рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Рождение неевклидовой геометрии

Рождение неевклидовой геометрии - раздел Философия, Лекция №1 АКСИОМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД Исследования Швейкарта И Тауринуса.Первыми, Кто Вполне Созна...

Исследования Швейкарта и Тауринуса.Первыми, кто вполне сознательно подошел к построению исходных теорем неевклидовой гео­метрии до Лобачевского, были немецкие ученые Швейкарт и Тауринус.

Профессор из Магдебурга Швейкарт (1780 - 1859) был юристом. Изучая историю неудачных попыток доказать V постулат и подходя к этому вопросу без всякой ученой предвзятости, он приходит к выводу, что наряду с обыкновенной евклидовой геометрией существует другая, неевклидова гео­метрия, названная им «астральной» (звездной) геометрией. Свои результаты по астральной геометрии Швейкарт получил в Харькове, где он состоял профессором права с 1812 по 1817 г. О прямолинейном и смелом высказывании этих идей можно судить по письму, написанному им в 1818 г. великому немецкому математику Гауссу, непререкаемому авторитету в вопросах геометрии, носившему в то время почетный титул «короля математиков». Свою заметку он послал Гауссу не прямо, а через своего товарища проф. Герлинга.

В этом письме говорится: «Существует двоя­кая геометрия: геометрия в узком смысле сло­ва - евклидова - и звездное (astralische) учение о величинах. Треугольники последней геометрии имеют ту особенность, что сумма трех углов не равна двум прямым. Принимая это, можно стро­жайшим образом доказать следующее:

а) что сумма трех углов в треугольнике мень­ше двух прямых;

б) что сумма эта тем меньше, чем больше площадь треугольника;

в) что высота прямоугольного равнобедренно­го треугольника, постоянно возрастая с возраста­нием боковых сторон, не может превзойти неко­торую линию, которую я называю константой».

Далее Швейкарт пишет, что евклидова гео­метрия будет иметь место в предположении, что постоянная бесконечно велика. Только тогда ока­лывается справедливым, что сумма углов тре­угольника равна двум прямым углам. Это легко доказать, лишь только мы примем, что постоян­ная бесконечно велика.

Письмо было послано, но нужной поддержки в печати от Гаусса Швейкарт так и не получил, хотя тот разделял взгляды Швейкарта и сам был склонен когда-нибудь заняться этим вопросом. В ответ Гаусс на­писал Герлингу: «Заметка проф. Швейкарта доставила мне чрезвычайно много удовольствия, и я прошу передать от ме­ня по этому поводу самый лучший отзыв». Но, видимо, не только этого ожидал Швейкарт от Гаусса. Не найдя поддержки со стороны Гаусса, Швейкарт, не имевший к тому же специального математического образования, стал, по-видимо­му, сомневаться в своих результатах. Свои замечательные идеи, по­священные разработке звездной геометрии, Швейкарт не опубликовал Пыл к астральной геометрии пропал, занятия ею были заброшены, и он к ним больше не возвращался.

Как потом выяснилось, «король математиков» в вопросах неевклидовой геометрии был более чем осторожен; вынашивая их в голове, он не спешил с их письменным оформлением и тем более с их публикацией. Он просто боялся быть непонятым и поставить под удар свой научный престиж.

Дальнейшей разработкой идей Швейкарта за­нялся его племянник Тауринус (1794 - 1874). В 1825 г. он выпустил работу «Теория параллель­ных линий». В этой работе он опровергает гипоте­зу тупого угла четырехугольника Саккери и со­знательно развивает геометрию, вытекающую из гипотезы острого угла этого четырехугольника. В другой своей работе (1826) Тауринус намечает формальные пути построения неевклидовой гео­метрии.

Признавая логическую непротиворечивость не­евклидовой геометрии, Тауринус, однако, считал ее непригодной для реальной действительности и поэтому не имеющей никакого интереса.

Тауринус также обращался со своими результа­тами к Гауссу. И даже получил от Гаусса письмо, датированное 8 ноября 1824 г., но к сожалению, в этом письме Гаусс больше гово­рит о своих собственных результатах в области неевклидовой геометрии, чем о результатах Тауринуса, считая их для себя пройденным этапом, и не только не побуждает молодого ученого к но­вым исследованиям и дерзаниям, а, наоборот, расхолаживает его. Письмо Гаусса заканчивается следующими характерными словами: «Относи­тельно человека, который обнаружил глубокий математический ум, я не опасаюсь, что дурно пой­мет изложенное выше (а выше изложены про­граммные вопросы неевклидовой геометрии); но во всяком случае вы должны смотреть на это, как на частное сообщение, которое отнюдь не должно быть опубликовано».

Тауринус, однако, решил, что следует зани­маться теорией параллельных линий и не дер­жать новое открытие под сукном. Именно это за­ставило его опубликовать упомянутые работы одну за другой. И когда в предисловии к последней своей брошюре он осторожно высказал поже­лание, чтобы Гаусс опубликовал свое мнение по ному вопросу, «король математиков» не на шут­ку рассердился и порвал всякие связи с Тауринусом. После этого все письма Тауринуса к Гауссу оставались без ответа... В обстановке полного непризнания своих научных работ ученый впал в болезненное состояние, приведшее его к потере душевного равновесия. Он сжег свои брошюры и навсегда отошел от науки.

Н. И. Лобачевский и его геометрия.В начале XIX века впервые в истории гениальный русский ученый Николай Иванович Лобачевский пришел к выводу, что возможна такая геометрия, в которой место V постулата занимает противоположное допущение. Этим самым Н. И. Лобачевским окон­чательно была решена проблема V постулата.

Н. И. Лобачевский родился 2 декабря 1792 г. в Нижнем Новгороде. С 1802 по 1807 г. учился в Казанской гимназии, с 1807 по 1811 г. состоял студентом незадолго до того основанного Казанского университета, с 1814 г. - адъюнкт, с 1816 г. - про­фессор того же университета, с 1827 по 1846 г. - его ректор. С 1846 по 1865 г. - помощник попечителя Казанского учебного округа. Скончался Н. И. Лобачевский 24 февраля 1866 г.

В течение первых лет преподавательской деятельности в Казанс­ком университете Н. И. Лобачевский настойчиво пытался доказать V постулат. Неудача этих попыток и попыток предшественников привела его к новой и смелой идее; V постулат доказать нельзя, его справедливость не вытекает из остальных аксиом геометрии; при­нятие аксиомы, представляющей собой отрицание V постулата, приво­дит к созданию новой геометрии, существенно отличной от «употре­бительной» геометрии Евклида. Дата открытия новой геометрии - 23 февраля 1826 г.; в этот день Н. И. Лобачевский сделал на заседании физико-математического факультета Казанского университета доклад: «Краткое изложение основ геометрии со строгим доказательством те­оремы о параллельных»; текст его был представлен факультету 18 фев­раля 1826 г. на французском языке. В этом сочинении содержались основы новой геометрии; оно составило первую часть мемуара «О началах геометрии», напечатанную в 1829 - 1830 гг. в журнале «Казан­ский вестник».

В дальнейших своих работах Лобачевский разработал новую гео­метрию, названную им «воображаемой», весьма основательно; он дал для нее и аналитические, и дифференциально-геометрические методы. Наиболее доступное изложение начал «воображаемой геометрии» мы найдем в работе «Геометрические исследования по теории парал­лельных» (1840), вошедшей в том I полного собрания сочинений Н. И. Лобачевского.

К тем же идеям пришли выдающийся венгерский математик Я. Бойяи (1802 - 1860) и великий немецкий математик Гаусс (1777 - 1855). Я. Бойяи опубликовал в 1832 г. на латинском языке произведение: «Приложение, излагающее абсолютно верное учение о пространстве, независимое от правильности или ложности XI аксиомы Евклида ...» (по-латински: «Appendix...»). В этой работе» составившей приложение к математическому трактату его отца, Фаркаша Бойяи, также построена геометрия, в которой V постулат за­менен его отрицанием.

Гаусс своих исследований по новой геометрии, названной им не­евклидовой, не опубликовал. -

Все это показывает, что приоритет в открытии «воображаемой гео­метрии» неоспоримо принадлежит Н. И. Лобачевскому: он опубли­ковал ее начала на три года ранее Я. Бойяи, а в дальнейшем разра­ботал ее значительно подробнее, чем это сделал Я. Бойяи. В по­смертных бумагах Гаусса были обнаружены лишь начальные сведения неевклидовой геометрии. Поэтому с полным основанием новая, созданная Н.. И. Лобачевским, геометрия называется геометрией Лобачевского.

Работы Н. И. Лобачевского и Я, Бойяи не встретили понимания И признания у современников. Лишь после смерти Гаусса, когда была опубликована переписка Гаусса с некоторыми его друзьями-математиками, в которой содержались восторженные отзывы об ис­следованиях Лобачевского и Бойяи, внимание математиков всего мира, было привлечено к геометрии Лобачевского; появились многочислен­ные исследования, связанные с ней. Особое впечатление произвела работа Бельтрами «Опыт интерпретации неевклидовой геометрии», опубликованная в 1868 г.; в ней были указаны поверхности, на которых в малом осуществляется двумерная геометрия Лобачевс­кого. Наконец, в 1871 г. знаменитый немецкий мате­матик Ф. Клейн (1849 - 1925) в работе «О так называемой неевклидовой геометрии» доказал непротиворечивость геометрии Лобачевского, чем устранил последние сомнения в ее правомер­ности.

Значение геометрии Лобачевского.Геометрия Лобачевского сыграла огромную роль в развитии геометрии; она уничтожила монополию геометрии Евклида и чрезвычайно расширила рамки геометрических исследований. К настоящему времени создано очень много геометрических наук: различного рода неевклидовы геометрии, риманова геометрия, геометрии аффинной и про­ективной связности и дальнейшие их обобщения.

Со времени открытия геометрии Лобачевского и ее всеобщего признания начинается новая эпоха в истории геометрии. Очень ярко оценено значение открытия Лобачевского в следующем высказывании известного английского математика В. Клиффорда (1845 - 1879): «Чем Везалий был для Галена, чем Коперник был для Птолемея, тем Лобачевский был для Евклида. Между Коперни­ком и Лобачевским существует любопытная параллель - оба они славяне по происхождению; каждый из них произвел революцию в научных воззрениях; и обе эти революции имеют одинаково громад­ное значение - это революции в нашем понимании космоса».

Геометрические идеи Лобачевского сыграли значительную роль в решении вопроса о геометрических свойствах окружающего нас мира. Как следует из теории относительности Эйнштейна (специаль­ной и общей), пространственные, временные и материальные свойства мира должны рассматриваться в диалектическом единстве. В основе теории Эйнштейна лежат риманова геометрия и дальнейшие ее обоб­щения, создание которых базируется, в конечном счете, также на гео­метрии Лобачевского. Таким образом, достижение Лобачевского открыло пути для исследования геометрических свойств космоса. В то же время следует иметь в виду, что для земных расстояний с боль­шой точностью, можно пользоваться геометрией Евклида. Как пока­зали геодезические измерения, специально производившиеся Гауссом на земной поверхности, сумма углов плоских треугольников рав­на 180° с точностью до 0,00001 секунды.

Открытие Лобачевского сыграло важную роль и в другом отноше­нии: как было отмечено выше, оно решило многовековую проблему V постулата Евклида и тем самым снова привлекло внимание матема­тиков к основам геометрии.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Лекция №1 АКСИОМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД

АКСИОМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД... Содержание и цель формального обоснования математики... Современный аксиоматический метод является одной из форм так называемого формального обоснования математики Выясним...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Рождение неевклидовой геометрии

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Суть современного аксиоматического метода заключается в следующем.
Во-первых, понятия об основных объектах математической теории, отношениях и связях между ними называются и полностью перечисляются, но однозначно не определяются, рассматриваются к

Значение аксиоматического метода для развития математики
Аксиоматический метод является как методом обоснования, так и методом развития содержания математики. Действительно, когда доказана непротиворечивость системы аксиом и их взаим­ная независимость, а

Начала» Евклида
  Аксиоматический метод построения геометрии впервые был использован Евклидом в его знаменитом трактате из тринадцати книг, который он назвал «Начала». «Начала» Евклида более двух тыс

Логическое строение «Начал» Евклида
Открываются «начала» определением основных понятий и формулировками некоторых основных положений геометрии - постулатов и ак­сиом, принимаемых без доказательства (их все­го 14) и являющихся основой

Попытки доказательства V постулата
Уровень строгости евклидовых доказательств до XIX в. считался вполне достаточным. Необходимость пополне­ния списка его постулатов и аксиом видело лишь небольшое число геометров. Подавляющее большин

Исследования Саккери, Ламберта, Лежандра.
Постулаты параллельности Евклида и Лобачевского и их связь с вопросом о сумме углов треугольника и вопросом о существовании подобных фигур. В XVIII в. созрели необходимые предпо­сылки для

Приведем некоторые теоремы обобщающие исследования выше названных ученых.
Теорема. Если в каком-нибудь треугольнике сумма углов равна 2π, то это имеет место и во всяком другом треугольнике. Ранее Лежандра эта теорема была доказана (в

Абсолютная единица длины в геометрии Лобачевского
В геометрии Лобачевского подоб­ных фигур не существует. Из отсут­ствия подобия вытекает, что треугольник вполне определяется своими тремя углами (два треугольника с попарно равными углами равны), ч

Возникновение современной аксиоматики.
В конце 60-х годов прошлого столетия перед математиками возник­ла задача построить такую аксиоматику элементарной геометрии, на базе которой, опираясь лишь на законы логики, можно было бы по­строит

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги