从古至今,数学的美让人为之崇拜,甚至痴迷,而在人类的历史上曾经有一个数字引起了一场追杀,并导致了人类的认知危机。
这一切要从西方发现“毕达哥拉斯定理(勾股定理)”的古希腊哲学家毕达哥拉斯说起。“毕达哥拉斯学派”对数十分崇拜,甚至带有浓浓的宗教色彩,他们认为宇宙是依据数字而构建。数已经上升到高得不能再高的地位——万物皆数。而他们所说的“数”是整数,或者整数之比(分数),也就是说宇宙万物归根到底都是整数比例的问题。 但是毕达哥拉斯的徒弟希帕索斯却发现,边长为1的等腰直角三角形的斜边的长度似乎是一个神秘的、无限的数,它无法表示为整数的比例!这个数动摇了整个学派的根基,它变成了最高机密和最大忌讳。 这个数是人类发现的第一个无理数,它的出现不仅是对毕达哥拉斯学派的致命打击,也严重伤害了当时全体希腊人的信仰。对于古希腊人来说,这样的数是多么毁灭人信仰、破坏人安全感,是多么可怕的数字,更糟糕的是,面对这一荒谬人们竟然毫无办法。这就在当时直接导致了人们认识上的危机,从而导致了西方数学史上一场大的风波,史称“第一次数学危机”。 毕达哥拉斯学派对希帕索斯下了追杀令,他被学派教徒抓获,直接扔进大海。从现有的资料来看,因无理数而死的人还不止希帕索斯一个,因为古希腊数学家普罗科拉斯在给《几何原本》作注时写道:“据说,首先泄露无理数秘密的人们都丧了命,因为对所有不能表达的和不定形的东西,都要严守秘密,凡是揭露和过问的人,必会遭到毁灭,并万世都被永恒的波涛吞噬。” 一个小小的无理数引起了一场人类的认知危机与追杀,直到1872年,德国数学家戴德金用“有理数的分割”来定义无理数,并建立了实数理论,希帕索斯引发的第一次数学危机,持续了2000多年后,至此才算圆满化解。 那么,我们究竟怎么证明当年杀死希帕索斯的“边长为1的等腰直角三角形的斜边的长度 ”不可以表示为毕达哥拉斯的“圣数”——整数之比(分数)呢? 苏科版初中《数学》教材七年级上册“第2章 有理数”中就有答案: 通过以上的讨论,我们发现,大正方形的边长无法表示成两个整数之比。那么这样一个数究竟是什么样的?是真实存在的吗?在数轴上,它在哪个位置?下面的数学实验告诉我们,无理数的的确确存在,它就在数轴上。