第二回:聪明人喜谈发现,蛮横者无理杀人

无理数的发现上回说到泰勒斯与一群人在金字塔下议论,到底世界是甚么。有的说是水,有的说是气。不料更有怪者,数年后他的一个ฐ学生却说世界是数。这个学生叫毕达哥拉斯(เ前572-ๅ492)。当他在希腊ຘ出生的时候,东方的释迦牟尼正在印度讲佛,中国的孔子正在春秋各国讲道。

毕达哥拉斯从小就极聪明,一次他背着柴禾从街上走过,一位长者见他那捆柴禾的捆法与别人不同,便说这孩子有数学奇才,命该成为ฦ一个大学者。他闻听此言,便摔掉柴捆南渡地中海到泰勒斯门下去求学。真是名师出高徒,毕达哥拉斯本就极聪慧,经泰勒斯ั一指点,当时许多数学难题在他的手下便迎刃而解。比如,他证明了三角形的内角和等于1้80度;算出你要用瓷砖铺地,则ท只有用正三角、四角、六角三种正多角砖才能ม刚好将地铺满;证明了世界上只有五种正多面体,即:4๒、6、8、12๐、20面体。他还发现了奇数、偶数、三角数、四角数、完全数、友数、直到毕达哥拉斯数。但他最伟大的成就要算是发现了后来以他的名字命名的毕达哥拉斯定理(勾股弦定理)。即:以直角三角形两直角边为边长的正方แ形的面积之ใ和等于以斜ฒ边为边长的正方形的面积:a2+b2=c2๐。据说,这是当时毕达哥拉斯在寺庙里见匠人用方แ砖铺地,常要计算面积,于是便发明了此法。

这定理是提出来了,用起来也确实方แ便,但是怎么从理论上加以证明呢?

正是:

毕氏无心一道题๤,费尽后人多少力。

自从这个定理问世以来,东西方不知有多少数学家来设法证明,真是百花齐放,各有所妙。这都是后话。我国在清朝初年有一位数学家叫梅文鼎(1633-ๅ1721),他发明的一种证法却极简便,只需用一张硬纸,剪上几刀,一并就知,列位如有兴趣不妨一试。

再说这毕达哥拉斯将那ว数学知识运用得纯熟之ใ后,觉得这实在是一套了不得的本事,不能只满足于用数来算题解题๤,于是他要试着从数学扩大到哲学,用数的观点去解释一下世界。经过一番刻苦实践,他提出凡物皆数,数的元素就是万物的元素,世界ศ是由数组成的,世界上的一切没有不可以用数来表示的,数本身就是世界的秩序。毕达哥拉斯还在自己้的周围建立了一个青年兄弟会,入会者都要宣誓不把知识泄露给外人,这样他才肯向他们传授数学。可见当时才萌芽的数学是多么神秘。毕达哥拉斯ั死后大约5๓0年间,他的门徒们把这种理论加以研究发展,形成了一个强大的毕达哥拉斯学派。

这天,学派的成员们刚开完一个学术讨论会,正坐着游船出来领略一下山水风光,以驱散一天的疲劳。这地中海海滨,蓝色的海ร湾环抱着品都斯山;长长的希腊半岛伸进海面,就像明亮的镜子上镶着一粒珍珠。这天,风和日丽,海风轻轻吹来,荡起层层波浪,大家心里好不高兴。一个满脸胡子的学者看着广阔的海面兴奋地说:毕达哥拉斯先生的理论一点不错,你们看这海浪一层一层,波峰波谷,就好像奇数、偶数相间一样,世界就是数字的秩序。是的,是的。这时一个正在摇桨的大个子插进来说:就说这小船和大海吧。用小船去量海水,肯定能得出一个ฐ精确的数字。一切事物之间都是可以用数字互相表示的。

我看不一定。这时船尾的一个ฐ学者突然发话了,他沉静地说:要是量到最后,不是整数呢?

那ว就是个小数。

要是这个小数既除不尽,又不能循环呢?

不可能,世界上的一切东西,都可以相互用数直接准确地表达。

这时,那个学者以一种不想再争辩的口气冷静地说:并不是世界上一切事物都可以用我们现在知道的数来互相表示。就以毕达哥拉斯ั先生研究最多的直角三角形来说吧,假如是等腰直角三角形,你就无法用一个直角边准确地量出斜边来。

这个学者叫希๶帕索斯,他在毕达哥拉斯学派中是一个聪明、好学、很有独立思考能ม力的青年数学家。今天要不是因为ฦ争论,还不想发表自己这个新见解呢。那个摇桨的大个子一听这话就停下手来大叫着:不可能,不可能ม,先生的理论置之四海ร皆准。希帕຅索斯眨了眨一双聪明的大眼,伸出两手,用两个虎口比成一个等腰直角三角形说:

如果直边是3,斜边是几?

4

再准确些?

42

再准确些?

42๐4

再准确些呢?

大个子脸涨得绯红,一时答不上来。希帕索ิ斯说:你就再往后数上十位、二十位也不能算是最精确。我演算了很多,任何等腰直角三角形的一边与斜边都不通约,都不能用一个精确的数字表示。这话像一声晴天的霹雳,这是多么反常啊!全船立即响起一阵怒吼:你敢违背毕达哥拉斯ั先生的遗言,敢破坏我们学派的信条!敢不相信数字就是世界!希帕຅索斯这时倒十分冷静,他说:我这是个ฐ新的发现,就是毕达哥拉斯先生在世也会奖赏我的。你们可以随便去

验证。可是人们不听他说,愤怒地喊着:叛逆!叛逆!先生的不肖门徒。

打死他!打死他!大胡子冲上来,当胸给了他一拳。希帕索斯ั抗议着:你们无຀视科学,你们竟这样无理!捍卫学派的信条永远有理。这时大个ฐ子也๣冲过来,猛地将他抱起:我们给你一个最高的奖赏吧!说着就把希帕຅索斯抛进了海ร里。蓝色的海水很快淹没了他的躯体,吞没了他的声音。这时,天空飘过几朵白云,海面掠过几只水鸟,静静的远山绵延起伏,如一道屏风。一场风波过后,这地中ณ海海ร滨又显得那样宁静。

科学史就这样揭开了序幕,但却是一幕悲剧。

鲁迅先生说:悲剧就是将人生极有价值的东西,毁灭给人看。一个很有才华的数学家就这样被奴隶专制ๆ制度的学阀们毁灭了。但是这倒真使人们看清了希๶帕索斯的思想的价值。这次事件后,毕达哥拉斯学派的成员们确实发现不但等腰直角三角形的直角边无法去量斜边,圆的直径也无法去量尽圆周,那个ฐ数字是3141้59265๓3589๗7๕9๗更是永远也无຀法精确的。慢慢地,他们后悔了,后悔杀死希๶帕索斯ั的无理行动。他们渐渐明白了,明白了直觉并不是绝对可靠的,有的东西必须靠证明;他们明白了,过去他们所认识的数字0่、自然数等有理数之外,还有一些无限的不能ม循环的小数,这确实是一种新发现的数应该叫它无理数。这个ฐ名字反映了数学的本来面貌,但也真实记录了毕达哥拉斯学派中ณ的学阀的蛮横无理。

正是:

科学史才揭序幕,科学家便有牺牲。