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2.4 非歐幾何對於數學本質之觀點的影響

3.1.2 內容簡介

在談論幾何的書籍裡,本書創新地以「漫畫」為創作形式,並且融入了 大量的數學史和數學知識。作者希望能讓讀者以愉快的方式閱讀本書,輕鬆學 習幾何並享受訓練頭腦的樂趣。本書企圖破除一般大眾對於「幾何=論證」的 誤解,讓讀者能理解「論證」只是數學形式上的訓練,真正的幾何學具有豐富 而多變的面貌。

88 最新的作者資料參考自

http://www.books.com.tw/products/0010591816?loc=006_063&utm_source=eric101&utm_medium=a p-books&utm_content=recommend&utm_campaign=ap-201402。

本書以博學多聞、富有教學熱忱的老師和四位性格各異的學生為主角,

作者為了引起讀者共鳴,在本章中也提出幾個國中和國 小的幾何問題─例如兩個全等的三角形拼在一起,可以拼出平行 四邊形;利用已知的平行四邊形面積算法,及可求得三角形的面 積公式。這幾個初等數學的例子,展現出用不同方式看待圖形,

的確會產生出不同解決問題的方法。

第二章 旋轉鉛筆

頁 34~56

針對「角度」這個中學階段曾學習過的幾何知識,作者解 識了用「數值」來表式角度的必要性,因為有了明確的數值,

不同角度才能做比較。而

360

o代表轉一圈的度數法,和蘇美人 採用 60 進位或 360 很接近一年的天數都可能有關。

作者認為在所有的角度問題中,「三角形的內角和」是最 重要的問題。作者利用平行線內錯角相等的性質,證明三角形 內角和為

180

o,除了這個方法外,作者也提供另外一個適合國 小學生的理解方式,將三個角剪下來,拼成一個平角,用操作 的方式來說明三角形內角和為

180

o,除此之外老師又介紹了第 三種小學生也可理解的「鉛筆旋轉法」,這個方法除了處理三 角形內角和外,亦可應用在討論其它圖形的角度上,但這個方 法卻因精確性不足,無法廣泛推廣 。

另一個值得一提的部份,在於球面幾何的介紹。90當我們 要在地球上畫三角形時,球面上的大圓(球面和通過球心平面 的交集),相當於平面上的直線。在校園般大的地方畫三角 形,其內角和幾乎會等於

180

o,若將三角形放大到地球的尺度 下,因為每個角都是

90

o,則三角形內角的內角和為

270

o(如 圖 3.1.1),此時用「移動鉛筆」這個方法就會出現爭議,而這 個模型恰巧也是非歐幾何中的一個例證。91

90 參考岡部恆治著、藤岡文世繪(劉雪卿譯),《用漫畫來學幾何》,頁 51~54。

91球面幾何屬於黎曼提出的另一種非歐幾何-橢圓幾何,在這樣的曲面上,三角形內角和會大於 180 度。而波利耶與羅巴切夫斯基提出的非歐幾何-《雙曲幾何》,三角形內角和會小於 180 度。故球面僅能作為前者的模型,但不能做為後者的模型。

圖 3.1.1

第三章 論證與計算

頁 58~76

作者在這一章主要想要表達兩點看法:「幾何與論證並非 一體」、「除了論證以外,還有更重要的事」。92作者在本章 節提供了畢氏定理的五種證明,93提供讀者不同的思考進路,

這也是數學學習上,一題多解的展現。作者亦想要強調,除了 證明外,「發現」也是幾何學中很重要的事情,像是畢氏定理 之所以稱之為畢達哥拉斯定理,是因為畢達哥拉斯發現,即使 直角三角形三邊長 a、b、c 不是整數,也一樣會讓等式成立。

據說他想證明這個定理,卻沒有真成功,但此定理最後仍舊以 他的名字命名。同樣案例,還有著名的費馬最後定理,雖然是 費馬發現的,但卻一直到最近才被威爾斯證明出來。94

畢氏定理讓人類發現了無理數的存在,也推翻畢氏學派一直 以來的理論:任何數都一定可以表示成兩個整數的比(也就是 我們現在通稱的有理數)。在這本書裡面,將畢氏學派描述成 不對外發表資訊的秘密社團,無理數的存在對他們來講是一件 醜聞,洩漏無理數這項秘密的人會被溺斃。95而希臘人為了能 避免提及無理數,提出了「將所有的數都用圖形表示出來」的

92 參考岡部恆治著、藤岡文世繪(劉雪卿譯),《用漫畫來學幾何》,頁 76。原文中為「論 証」,筆者將「証」改寫為較常使用的「證」。

93 參考岡部恆治著、藤岡文世繪(劉雪卿譯),《用漫畫來學幾何》,頁 66~67。譯者在此處 將「畢氏定理」譯為「三平方定理」。

94 參考岡部恆治著、藤岡文世繪(劉雪卿譯),《用漫畫來學幾何》,頁 64。譯者在此處將

「費馬最後定理」譯為「費爾馬定理」。

95 參考岡部恆治著、藤岡文世繪(劉雪卿譯),《用漫畫來學幾何》,頁 73~74。

方法,也因此影響歐洲的數學發展,從數論轉變成圖形。

而作者也認為提出理型論(idealism)的柏拉圖,他讓

第十章