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线、面、体等概念的形成

作者:主编 时间:2022年12月31日 阅读:178 评论:0

中国古代数学重实践,但并非没有严格的基本概念。先秦名着《墨经》中就对几何学的基本概念,作了深入的探究和严格的定义。

《墨经》将空间定义为“所有不同的场所”,并用东、西、南、北、中来标志。《墨经》还主张以低处为基准,推知高处的高度。可见墨家已有了东西、南北、高低的三维空间概念。然而,墨家并未到此止步,他们进而提出了点、线、面、体等一系列几何概念,在《墨经》中,它们被称为“端”、“尺”、“区”、“穴”。“端”的原意是植物初萌的芽尖,墨家将它定义为线度极小(“无厚”)的最基本个体或部分,其内部再无间隔可言,可见这实际上就是“点”。在积端为尺、积尺为区、积区为穴的阶梯上,端是最基本的一级。“尺”原指丈量长度的工具,墨家将它引申为线概念,它后于端,而先于区、穴。端与尺的关系如何呢?《墨经》认为:对一根棍子或 一条线进行对半分割,总有 一天会到分割不下去的地步,这时便得到了端,可见端对尺是一种构成关系。上述分割过程中也包含了极限的思想。“区” 本来就有面的意思, 《墨经》 依旧将区视为面。《墨经》说: 面的范围若有限,前面就没有线了(“域囿,前不容尺”),可见面包含着线,而线构成了面。《墨经》 中还称: “厚,有所大也”(即必须有厚度,才有体积),我们可以推断,面是无厚度的,这就道出 了面与体的根本差别。“穴”原指上室,而在《墨经》中它指有体积的 三维空间,与“区”的不同在于它有 一定体积,而那些堆积构成了一定厚度“穴”的面本身,却仍是无体积可言的,正像 “端” 无长度可言一样。

《墨经》对几何学基本概念的阐述

《墨经》中还提出了其他 一些重要概念。如“平”是指同 一高度(“同高也”),“直”是三点在同一直线上(“参也”),“圆”是由和一个中心有相等距离的线构成的(“一中同长也”),方是由等边的四直角围成的(“柱隅四杂也”),圆周旋转时任何 一点都可与圆周上一条确切的直线相切。这些定义通常还有 一个操作上的说明,如正方形可以用矩来判定(“方,矩之交也”),圆可以用圆规来得到(“圆,规写文也”)等。

《墨经》中的几何概念是相当严密的,其严格不亚于欧几里得的 《几何原本》,因此墨家又是先秦少数注重逻辑的学派之一。有人认为,若是沿着墨家的逻辑一数学思想发展下去,中国很可能早已诞生了严密的几何体系。但墨家的重逻辑、重理性的传统没有在中国科学史中得到延续。墨家学派还有一点是其他学派所不及的,就是他们极其重视逻辑,却又绝不轻视经验。他们在物理学及技术领域都作出 了巨大贡献,墨翟本人在技术方面的造诣不在鲁班之下。“道”与“器”、“实”与“虚”,被他们十分完美地结合在一起。这个传统对中华文明的发展,尤其是科技的发展有重大的意义,因为在后世许多伟大学者的身 上,我们都可以找到墨家传统的影子。

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文章来源:主编

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