五条公理。最后一个是著名的平行公设,也叫第五公设和平行公理。它的存在为平行线不相交提供了理论保障。然而,平行公设与其他公设的不同之处在于,如果一条直线与两条直线相交,并且两个内角之和小于两个直角,那么如果这两条直线被延伸,它们必须在这两个内角的一侧相交。
数学家认为,无论从句子的长度还是内容来看,它都不像一个公设。然而,他们并不怀疑这个命题的真实性,而是认为它就像一个可证明的定理,而许多几何学家希望通过其他公理来证明它,由此数学界掀起了一场长达两千多年的平行线辩论。在这些年里,无数的科学家投入了无数的精力,尝试了各种可能的方法,都失败了。
直到19世纪,一位数学家说平行线也可以相交。这在数学界又引起了一场风波,因为它颠覆了当时的常识,所以人们对提出平行线可以相交的数学家进行了批判和抨击。直到他去世,他的理论没有得到认可,但他是那种死后成名的人。这位数学家去世12年后,他的理论得到了证明,另一个独立于欧几里得几何的几何体系出现了。
这位数学家名叫尼古拉·伊万诺维奇·罗巴切夫斯基,说起他的一生,真是坎坷。1792年12月1日,罗巴切夫斯基出生在俄国。他从小就很聪明,尤其是在数学方面,他热爱并掌握了数学。因成绩突出,1807年考入喀山大学。四年后,我获得了物理和数学的硕士学位,毕业后留在学校,从助理教授转为教授。
作为热爱这一行业的数学家,罗巴切夫斯基也走上了他的祖先走过的道路。他的平行线理论始于1815年。一开始,我试图沿着之前的思路给出一些证明,但也失败了。渐渐地,他意识到前人和自己的证明都是错误的。根本没有第五公设吗?不得不说,罗巴切夫斯基是一个创新人才。毕竟这篇文章代表了传统权威。
对他来说,敢于向权威提出相反的想法并不容易,他会把一生都奉献给这条路。然而,正是沿着这种全新的探索方式,在证明第五公设不可验证的过程中,发现了一个全新的几何世界。这个过程就是否定第五公设,然后用这个否定命题与其他公理公设形成一个新的公理系统,由此开始逻辑推演。在推演过程中,他得到了一系列奇怪而不合理的命题。
检查后发现他们之间没有逻辑矛盾,其他人可能会长期抑郁。然而,罗巴切夫斯基具有远见和睿智,他大胆断言,这种在结果中没有任何矛盾的新公理系统可以构成一种新的几何。它的逻辑完整性和严密性堪比欧几里得几何,它的存在也是无法证明的第五公设的逻辑证明。
当时,罗巴切夫斯基在现实世界中没有发现新几何的原型,也没有发现类似的东西,所以他称之为假想几何。这就是后来影响现代自然科学和数学发展的非欧几里得几何。非欧几何是人类认知史上一项伟大的创造性成就。它的建立在过去的一个世纪里给数学带来了巨大的进步,但不幸的是,非欧几何的重要创始人罗巴切夫斯基却为此而吃苦。
1826年2月23日,罗巴切夫斯基兴奋地出现在喀山大学物理数学系的学术会议上,宣读了他的第一篇关于非欧几何的论文:《几何原理与平行线定理的严格证明摘要》。如今,人们普遍认为这篇论文的发表意味着非欧几何的诞生。传统总是敌视新事物,或者颠覆传统的东西。非欧几里得几何在当时恰好是这样一种不同的几何。
很多数学造诣很深的数学家都参加了这次会议,比如当时在数学领域很有威望的西蒙诺夫。在此之前,他们都认为罗巴切夫斯基是一个非常有才华的年轻数学家,他们对他寄予厚望,但他们反对罗巴切夫斯基所说的话。他们怎么会认为这么奇怪的语言出自一个头脑清醒、治学严谨的数学教授之口?
因此,目前世界上的一个重大发现面临着莫莫,没有人愿意公开评论。会后,西蒙诺夫、古普费尔和博拉斯曼组成了一个鉴定小组,对罗巴切夫斯基的论文进行鉴定。他们拒绝给出书面意见,由于他们的否认态度,所有的手稿都丢失了。罗巴切夫斯基没有灰心,继续发表他的论文,当时他已经是校长了。所以论文有机会被喀山大学发表,但还是没有人理解他。
有些人“宽容”,有些人则不那么文明。奥斯特罗格拉茨基率先公开批评和攻击罗巴切夫斯基。不仅扭曲和贬低了新几何思想,甚至上升到罗巴切夫斯基本人,认为他作为校长是错误的。罗巴切夫斯基试图反驳,但被杂志扣留了。他只能默默地忍受人们的诽谤。当时的环境是怎样的?
从英国著名数学家摩根的一句话就可以看出来,他说:我认为在任何时候都不会出现另一种与欧几里得几何有本质区别的几何。这是当时数学的普遍态度。最终,非欧几何的另一个发现者高斯不愿意支持罗巴切夫。这个高斯比罗巴切夫斯基更早萌生了非欧洲的几何思想,但他害怕影响自己的尊严和荣誉,所以只把自己的成就写在日记和朋友的信里。
不过,事实上,如果罗巴切夫斯基能够站出来说一些话,对他的压力会小很多。不幸的是,他很害怕。在巨大的压力下,罗巴切夫斯基不得不于1846年辞职。人民教育部免去了他的所有职务,这与他自己的意见相反,他受到了巨大的精神打击。而恰巧遇到心爱的大儿子去世,也更加难过,身体也越发虚弱。
1856年2月12日,罗巴切夫斯基在抑郁的环境中抑郁而死。因为他的身份,喀山大学师生为他举行追悼会,却对非欧几何保持沉默。历史是公平的。12年后,意大利数学家伯特伦证明了非欧几何可以在欧氏几何和k0/之间的曲面上实现,这意味着欧氏几何不矛盾,非欧几何也不矛盾。
罗巴切夫斯基的名声恢复了,喀山大学为他建立了世界上第一座数学家雕塑。他在逆境中坚持下来,令人感动。