Геометрия — Цитаты

Геометрия (от др.-греч. γεωμετρία «землемерие»; γῆ — земля и μετρέω — «измеряю») — раздел математики, изучающий пространственные отношения, формы и их обобщения.

Геометрия как систематическая наука появилась в Древней Греции, её аксиоматические построения описаны в «Началах» Евклида. Евклидова геометрия занималась изучением простейших фигур на плоскости и в пространстве, вычислением их площади и объёма. Предложенный Декартом в 1637 году координатный метод лёг в основу аналитической и дифференциальной геометрии, а задачи, связанные с черчением привели к созданию начертательной и проективной геометрии. При этом все построения оставались в рамках аксиоматического подхода Евклида. Коренные изменения связаны с работами Лобачевского в 1829 году, который отказался от аксиомы параллельности и создал новую неевклидову геометрию, определив таким образом путь дальнейшего развития науки и создания новых теорий.

 

Негеометр да не войдёт (Распространённый вариант: «Пусть не входит никто, не знающий геометрии»). — Надпись над входом в Платоновскую Академию. Позже Николай Коперник поставил это изречение эпиграфом к своему трактату «О вращении небесных сфер» (1543 г.).

 

ἀγεωμέτρητος μηδεὶς εἰσίτω (Ageometretos medeis eisito)

 

Задача об удвоении квадрата (Платон «Менон», 82b-85b)

— …Те, кто занимается геометрией, счетом и тому подобным, предполагают в любом своем исследовании, будто им известно, что такое чет и нечет, фигуры, три вида углов и прочее в том же роде. Это они принимают за исходные положения и не считают нужным отдавать в них отчет ни себе, ни другим, словно это всякому и без того ясно. Исходя из этих положений, они разбирают уже все остальное и последовательно доводят до конца то, что было предметом их рассмотрения.

— Это-то я очень хорошо знаю.

— Но ведь когда они вдобавок пользуются чертежами и делают отсюда выводы, их мысль обращена но на чертеж, а на те фигуры, подобием которых он служит. Выводы свои они делают только для четырехугольника самого по себе и его диагонали, а не для той диагонали, которую они начертили. Так и во всем остальном. То же самое относится к произведениям ваяния и живописи: от них может падать тень, и возможны их отражения в воде, но сами они служат лишь образным выражением того, что можно видеть не иначе как мысленным взором.

— Ты прав.

— Вот об этом виде умопостигаемого я тогда и говорил: душа в своем стремлении к нему бывает вынуждена пользоваться предпосылками и потому не восходит к его началу, так как она не в состоянии выйти за пределы предполагаемого и пользуется лишь образными подобиями, выраженными в низших вещах, особенно в тех, в которых она находит и почитает более отчетливое их выражение.

— Я понимаю: ты говоришь о том, что изучают при помощи геометрии и родственных ей приемов. — «Государство», VI, 510c-511b

  — Платон
 

— Это наука, которой занимаются ради познания вечного бытия, а не того, что возникает и гибнет.

— Хорошая оговорка: действительно, геометрия — это познание вечного бытия.

— Значит, она влечет душу к истине и воздействует на философскую мысль, стремя ее ввысь, между тем как теперь она у нас низменна вопреки должному.

— Да, геометрия очень даже на это воздействует.

— Значит, надо по возможности строже предписать, чтобы граждане Прекрасного города ни в коем случае не оставляли геометрию: ведь немаловажно даже побочное ее применение.

— Какое?

— То, о чем ты говорил, — в военном деле да, впрочем, и во всех науках — для лучшего их усвоения: мы ведь знаем, какая бесконечная разница существует между человеком причастным к геометрии и непричастным.

— Бесконечная, клянусь Зевсом!

— Так примем это как второй предмет изучения для наших юношей?

— Примем. — «Государство», VII, 527b-d

  — Платон
 

Нет царского пути в геометрии. — Ответ египетскому царю Птолемею I, который просил указать ему более легкий путь изучения геометрии. Высказывание приведено в «Математической коллекции» Паппа Александрийского (рубеж III—IV вв.) и «Комментарии к Эвклиду» Прокла Диадоха (середина V в.).

  — Евклид
 

Геометрия же прино­сит большую пользу архитектуре, и прежде всего она учит упо­треблению циркуля и линейки, что чрезвычайно облегчает составле­ние планов зданий и правильное применение наугольников, уровней и отвесов. — Об архитектуре. Книга I, глава I.

  — Витрувий
 

Геометрия есть знание величин, фигур и их границ, а также отношений между ними и производимых над ними операций, разнообразных положений и движений; она начинает с неделимой точки, завершает объемными фигурами и исследованием многообразных различий между ними, и уже после этого от более сложного возвращается к более простому и к началам более сложного. А именно, она пользуется синтезом и анализом, всякий раз начиная с предпосылок, начала беря от более высокого знания и используя все диалектические методы: когда речь идет о началах, она использует отделение видов от родов и определения; когда о том, что следует за началами, — доказательством и анализом, чтобы показать переход от более простого к более сложному и опять возвращение к более простому, отдельно производя рациональные построения относительно того, что ей подлежит, отдельно — относительно аксиом, от которых она переходит к доказательствам, и относительно постулатов; и отдельно — относительно существенных свойств, показывая, что и они связаны с предметом ее рассмотрения. — Комментарий к первой книге «Начал» Евклида. Введение. Ч. II. Гл. 5.

  — Прокл
 

…Без [науки измерения] невозможно сделаться настоящим мастером… Но так как она является истинной основой всякой живописи, я решил изложить её начала и основания для всех жаждущих знаний юношей, дабы они, овладев искусством измерения с помощью циркуля и линейки, могли бы благодаря этому познать и увидеть своими глазами истину и чтобы они не только жаждали знаний, но также могли достигнуть настоящего и более полного понимания. — «Руководство к измерению с помощью циркуля и линейки в линиях, плоскостях и целых телах, составленное Альбрехтом Дюрером и напечатанное на пользу всем любящим знания с надлежащими рисунками в 1525 году.»

  — Альбрехт Дюрер
 

Геометрия едина и вечна, она блистает в Божьем духе. Наша причастность к ней служит одним из оснований, по которым человек должен быть образом Божьим. Но в геометрии имеются пять евклидовых тел, совершеннейший род фигур после сферы. По их образцу и прообразу устроена наша планетная система. — «Разговор с Звездным вестником» (1610)

  — Иоганн Кеплер
 

Надо признаться, что попытка трактовать естественные проблемы без геометрии есть попытка сделать невозможное. — «Диалог о двух главнейших системах мира — Птолемеевой и Коперниковой» (1632)

  — Галилео Галилей
 

Что мы с вами скажем на это?.. Не должны ли мы признать, что геометрия является самым могущественным средством для изощрения наших умственных способностей и дает нам возможность правильно мыслить и рассуждать? Не прав ли был Платон, требуя от своих учеников прежде всего основательного знакомства с математикой? — «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук» (1638)

  — Галилео Галилей
 

Те длинные цепи выводов, сплошь простых и легких, которыми обычно пользуются геометры, чтобы дойти до своих наиболее трудных доказательств, дали мне повод представить себе, что и все вещи, которые могут стать предметом знания людей, находятся между собой в такой же последовательности. — «Рассуждение о методе, чтобы хорошо направлять свой разум и отыскивать истину в науках» (1637)

  — Рене Декарт
 

Всё, что превышает геометрию, превышает нас. — «Соображения относительно геометрии вообще. О геометрическом уме и искусстве убеждать».

 

Ce qui passe la géométrie nous surpasse

  — Блез Паскаль
 

Геометрия за то и прославляется, что заимствовав извне столь мало основных положений, она столь многого достигает. — Из предисловия к первому изданию «Математических начал натуральной философии» (1687). Почти 100 лет спустя Иммануил Кант процитировал эту фразу в предисловии к «Метафизическим началам естествознания» (1786).

 

Ac gloriatur Geometria quod tam paucis principiis aliunde petitis tam multa præstet.

  — Исаак Ньютон
 

Геометрия есть наука, определяющая свойства пространства синтетически и тем не менее a priori. Каким же должно быть представление о пространстве, чтобы такое знание о нем было возможно? Оно должно быть первоначально созерцанием, так как из одного только понятия нельзя вывести положения, выходящие за его пределы, между тем мы встречаем это в геометрии <…>. Но это созерцание должно находиться в нас a priori, т. е. до всякого восприятия предмета, следовательно, оно должно быть чистым, не эмпирическим созерцанием. В самом деле, все геометрические положения имеют аподиктический характер, т. е. связаны с сознанием их необходимости, например положение, что пространство имеет только три измерения; но такие положения не могут быть эмпирическими, или суждениями, исходящими из опыта, а также не могут быть выведены из подобных суждений <…>.

Каким же образом может быть присуще нашей душе внешнее созерцание, которое предшествует самим объектам и в котором понятие их может быть определено a priori? Очевидно, это возможно лишь в том случае, если оно находится только в субъекте как формальное его свойство подвергаться воздействию объектов и таким образом получать непосредственное представленые о них, т. е. созерцание, следовательно, лишь как форма внешнего чувства вообще.

Итак, лишь наше объяснение делает понятной возможность геометрии как априорного синтетического знания.Критика чистого разума. I, часть первая, глава первая. О пространстве.

  — Иммануил Кант
 

Понятие «истинный» неприложимо к высказываниям чистой геометрии, потому что словом «истинный» мы в конечном счете постоянно характеризуем согласование с «реальным» предметом; но геометрия не занимается отношением своих понятий к предметам опыта, она имеет дело только с логической связью этих понятий между собой.«О специальной и общей теории относительности» (1917)

  — Альберт Эйнштейн
 

«…Согласно Эйнштейну, физическое пространство является неевклидовым» (Г. Рейхенбах).

Здравый рассудок убежден, что реальное пространство, пространство, в котором мы живем и передвигаемся, соответствует аксиомам Евклида, что по отношению к этому пространству а является истинным, тогда как не-а ложным. Дискуссия на эти темы уводит далеко за пределы математики, так как вопрос о свойствах физического мира есть вопрос физический, а не математический. Это различие, констатированное в результате открытия неевклидовой геометрии, имеет фундаментальное значение. Проблема пространства разделяется на две части: наряду с проблемой математического пространства было признано существование проблемы физического пространства.

<…>

Мы можем утверждать, следовательно, что математическая геометрия — это не наука о пространстве, поскольку под пространством мы понимаем наглядную структуру, которая может быть заполнена предметами, — а чистая теория многообразий. Наглядность в ней играет ту же роль, что и в арифметике или анализе. Подобно последним, геометрия может быть сведена к фундаментальным логическим понятиям, таким, как соотношения, классы и т. д., составляющим реальное содержание геометрических высказываний. Все геометрические аксиомы могут быть сформулированы как математические законы при помощи формул <…>. Визуальные элементы пространства не являются необходимым дополнением. Поэтому в математической геометрии вопрос об истинности той или иной аксиомы даже не возникает. Аксиомы представляют собой произвольно составленные отношения, содержание которых может быть выражено некоторым сочетанием одних только логических понятий.(1928, 1958) The Philosophy of Space and Time §1, 14

  — Ганс Рейхенбах
 

Влияние геометрии на философию и научный метод было глубоким. Геометрия в таком виде, в каком она установилась у греков, отправляется от аксиом, которые являются самоочевидными (или полагаются таковыми), и через дедуктивные рассуждения приходит к теоремам, которые весьма далеки от самоочевидности. При этом утверждают, что аксиомы и теоремы являются истинными применительно к действительному пространству, которое является чем-то данным в опыте. Поэтому кажется возможным, используя дедукцию, совершать открытия, относящиеся к действительному миру, исходя из того, что является самоочевидным. Подобная точка зрения оказала влияние как на Платона и Канта, так и на многих других философов, стоявших между ними. Когда Декларация независимости говорит: «Мы утверждаем, что эти истины самоочевидны», — она следует образцу Евклида. Распространенная в XVIII веке, доктрина о естественных правах человека является поиском евклидовых аксиом в области политики.

Форма ньютоновского произведения «Начала», несмотря на его общепризнанный эмпирический материал, целиком определяется влиянием Евклида. Теология в своих наиболее точных схоластических формах обязана своим стилем тому же источнику. Личная религия ведет свое начало от экстаза, теология — из математики… — История западной философии. Кн. первая, гл. III.

  — Бертран Рассел

Прямоугольный треугольник и открытие иррационального числа

 

[Историческую гипотезу] можно сформулировать в таком виде: (1) Открытие иррациональности квадратного корня из двух, которое привело к краху пифагорейской программы сведения геометрии и космологии (и, по-видимому, всего знания) к арифметике, вызвало кризис греческой математики. (2) «Начала» Евклида представляют собой не учебник геометрии, а скорее последнюю попытку платоновской школы преодолеть этот кризис путем перестройки всей математики и космологии на фундаменте геометрии (что означало инверсию пифагорейской программы арифметизации) для того, чтобы иметь дело с проблемой несоизмеримости на систематической основе, а не ad hoc. (3) Именно Платоном была впервые задумана программа, впоследствии реализованная Евклидом: Платон первым осознал необходимость перестройки и, выбрав геометрию в качестве нового фундамента и метод геометрических пропорций в качестве нового метода, выдвинул программу геометризации математики, включая арифметику, астрономию и космологию; именно его идеи легли в основу геометрической картины мира, а, следовательно, и современной науки — науки Коперника, Галилея, Кеплера и Ньютона.«Платон и геометрия» (1957)

  — Карл Поппер
 

Итак, мыслимы различные геометрии, и им соответствуют различные числовые системы. Но тогда естественно спросить, которая же из геометрий, и, в частности, которое же из представлений о геометрической прямой, описывает реальное физическое пространство и, в частности, реальную физическую прямую. Здесь надо отчётливо понимать, что геометрическое описание физической реальности возможно только с известной степенью приблизительности. Так, планету Земля можно описать как шар, как эллипсоид и как геоид: и первое, и второе, и даже третье описания приблизительны, хотя точность их возрастает (но не надо думать, что чем точность выше, тем описание лучше: подлинную революцию произвело именно представление о Земле как о шаре и, скорее всего, это представление навсегда останется «самым главным»). При не слишком больших и не слишком малых (по сравнению с размером человека) пространственных размерах физическое пространство с достаточной точностью описывается обычной геометрией Евклида. При значительном увеличении или, напротив, уменьшении размеров эта точность начинает расшатываться. О том, как устроено физическое пространство в очень большом и в очень малом, мы знаем ещё недостаточно.

  — Владимир Успенский, «Нестандартный анализ», 2002
 

…Вернемся к началу прошлого столетия. Великий французский архитектор Корбюзье как-то воскликнул: «Всё вокруг геометрия!». Сегодня уже в начале 21-го столетия мы можем повторить это восклицание с еще большим изумлением. В самом деле, посмотрите вокруг — всюду геометрия! Современные здания и космические станции, авиалайнеры и подводные лодки, интерьеры квартир и бытовая техника, микросхемы и даже рекламные ролики. Воистину, современная цивилизация — это Цивилизация Геометрии. Геометрические знания и умения, геометрическая культура и развитие являются сегодня профессионально значимыми для многих современных специальностей, для дизайнеров и конструкторов, для рабочих и ученых…

Для нормального развития ребёнку необходимо полноценное питание. Для нормального интеллектуального развития необходима разнообразная интеллектуальная пища. Сегодня математика, особенно геометрия, является одним из немногих экологически чистых и полноценных продуктов, потребляемых в системе образования. Геометрия может и должна стать предметом, с помощью которого мы можем сбалансировать работу головного мозга, улучшить функциональное взаимодействие между полушариями. Геометрия — витамин для мозга.«Нужна ли школе 21-го века Геометрия?», 2004

  — Игорь Шарыгин
 

Понимание того, в чём состоят задачи на построение, и в частности древняя задача о квадратуре круга, входит, на наш взгляд, в общекультурный минимум. Чтобы дать возможность читателю согласиться или не согласиться с этим тезисом, напомним необходимые сведения. Геометрия требует чертежа, и античные математики делали такие чертежи. Самым удобным и дешёвым способом было чертить на песке. Архимед, величайший учёный древности (да и не только древности!), был убит римским солдатом в 212 году до н. э., во время Второй пунической войны, на Сицилии, в своих родных Сиракузах. По преданию, солдат застал его на песчаном пляже и, взбешённый его словами «Не трогай мои чертежи!», зарубил мечом.

  — Владимир Успенский, «Апология математики, или О математике как части духовной культуры», 2007

В поэзии

 

Тише! Сидели мы, кажется, здесь,

Над рощей стояло безветрие,

Легчайшим пунктиром дрожала в воде

Кустов и луны геометрия.

  — Леонид Лавров, «Радость», 1928
  1. Платон. Сочинения в четырех томах. Т. 3. Ч. 1. СПб., 2007. С. 346-347.
  2. Витрувий Марк Поллион. Десять книг об архитектуре. М,, 1936. С. 17.
  3. В тексте Kunst der Messung — наука измерения, под которой Дюрер
    понимает геометрию.

  4. Дюрер А. Дневники. Письма. Трактаты. Т. 2. М., 1957. С. 43.
  5. Галилео Галилей. Избранные произведения в двух томах. М.: Наука, 1964. Т. 1. С. 302.
  6. Галилео Галилей. Избранные произведения в двух томах. М.: Наука, 1964. Т. 2. С. 221.
  7. Декарт Р. Рассуждение о методе с приложениями. Диоптрика. Метеоры. Геометрия. М.: АН СССР, 1953. С. 23.
  8. Словом «геометрия» Паскаль называет всю вообще математику, а «геометрическим умом» — все мыслительные операции, характерные для математики.
  9. Вопросы философии. 1994. №6.
  10. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М.: Наука, 1989. С. 2.
  11. a priori (на латинском: «от предшествующего») — знание, полученное до опыта и независимо от него.
  12. Кант И. Критика чистого разума. М.: Мысль, 1994. С. 52.
  13. А. Эйнштейн. О специальной и общей теории относительности (общедоступное изложение). М.: Государственное издательство, 1922. С. 8.
  14. Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. М.: Прогресс, 1985. С. 23, 121.
  15. Поппер К. Р. Открытое общество и его враги. Т. 1. М.: Феникс, 1992. С. 395.
  16. Успенский В.А. «Труды по нематематике». — М., ОГИ, 2002 г.
  17. Математическое просвещение. 2004. №8. С. 37, 52.
  18. Успенский В.А. «Апология математики, или О математике как части духовной культуры». — М.: журнал «Новый Мир», № 11-12, 2007 г.
  19. Л. Лавров. «Из трёх книг». М.: Советский писатель, 1966 г.
  20. Н. М. Олейников, Стихотворения и поэмы. Новая библиотека поэта. — СПб.: Академический проект, 2000 г.