【大宇宙小故事】19 解析幾何解析
如果你將笛卡兒的《幾何學》從頭到尾翻閱一遍,會覺得作者忠實繼承了古希臘的傳統,並未探討解析幾何的任何應用。
千萬別以為笛卡兒真的效法古希臘學者,純粹是為研究而研究,為發明而發明。我們剛才已經提到,笛卡兒的動機與目的非常明確──用以示範《談方法》是多麼強而有力的工具;唯有使用這門內功心法,才能發展出讓幾何與代數水乳交融的解析幾何。
如果你將笛卡兒的《幾何學》從頭到尾翻閱一遍,會覺得作者忠實繼承了古希臘的傳統,並未探討解析幾何的任何應用。
千萬別以為笛卡兒真的效法古希臘學者,純粹是為研究而研究,為發明而發明。我們剛才已經提到,笛卡兒的動機與目的非常明確──用以示範《談方法》是多麼強而有力的工具;唯有使用這門內功心法,才能發展出讓幾何與代數水乳交融的解析幾何。
哥倫布(Christopher Columbus)在一封寫給他的贊助者,談到他第一次航行到新世界遇見原住民時的信中這麼寫著:「原住民既不知宗教,也不知崇拜,他們只相信所有力量和美好的事物都來自天上…。」哥倫布指的是當地原住民的信仰,他們認為哥倫布、他的伙伴以及船隻都來自地球以外的某個地方。500 多年後,我們已成為新世界的航行者,經由太陽系,進入更遙遠的外太空。
Read more克卜勒在十七世紀初,根據大量的觀測數據,大膽推測行星軌道都是橢圓(亦即所謂的克卜勒第一定律)。七十多年後,當牛頓撰寫《自然哲學的數學原理》時,發現阿氏(Apollonius)早就為他準備好了幾何工具。換句話說,牛頓是站在阿氏肩上證明出下列事實:太陽系的天體軌道一定是圓錐曲線;橢圓軌道對應於行星和週期彗星,拋物線和雙曲線則對應非週期彗星。
Read more一眼就能看出來,羅馬算盤的「位數」非常明顯,這是它和羅馬數字最大的不同,也正是它便於計算的主因。
令人難以置信的是,羅馬人一直把這種算盤當成實體的計算工具,從未想到把它轉移到書面上。因此羅馬工程師在做計算時,會先根據羅馬數字撥弄算珠(等於轉換成「位數制」),最後再把計算結果(在心中做一次反轉換)用羅馬數字寫在羊皮紙上。
總而言之,請千萬別懷疑阿基米德在數學史上的頂尖地位──不但是古代最偉大的數學家,還是古往今來三大數學家之一。巧合的是,在世界軍事史上,本文的另一位主角也享有類似的地位,可見史家並不以成敗論英雄。不過,倘若漢尼拔拚了老命解救阿基米德,讓老科學家能繼續發揮餘熱,想必後人會更加敬佩他。
Read more阿基米德這個名字非常響亮,所以你很容易從網路上查到他是古希臘的數學家、物理學家、天文學家、發明家、工程師,而且還是有史以來最偉大的三位數學家之一。
不過,有一件事情,你大概不容易查到,那就是連足球都是阿基米德發明的。
看到這裡,一定有人會說:不對吧!別急,我說的不是足球這種運動,而是足球的形狀是阿基米德發明的。
法拉第在一封給《哲學雜誌》(Philosophical Journal)編輯菲利浦(Richard Phillips)的信中說明冰桶實驗結果,菲利浦於隔年 1844 年 3 月將此信在雜誌中刊登出來。時至今日,這個實驗仍會為了示範目的而以各種方式操作,只是通常會用中空的金屬球取代冰桶,用現代的靜電計取代驗電器。
Read more很早以前就有人指出「有理數」和「無理數」是錯誤的翻譯──嚴格說來是日本學者犯的錯,而我們只是將錯就錯。因為根據定義,能夠寫成「整數除以整數」的實數稱為有理數(例如2/3或-3/2),不能這麼寫的則是無理數(例如圓周率或二的平方根)。因此之故,這兩個數學名詞的正確翻譯應該是「比例數」和「非比例數」。
Read more話說公元前四世紀,亞歷山大大帝猝逝之後,他的帝國分裂成四大部分,其中位於埃及的托勒密王國就是歐幾里得的故鄉。歐幾里得和這個王國大約同時誕生,一生最重要的成就便是編寫《原本》這本書。傳說中,托勒密王國的開國君主曾請教他學習幾何的捷徑,歐幾里得的經典回答是:「幾何,無君王之路。」
Read more生物學裡面提到植物根部的構造時,一定會提到「卡氏帶」(Casparian Strip)。卡氏帶是由十九世紀的德國植物學家羅伯特‧卡斯帕里(Johann Xaver Robert Caspary,1818-1887)所發現的,是以木質素(lignin)聚合物在植物根部的內皮細胞(endodermal cell)上形成的環狀結構。
Read more話說兩千多年前,有個名叫歐幾里得的作家編了一本書,收錄將近五百則民間故事。
由於古代社會沒有著作權的觀念,歐氏在書中未曾提及這些故事的來源或出處。整本書從頭到尾,只有他一個人的名字,因而造成後世讀者不少誤會。
話說畢氏某天經過一間打鐵舖,聽到打鐵聲竟然相當悅耳,便好奇心大發,當場做起研究。由於他聰明絕頂,很快發現了其中的奧秘。原來四名鐵匠所用的鎚子,重量分別是6, 8, 9, 12(斤)──簡單整數比!於是他趕緊衝回家,改用琴弦來做實驗,很快就歸納出類似的規律:只要兩條琴弦的長度成簡單整數比,例如4:3, 3:2, 2:1,發出的聲音就會和諧悅耳。用現代術語來說,這三組音程分別是完全四度(相差5個半音)、完全五度(相差7個半音)以及完全八度(相差12個半音)。
Read more除了哲學家,泰利斯最有名的身份應當是天文學家。例如有不少人相信,他曾在夜觀天象時一不小心掉進井裡(因為這是柏拉圖的記載)。此外有更多的人相信,泰利斯曾經藉著預言日食,終止了一場至少長達六年的戰爭。
交戰雙方是利底亞與其強鄰米底王國,話說雙方打得難解難分之際,泰利斯突然公開預言「明年會有日全食」,或許還加上「因為天神不樂見人類自相殘殺」之類的警語。結果在次年五月,一場會戰剛剛開打,日全食居然真的出現了!