第一次数学危机之无理数

希帕索斯听着色诺芬尼的雄辩,心头一震:“归谬法,我能不能用归谬法证明根号2到底是不是两个自然数的比?首先,我假设根号2是两个自然数的比,如果结果荒谬,那就说明根号2,真的如我所认为的是一个无限不循环小数;如果没有得出荒谬的结论,那我就再找找根号2是什么分数。”

短笛无腔

蓝色的蚕豆花在微风中轻轻地摇曳,像翩翩的蝴蝶。毕达哥拉斯虔诚地站在蚕豆地边,对希帕索斯说:“你看这些蚕豆花,就是一个个小精灵,等花儿长成了豆子,这些小精灵就藏在豆子里。吃豆子的人喜欢放屁,那是小精灵钻出来了。小精灵出来的时候,还有可能把人的灵魂一并带走。所以,我们不能吃豆子。哦,你找我有事吗?”


“是的,老师!”希帕索斯捡了一根树枝,在地上画了一个直角三角形,说道:“这是一个等腰直角三角形,直角边等于1,斜边应该是根号2。这个根号2我怎么也不能用分数来表示,好像是个无限的小数,而且还不循环。”


“希帕索斯,不存在无限不循环小数。记住,世界上只有自然数和分数。”毕达哥拉斯教导希帕索斯说:“无限不循环小数,是个不确定的数,不确定的数怎么可能存在呢?任何一个数都是一个确定的长度,可以用线段画出来。一个无限不循环小数,没有确定的长度,不可测量,当然不存在。根号2肯定可以用两个自然数的比值来表示,只是你没有找到这两个数罢了,再去好好研究研究。”


“好的,老师。”希帕索斯答道。


这时,毕达哥拉斯学园传来优美的琴声,一个浑厚的声音唱到:“奥德修斯告诉水手,用那最结实的绳索,你们把我绑在桅杆上……”

“那个游吟诗人色诺芬尼来了。”毕达哥拉斯对希帕索斯说:“他在弹唱奥德修斯与海妖塞壬的故事。我们回去吧。”

传说海妖塞壬鸟身人脸,面容及其艳丽,特别是她的歌喉,诱惑无比,无人能够抵挡。塞壬住在墨西拿海峡的小岛上,经过那里的水手听到塞壬的歌声,都痴迷着不愿离去,最后成为塞壬的猎物。大英雄奥德修斯将自己绑在桅杆上,才穿过了海峡。


“多么美妙呀,色诺芬尼!你的歌声让蚕豆花都翩翩起舞。”毕达哥拉斯夸赞色诺芬尼。

“敬爱的毕达哥拉斯先生,他林敦人都在咬着耳朵,悄悄地说你是海妖塞壬,我该不该相信他们?”色诺芬尼开着玩笑。


美丽的姑娘西雅娜在毕达哥拉斯学园外听到毕达哥拉斯的琴声,如痴如醉,立即进入毕达哥拉斯学园学习,并嫁给了毕达哥拉斯。西雅娜的爱慕者醋海翻波,心中的嫉妒化作谣言,到处造谣说毕达哥拉斯的灵魂就是海妖塞壬。


“色诺芬尼,你不是说荷马的神都是他的胡编乱造吗?”毕达哥拉斯知道色诺芬尼并不相信这些无稽之谈。

“哈哈哈,我不相信宙斯、赫拉、雅典娜,更不相信什么塞壬。”色诺芬尼大笑:“但是,你说不能简单的否定神的存在,要证明神不存在。”


“看你洋洋自得样子,有证明办法了?”毕达哥拉斯问道。


“我发明了一个证明方法——归谬法。就是我假设某个说法是对的,如果推导出非常荒谬的结果,那就证明这种说法为错。”

“这个方法太妙了!”毕达哥拉斯禁不住赞美:“那你怎么证明神不存在?”


“如果宙斯存在,希腊人说宙斯是褐眼睛、白皮肤;埃塞俄比亚人说宙斯是狮子鼻、黑皮肤;色雷斯人说宙斯是蓝眼睛、红头发;狗会说宙斯长着狗的模样,马会说宙斯像马一样英俊。”色诺芬尼笑道:“这样的宙斯不是很荒谬吗?”


“还有,”色诺芬尼接着说:“赫西俄德说盖亚是混沌生出来的。假设这是真实的,那就是说他物能生成此物,那就是说石头能生出美女海伦,小老鼠能生出狮子,苍蝇能生出橄榄树。这不荒谬吗?”

希帕索斯听着色诺芬尼的雄辩,心头一震:“归谬法,我能不能用归谬法证明根号2到底是不是两个自然数的比?首先,我假设根号2是两个自然数的比,如果结果荒谬,那就说明根号2,真的如我所认为的是一个无限不循环小数;如果没有得出荒谬的结论,那我就再找找根号2是什么分数。”

希帕索斯开始证明。
假设:根号2能用分数表示,


所以,根号2不是两个自然数的比,不能表示为分数

希帕索斯兴奋地跑到毕达哥拉斯面前,把自己的证明交给老师。毕达哥拉斯看后,大为震惊:这个世界真的存在无限不循环小数?!


“希帕索斯,你走吧,我已经不再能够做你的老师。但你的这个发现,不要告诉其他人。”毕达哥拉斯沮丧地说道。

希帕索斯证明了无限不循环小数的存在,颠覆了毕达哥拉斯建立的数的体系,即这个世界只有自然数和分数。如果这个发现被学园里的其他人知道了,那谁还会再相信他们的老师毕达哥拉斯。

希帕索斯离开了毕达哥拉斯学园。但他走之前却把他的发现告诉了他的一个好朋友。希帕索斯的这个好朋友非常惶恐,报告了毕达哥拉斯。毕达哥拉斯很生气,说:“无限不循环小数,这是魔鬼的数字,不是神的数字,我们一定要消灭它。”


后来,毕达哥拉斯学园开始流传希帕索斯是个与魔鬼打交道的人,一定要远离他。很不幸,在一艘船上希帕索斯遇到了毕达哥拉斯的门徒,他们把希帕索斯沉入了大海。

这就是数学史上的第一次数学危机,希帕索斯成为第一个为科学真理而献身的人。但真理绝不会被淹没,人们认识到无限不循环小数真实存在,许多许多,为了纪念希帕索斯被无理地残害,人们将无限不循环小数称之为无理数。


希帕索斯的发现对数学的发展产生了深远的影响,人们意识到数学不能依靠直觉和经验,数学要依靠逻辑证明。

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