影響人類文明幾千年的“畢達哥拉斯學派”,到底是一個怎樣的組織?請看:
數學電影——《畢達哥拉斯》
1
從“證明幾何學”鼻祖泰勒斯說起
提及“畢達哥拉斯”,我們有必要追溯古希臘文明,瞭解泰勒斯。
據傳說,證明幾何學是米利都的泰勒斯開創的,畢達哥拉斯曾想拜他為師。
他是古希臘七賢之一,生活在公元前6世紀前半期,曾經用一根木棒測出胡夫金字塔的高度,轟動了古埃及。
幾何學中,下列基本成果也歸功於他:
圓被任一直徑二等分;
等腰三角形的兩底角相等;
兩條直線相交,對頂角相等;
兩角和一邊對應相等的兩個三角形全等;
內接於半圓的角必為直角。
泰勒斯的這些成果不僅在定理本身,更難能可貴的是——他提供了它們的某種
邏輯推理
。
例如“兩條直線相交,對頂角相等”:
∠1=∠2曾作為十分明顯的事實被考慮過,如果誰對這個結論表示懷疑,他們可以把一個角裁下來,疊置於另一個角上,讓他信服。
泰勒斯則採用邏輯推理的方法:
因為∠1+∠3是一個平角,
∠2+∠3也是一個平角;
所以∠1=∠2;
靠的是從更基本的關於平角的原理,開始演繹推理得出結論。
那麼,“為什麼所有平角都相等?”
“什麼是平角?”
……
人們不斷的質疑,作為源頭的最基本原理又是哪些呢?
從泰勒斯作出努力開始,古希臘人不斷的“刨根問底”。並從此出發,開始構建一個完整的幾何體系,這成為了古希臘數學家們孜孜以求的工作。
他們不再滿足於“知其然”,而是要
“知其所以然”
。
一個關於定義、公理、定理和證明的故事漸次展開!
熱衷於探討事物的本源,儼然成為了古希臘人的一種生活方式。
泰勒斯認為“萬物的本源是水”;
阿那克西曼德則認為“萬物的本源不是具有固定性質的東西”;
“人是由海魚演化而來”;
……
2
遊學20年的“苦行僧”——畢達哥拉斯
讓哲學成為生活方式!
這是古希臘文明的獨樹之處,與它獨特的地理和人文特徵密不可分。古希臘地處地中海東部,山脈和海洋把人們分散在遙遠的海岸上,各個城邦始終處於割據狀態;
當時的社會結構也相對簡單,人與人之間比較平等,戰爭時他們會歸於一個國王領導,而國王不過是某個貴族家庭的首領。
這使得古希臘鮮有強權,在這種民主和唯理的氛圍下,公元前572年左右,愛琴海上一座叫薩摩斯(Samoa)的小島,畢達哥拉斯出生於此。
島上盛行一種沒有嚴格教條的奧爾菲教,有共同話題的人們經常會聚在一起,探討著他們的信仰。
孩提時的畢達哥拉斯就是在這種氛圍下長大的,成年後,他離開了薩摩斯島,來到米利都城求學。
據說,他想追隨於泰勒斯的門下,泰勒斯以年事已高為由婉拒了他,讓他去找另一位哲人阿那克西曼德(歸謬法的創造者),同樣不受待見。
慢慢的,他發現自己融入不了米利都,這與他超然於世的冥想有關。
(畢達哥拉斯認為人分三等:最低層是做買賣的,其次是參加競技比賽的,最高層是旁觀者,也就是學者或哲學家。)
於是他離開了米利都,前往埃及求學,在那裡生活了近10年,學習埃及的數學、宗教、天文……
學成之後,畢達哥拉斯踏上了回鄉的歸程,不幸路上被入侵的波斯人擄去古巴比倫。
因禍得福的是,不僅幾何,精通算術的古巴比倫人對代數(文字敘述的代數學)也頗有研究,畢達哥拉斯在此又學習了5年,接觸了許多更為先進的數學。
期間,傳說他到過古印度,瞭解古印度的數學文化。
加上路上游歷花費的四五年,畢達哥拉斯外出遊學近達20年之久,此番艱險堪比取經18年、經歷九九八十一難的唐玄奘。
一個集古希臘、古埃及、古巴比倫甚至古印度文化的大成者,終於回到故鄉薩摩斯。
而此時,波斯人暴政下的薩摩斯已經無法容納思想如此先進的畢達哥拉斯,於是他不得不再度漂洋過海,來到義大利的克羅內託。在那裡,他傳經佈道,廣收弟子,從而建立了影響世界數千年的“畢達哥拉斯學派”。
3
數乃神的語言——畢達哥拉斯學派
在遊歷過程中,畢達哥拉斯接觸過各地的神秘組織,他所建立的“畢達哥拉斯學派”也是一個類似宗教的秘密團體,正五角星是他們的徽標。
學派研究涉及哲學、學術、宗教等各個領域。“
哲學(philosophy)
”和“
數學(mathematics)
”這兩個詞可能是畢達哥拉斯創造的。
“哲學”希臘語為Φιλοσοφ α,意指“愛,智慧”;“數學”希臘語μθημα,意指“可以學到的知識”。
尤其數學,學派把屬於會計師和調查員們的應用技術,
轉化成了一門純粹的科學
,畢達哥拉斯使數學變成一門高尚的藝術!
學派在數學上的成就主要包括以下幾個方面:
證明了“畢達哥拉斯定理”
也就是勾股定理(公元前11世紀,商高見周公時提及“勾三股四弦五”,故我們稱之為“勾股定理”,它是人類第一次將數與形結合在一起的重大發現)。
據說一次教派晚宴,主角畢達哥拉斯趁著大家觥籌交錯之際,溜到一旁,盯著牆角的方形拼磚,靈感迸發,用面積法證明了直角三角形三邊的關係。
(西方學者認為,畢達哥拉斯第一個證明了該定理,故稱之為“畢達哥拉斯定理”。也有傳說他為此殺了100頭牛表示慶祝,從學派素食主義的觀點上看,這一說法未必可信!)
特殊數和陣列
如完全數,即等於它真因子之和的數。
例如6的真因子為1、2、3,1+2+3=6;常被用於占卜的完全數是28,當時人們認為月亮繞地球一週為28天,而28=1+2+4+7+14,這樣的發現帶來了許多的神秘色彩。
(完全數迄今為止只發現了49個,並且都是偶數,至於能不能找到奇數的完全數,或者奇完全數就不存在,至今沒人解決。)
又如親和數220和284:
220的真因子之和:
1+2+4+5+10+20+22+44+55+110=284;
284的真因子之和:
1+2+4+71+142=220;
他們認為這兩個數充滿著愛情的味道,兩者彼此“含情脈脈”!
數與陣列的研究還有三角數(1, 3, 6, 10……)、正方形數(1, 4, 9, 16……)、五邊形數(1, 5, 12, 22……)、畢氏三數(勾股數)等;誠然,學派是數論發展的先驅。
正多面體
據柏拉圖記載,在五種正多面體中,學派成員蒂邁歐將4種容易作出正多面體——正四面體、正八面體、正二十面體和正六面體,與火、氣、水、土神秘的聯絡起來,至於難作的正十二面體,將它與包羅永珍的宇宙聯絡在一起,後來亞里士多德稱之為“以太”(除了水、火、氣、土之外,還有一種居於天空之上的以太)。
發現無理數
信徒希帕索斯發現單位正方形對角線長根號2,不是有理數,引發了“第一次數學危機”。
(甚至有學者認為“黃金分割”也是畢達哥拉斯學派發現的,有它們的正五角星徽標為證。這可能是一種臆測,因為,“第一次數學危機”因學派後來發現不可公度的無理數根號2而起,有悖於無理數“黃金比值”的提前知曉,也許,學派選擇正五角星為徽標,是出於圖形美的直覺。)
不僅如此,在畢達哥拉斯看來,最能淨化人們心靈的,一定是音樂。
他發現二絃琴兩條琴絃的音程之比越簡單,和音越和諧,2:1對應八度音,3:2對應五度音,4:3對應四度音,9:8對應二度音。反之,當比例太複雜時,聽上去就很刺耳。
音樂上的發現,和諧概念的提出,直接引發了畢達哥拉斯學派的核心理念——
萬物皆數
(世界的本源是數)。
事實上,與畢達哥拉斯同時代的佛陀、老子也有類似觀點。
如《道德經》所云:道生一,一生二,二生三,三生萬物。表示“道”生萬物,事物的變遷是一個從少到多,從簡單到複雜的一個過程。這是老子對伏曦八卦和《易經》的總結,太極生兩儀,謂陰陽。與畢達哥拉斯學派認為奇數是陽性的,偶數是陰性的,頗有異曲同工之感,許多學者困惑於古代東方數學如何較大程度的影響了古希臘數學,這也許是個線索。
學派對數有這樣的認識:1是萬數之源,代表緣由、本元和穩定;2則反之,代表不同與未知,它代表陰性;3是1與2的和,代表和諧與完美,為陽性;4代表正義,是人與自然的紐帶;5是2與3的和,謂之陰陽調和、連理相偕;6代表強力非凡,是2與3的積,引起新生命的誕生;最膜拜的數是10……
他們相信數字本身是活的,與人的意識有著心靈感應,只需透過各種形式的沉思冥想,人們就可以與數進行心靈交流。
畢達哥拉斯認為,
數乃神的語言,一旦掌握了數的結構,就控制了世界,世界的許多事物都是匆匆過客,唯有數是永恆的。
4
學派的湮滅
把學術的認知上升為一種信仰,畢達哥拉斯學派一度信徒雲集。
學派主張一夫一妻,知識和財產是公有的(從這個角度看,許多關於畢達哥拉斯的發現,可能並非畢達哥拉斯本人,而是學派的共同發現,加上畢達哥拉斯的講課全是口授的,更難以考證了)。
信徒們有著共同的生活方式,素食主義是成員們必須遵守的,禁食豆子(因為他們認為,豆子的外形與人類的某個器官相似,吃豆子的行為與同類相食沒有區別,對於素食主義者是不合適的)……有學者甚至認為“共產主義”也在此萌芽。
然而,學派的危機也正在於此——萬物皆數!
他們把數侷限在有理數範疇,也就是能夠表示成分數形式的數(整數比)。而信徒希帕索斯發現的根號2就無法用分數形式表示。
希帕索斯對於“根號2不是有理數”,推理方法可能是阿那克西曼德創造的
歸謬法
,大致過程是這樣的:
根號2客觀存在,但在學派已有的認知下,卻無法準確描述(不可公度),面對這一“荒謬”現象,大家都無計可施。
信仰的基石被顛覆了!
這是萬萬不可的,畢達哥拉斯學派誓死要捍衛他們的“真理和信仰”。傳說年輕的數學家希帕索斯因公開了這一秘密,而被拋進了大海。
但也有學者提出:希帕索斯被扔進地中海的傳說未必可信。
因為他們發現,畢達哥拉斯學派是一個充滿愛心的組織。傳說學派成員客死他鄉,臨死前他告訴旅店店主,只要在店門口掛上刻有五角星的徽標,便有人來幫助償還住店和看病的債務。不久,果然一位學派的信徒路過此店還請了債務。
神秘的五角星代表的不僅僅是智慧,還有健康、友愛,這樣的組織應該不會去殺害希帕索斯,更有可能的是,將他“逐出師門”。
伴隨著影響的日益擴大,他們的存在直接威脅著統治階級的利益,學派的湮滅也從此開始。至公元前500年前後,南義大利民主力量逼迫學派解散,畢達哥拉斯以及他的信徒慘遭殺害,儘管虔誠的信徒們還延續著學派200多年,但往日的輝煌不再。
無理數的發現而導致的“第一次數學危機”,引發了數學的大發展,古希臘人慢慢明白:“直覺和經驗不一定靠得住,推理證明才是最可靠的”。
為公理化體系完善,曠世鉅著《幾何原本》的誕生(成書於公元前300年前後),奠定了堅實的基礎。
“神秘教主”畢達哥拉斯的故事,似乎在告訴人們:在數學的世界裡,無理即未知,未知即未來!
—— END ——
關於泰勒斯、畢達哥拉斯以及畢達哥拉斯學派,史上至今鮮有直接證據,文章及影片提及的許多觀點也值得進一步推敲,特把完成此文的主要參考文獻列舉如下:
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編輯:Norma