Краткий очерк истории математики. Стройк (5-е издание) (1990) (1185896), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Smith D. E., M i k a m i LA History of Japanese Mathematics.— Shicago, 1914.

Древнекитайский трактат: Математика в девяти книгах/Перевод, вступительная статья и примечания Э. И. Березкиной / Историкоматематические исследования, вып. X.— М.: Гостехиздат, 1957,— С. 425—584.

Си: Раик А. Е. О вычислении некоторых объемов в древнекитайском трактате «Математика в девяти книгах» / Историкоматематические исследования, вып. XIV.— М.: Физматгиз, 1961.

Книга I — Ching, И цзинь, то есть «Книга перемен», имеется в ашлийском переводе Р Вильгельма (R. Wilhelm) — 1950, ц в русском переводе Ю. К. Шуцкою (Китайская классическая «Книга перемен».—М., 1960).

Третий том запланированного в семи томах труда: Needham J. Science and civilization in China.— Cambridge, 1959, посвящен точным наукам в Китае.

Некоторые соображения относительно китайской, содержатся в работе Jusсhkiewitсh A.P., Rоsenfeld B.A. Die Mathematik der Lander des Ostens im Mittelalter // Beitrage zur fCeschichte der Naturwissenschaft /Hrsg. von G. Hang,— Berlin, 1960.

См. также указанную на с. 74 книгу О. Нейгебауэра и литературу на с. 99. О природе восточного общества см. литературу к гл. IV, а также:

Wi11fоge1 К.A. Die Theorie der orientalischen Geseus // Zeitschrift fur Sozialforschung—1938 Bd 7.—S. 90— 122.

Также: Le mode de production asiatique / La pensee.V. 114. P. 3-73.

Needham J. Science and Society in East and West //Science and Society.— 1964 — V. 28,— P. 385—408.

Глава III

ГРЕЦИЯ

1. В течение последних столетий второго тысячелетия до н. э. в бассейне Средиземного моря и в прилегающих к нему областях очень многое изменилось в экономике и в политике.

Бронзовый век сменился тем нашим веком, который мы зовем веком железа, и происходило это в смутное время переселений и войн. Лишь немногие частности известны нам об этой революционной эпохе, но мы знаем, что к ее завершению, примерно около 900 г. до н. э., уже не было царства Миноса и Хеттской державы, значительно слабее стали Египет и Вавилон и ча исторической сцене появились новые народы. Наиболее выдающимися среди них были евреи, ассирийцы, финикийцы и греки. Вытеснение бронзы железом означало не только переворот в военном деле, но и ускорение роста экономики благодаря удешевлению средств производства, и это сделало возможным более деятельное участие широких слоев общества в делах экономического и общественного значения. Это сказалось и в двух важных новшествах: в замене неудобного письма Древнего Востока легко доступным алфавитом и во введении чеканной монеты, что послужило оживлению торговли. Наступило то время, когда культурные ценности уже пе могли дальше оставаться исключительным достоянием восточного чиновничества.

Деятельность «морских разбойников»— так египетские тексты характеризуют некоторые переселявшиеся народы — первоначально сопровождалась немалыми культурными потерями. Критская цивилизация исчезла, eraпетское искусство пришло в упадок, наука Вавилона и Египта окостенела на столетия. Мы не имеем никаких математических текстов этого переходного периода. Когда положение снова стало устойчивым, Древний Восток оп

равился, оставаясь в основном верным традиции, но было расчищено место для цивилизации целиком нового склада — греческой цивилизаций.

Те города, которые возникли на побережье Малой Азии и в самой Греции, уже не были административными центрами страны оросительного земледелия. Это были торговые города, где феодалы-землевладельцы старого уклада были обречены на поражение в борьбе, которую им довелось вести с независимым, обретшим политическое самосознание классом купцов. В течение седьмого и шестого столетий до н. э. это купечество взяло верх, но ему пришлось в свою очередь вступить в борьбу с мелкими торговцами и ремесленниками, с демосом.

Итогом был расцвет греческого полиса, самоуправляющегося городагосударства — новое социальное явление, вполне отличное от ранних городовгосударств Шумера и других стран Востока. Наиболее значительные из этих городовгосударств сложились в Ионии, на анатолийском берегу. Их растущая торговля связала их со всем побережьем Средиземного моря, с Двуречьем, Египтом, со Скифией и даже более далекими странами. Долгое время ведущее место занимал Милет. Но и города на других берегах: Коринф, позже Афины в собственно Греции, Кротон и Гиарент в Италии, Сиракузы в Сицилии — становились богаче и значительнее. Новый общественный уклад создал новый тип человека. Купец-путешественник никогда еще не пользовался такой независимостью, и он знал, что она добыта в упорной и жестокой борьбе. Он никак не мог разделять устоявшиеся воззрения Востока. Он жил в период географических открытий, сравнимых только с открытиями западноевропейского шестнадцатого столетия, он не признавал ни абсолютного монарха, ни власти, предстающей в виде охранительного божества. А кроме того он мог пользоваться известным досугом благодаря своему богатству и труду рабов. Он мог поразмыслить об окружающем его мире. Отсутствие вполне установившейся религии привело многих обитателей этих прибрежных городов к мистицизму, но это способствовало и противоположному — росту рационализма и научному подходу.

2. Современная математика родилась в этой атмосфере ионийского рационализма — математика, которая ставила не только восточный вопрос «как?», но и современный, научный вопрос «почему?». Согласно преданию отцом греческой математики является милетский купец

Фалес, в первой половине шестого века посетивший Вавилон и Египет. Но если он даже целиком легендарная фигура, то за нею стоит нечто вполне реальное. Это — образ, соответствующий тем условиям, в которых закладывались основы не только современной математики, но и всей современной науки и философии. Первоначально греки занимались математикой, имея одну основную цель — понять, какое место занимает во вселенной человек в рамках некоторой рациональной схемы. Математика помогла найти порядок в хаосе, связать идеи в логические цепочки, обнаружить основные принципы. Она была наиболее теоретической из всех наук.

Несомненно, что греческие купцы познакомились с восточной математикой, прокладывая свои торговые пути. Но люди Востока почти не занимались теорией, и греки быстро обнаружили это. Почему в равнобедренных треугольниках два угла равны? Почему площадь треугольника равна половине площади прямоугольника при одинаковых основаниях и высотах? Такие вопросы естественно возникали у людей, ставивших сходные вопросы в области космологии, биологии и физики.

К сожалению, у нас нет первоисточников, описывающих ранний период развития греческой математики. Уцелевшие рукописи относятся к эпохе христианства и ислама и их только в малой мере дополняют заметки в египетских папирусах несколько более раннего периода. Все же классическая филология дала возможность восстановить тексты, которые восходят к четвертому столетию до н. э. и далее, и мы благодаря этому располагаем надежными изданиями Евклида, Архимеда, Аполлония и других великих математиков античности. Но в этих текстах перед нами уже вполне развитая математическая наука, и даже с помощью позднейших комментариев по ним трудно проследить ход исторического развития. Об эпохе формирования греческой математики приходится судить, основываясь лишь на небольших фрагментах, приводимых в более поздних произведениях, и на отдельных замечаниях философов и других не строго математических авторов. Очень много остроумия и труда было вложено в критику текстов, благодаря чему удалось разъяснить немало темных мест в этом раннем периоде. Эта работа, проделанная такими исследователями, как Поль Таннери (Tannery), Хит (Т. L. Heath), Цейтен (Н. G. Zeuten), Франк (Е. Frank) и др., позволяет нам дать в известной мере связную, хотя в значи

тельной части предположительную картину греческой математики в эпоху ее формирования.

3. В шестом столетии до н. э. на развалинах Ассирийской империи возникла новая обширная восточная держава — Персия Ахеменидов. Она завоевала города Анатолии, но общественный строй греческой метрополии пустил уже глубокие корни и его нельзя было сокрушить. Персидское нашествие было отражено в исторических битвах при Марафоне, Саламине и Платее. Главным результатом греческой победы было расширение и экспансия Афин. Здесь во второй половине пятого столетия, при Перикле, влияние демократических элементов все время возрастало. Они были движущей силой экономической и военной экспансии, и около 430 г. они сделали Афины не только центром Греческой империи, но и центром новой и любопытной цивилизации — золотого века Греции.

В обстановке общественной и политической борьбы философы и наставники излагали свои теории и заодно и новую математику. Впервые в истории группа критически мыслящих, «софистов», менее скованная традицией, чем какаялибо иная предшествовавшая ей группа ученых, стала рассматривать проблемы математического характера скорее с целью уяснения их сути, чем ради пользы.

Так как такой подход позволил софистам дойти до основ точного мышления вообще, было бы чрезвычайно поучительно познакомиться с их рассуждениями. К несчастью, от этого периода дошел лишь один цельный математический фрагмент, принадлежащий ионийскому философу Гиппократу из Хиоса. Математические рассуждения в этом фрагменте на весьма высоком уровне, и достаточно типично то, что в нем рассматривается совсем «непрактический», но теоретически существенный вопрос о так называемых луночках — плоских фигурах, ограниченных двумя круговыми дугами.

Этот вопрос — найти площадь таких луночек, у которых площадь рационально выражается через диаметр,— имеет прямое отношение к центральной проблеме греческой математики — квадратуре круга. Анализ этой проблемы у Гиппократа¹) показывает, что у математиков

') Исследование этого вопроса средствами современной математики см. в работах Landau Е. / Borirhte Berliner Math. Ges.— 1903.— Bd 2,—S 1—6; Чеботарев Н. Г. / Собрание со

золотого века Греции была упорядоченная евстема плоской геометрии, в которой в полном объеме применялся принцип логического заключения от одного утверждения к другому («апагоге»). Были заложены основы аксиоматики, на что указывает название приписываемой Гиппократу книги «Начала» («Stoicheia»), название всех греческих аксиоматических трактатов, включая трактат Евклида. Гиппократ исследовал площади плоских фигур, ограниченных как прямыми линиями, так и дугами окружности. Он учит, что площади подобных круговых сегментов относятся, как квадраты стягивающих их хорд. Он знает теорему Пифагора, а также соответствующее неравенство для непрямоугольных треугольников. Весь его трактат уже мог бы быть отнесен к евклидовой традиции, если бы он не был старше Евклида более чем на столетие.

Проблема квадратуры круга — одна из «трех знаменитых математических проблем античности», которые в этот период стали предметом исследования. Эти проблемы таковы:

1) Трисекция угла, то есть разделение любого заданного угла на три части.

2) Удвоение куба, то есть определение ребра такого куба, который имел бы объем, вдвое больший объема заданного куба (так называемая делийская задача).

3) Квадратура круга, то есть нахождение такого квадрата, площадь которого была бы равна площади данного круга.

Значение этих проблем в том, что их нельзя точно решать геометрически с помощью конечного числа построений прямых линий и окружностей,— это можно сделать только приближенно,— вследствие чего эти проблемы стали средством для проникновения в новые области математики. Б связи с этими проблемами были открыты конические сечения, некоторые кривые третьего и четвертого порядка и трансцендентная кривая, названная квадратриссой. Мы не должны с предубеждением подходить к вопросу о значении этих проблем из-за того, что иной раз они появлялись в виде анекдота (дельфийские пророчества и т. п.). Не раз случалось, что основной важности вопросы излагали в виде анекдота или голово

чинении, Т. I.—M.; Л., 1949.—С. 193—207; Д о р о д е о в А. В // ДАН СССР.—1947.—Т. 58.—С. 965—968. См. также Dantzig Г. The Bequest of the Greeks.— N. Y., 1955, Ch. 10.

ломки,— вспомним о яблоке Ньютона, о клятвопреступничестве Кардано, о винных бочках Кеплера. Математики разных эпох, включая нашу, показали, какая связь существует между этими греческими проблемами и современной теорией уравнений, связь, затрагивающая вопросы об областях рациональности, алгебраические числа и теорию групп.

4. Вероятно, от группы софистов, которые в некоторой степени были связаны с демократическим движением, отмежевалась другая группа философов с математическими интересами, примыкавшая к аристократическим объединениям. Они называли себя пифагорейцами в честь основателя этой школы Пифагора, который, предположительно, был мистиком, ученым и государственным деятелем аристократического толка. Софисты в большинстве подчеркивали реальность изменений, пифагорейцы стремились найти в природе и обществе неизменное. В поисках вечных законов вселенной они изучали геометрию, арифметику, астрономию и музыку («квадривий»). Самым выдающимся их представителем был Архит из Тарента, который жил около 400 г. до н. э. и школе которого, если мы примем гипотезу Франка (Е. Frank), следует приписать большую часть «пифагорейской» математики. Арифметика пифагорейцев была в высшей степени спекулятивной наукой и имела мало общего с современной ей вычислительной техникой Вавилона. Числа разбивались на классы: четные, нечетные, четночетные, нечетнонечетные, простые и составные, совершенные, дружеские, треугольные, квадратные, пятиугольные и т. д. Некоторые из наиболее интересных результатов получены для «треугольных чисел», связывающих арифметику и геометрию:

• 1 _•^•_• 3 _••_•^••_• 6 •••••• 10 и т.д.

Наш термин «квадратные числа» идет от построений пифагорейцев:

• 1 :: 4 :^•:^•:^• 9 и т. д.

Сами фигуры значительно старше, ведь некоторые из них мы находим в неолитической керамике. Пифагорейцы же исследовали их свойства, внесли сюда налет своего числового мистицизма и сделали числа основой своей философии вселенной, пытаясь свести все соотношения к чис

ловым» («все есть число»). Точка была «помещенной единицей» ¹).

Характеристики

Список файлов книги