几何学中的哥白尼
1893年,喀山大学树立起了世界上第一个为数学家雕塑的塑像。这位数学家就是俄国伟大的学者、非欧几何的重要创始人——罗巴切夫斯基。
罗巴切夫斯基出身贫寒,中学时代遇上了一个知识渊博又循循善诱的数学老师,受其影响,很早就迷上了数学。升入喀山大学后,他就与这所学校结下了不解之缘。从大学生到教授,从系主任到校长,他在这里度过了40个春秋。
罗巴切夫斯基从1815年着手研究欧几里得几何的平行线理论,从1823年起更是全身心地投入其中。1826年2月11日是数学史上一个划时代的日子。这一天,在喀山大学物理数学系会议上,罗巴切夫斯基以平静无畏的姿态,宣读了他的学术报告《平行线理论和几何学原理概论及证明》,向世界公开了自己的新观点。这一天被公认为“非欧几何诞生日”。
在这次会议上,他的那些“莫名其妙的话”,让台下几位著名数学家听得目瞪口呆。诸如“三角形的内角和小于两直角”“锐角一边的垂线可以和另一边不相交”等等,这些命题不仅与欧几里得几何相冲突,而且还与人们的日常经验相背离。“罗巴切夫斯基是向一个公理挑战。”后来,爱因斯坦总结道。
走下讲台后,这位喀山大学图书馆兼博物馆馆长,试图同与会者交流看法,但所有人都不愿评论这篇“荒诞离奇”的论文。而回到自己的岗位上,罗巴切夫斯基还需要静下心来,把一些乱七八槽的东西整理得有条不紊。由于没钱雇助手,他得亲自给图书分类编目,给矿物标本掸去灰尘,给鸟类标本清除害虫,必要时还得拖地板。
这种习惯,他在担任校长后也依旧保持着。有一次,他脱下外衣正在干活,一位外宾误认为他是工作人员,请他带自己参观图书馆和博物馆。罗巴切夫斯基欣然答应,带着客人参观馆里最珍贵的藏品,并做了详细讲解。当晚,在省长的宴会上,外宾发现白天的“向导”竟然与自己同桌,才惊奇地发现了他的校长身份。
也正是校长身份,让罗巴切夫斯基的数学论文得以流传。他当年在学术会议上宣读提交的论文被弄丢了,他又根据自己的研究进展写了论文《几何学原理》。或许出于对校长的“尊敬”,《喀山大学通讯》发表了这篇论文。在校长的请求下,校方将论文送到圣彼得堡科学院。“看来,作者旨在写出一部使人不能理解的著作。他做到了。”受命负责评审的知名院士在鉴定书中写道,同时强调这篇论文“不值得科学院注意”。一些数学家开始嘲笑非欧几何学是一种“笑话”,甚至与数学毫不相关的作家歌德,也在《浮士德》里对非欧几何进行了一番嘲弄。
在创立和发展非欧几何的艰难历程中,罗巴切夫斯基始终没能遇到他的公开支持者。其实早在1792年,也就是罗巴切夫斯基诞生的那一年,德国数学家高斯就已经产生了非欧几何思想萌芽,到了1817年已初步成熟。但高斯向来主张“宁可少些,但要成熟些”“不留下进一步要做的事”。同时,他也害怕新几何会激起学术界的不满和社会的反对,会影响自己作为“数学王子”的尊严和声望,因而一直没敢把自己的发现公之于世。当高斯看到罗巴切夫斯基的非欧几何著作后,内心是矛盾的,他私下在朋友面前高度称赞罗巴切夫斯基是“俄国最卓越的数学家之一”,却又不准朋友向外界泄露他对非欧几何的看法;他积极推选罗巴切夫斯基为哥廷根皇家科学院通讯院士,但他所写的推选通知书却避而不谈罗巴切夫斯基最卓越的贡献——创立非欧几何。
罗巴切夫斯基为非欧几何的生存和发展奋斗了三十多年,尽管饱受非难,但他从来没有动摇过对新几何远大前途的坚定信念。在临去世的前一年,即使已经双目失明,他还通过口述的方式完成了巨著《论几何学》。
历史是最公允的,它终将会时各种思想、观点和见解作出正确的评价。随着非欧几何的进一步发展,罗巴切夫斯基的独创性研究早已得到学术界的高度评价和一致赞美,而罗巴切夫斯基也被人们赞誉为“几何学中的哥白尼”。
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①1830年夏天,瘟疫席卷俄国,喀山城几乎十室九空。当时细茵理论还没有建立,落后的卫生习惯使霍乱菌横行无阻。罗巴切夫斯基组织教职工和他们的家属,采取了严格的隔离治疗的措施,这远远走在了时代的前面。在瘟疫流行期间,整个大学只有16人丧生。
(《岁巴切夫斯基传略》)
②哥白尼和罗巴切夫斯基之间有一种相似的关系,两人在科学思想和科学观点方面都引起了一次革命,一次让我们更准确地了解宇宙的革命。
(《数学分支巡礼》)
(1)下列对材料有关内容的分析和概括,最恰当的两项是(5分)
A.喀山大学为罗巴切夫斯基树立塑像,是因为他是俄国伟大的学者、非欧几何的重要创始人,也因为他曾经担任过该校校长。
B.作品引用爱因斯坦的话,说明欧几里得几何在当时是不容挑战的权威,暗示罗巴切夫斯基宣布创立非欧几何有点操之过急。
C.作品插入罗巴切夫斯基整理物品和当“向导”这两件事情,突出了传主在行政管理岗位上的高度责任感,丰富了传主形象。
D.歌德效仿一些数学家的所作所为,在《浮士德》里对非欧几何进行了一番嘲弄,这表明非欧几何理论在当时饱受争议。
E.罗巴切夫斯基和哥白尼虽然研究领域不同,但都各自在科学上做出了划时代的贡献,使我们对宇宙的奥妙有了进一步的了解。
(2)罗巴切夫斯基是如何一步步成为“几何学中的哥白尼”的?请结合材料简要分析。(6分)
(3)罗巴切夫斯基取得事业成功的主观原因有哪些?请结合材料简要概括。(6分)
(4)本文为什么详细介绍高斯拒绝公开支持非欧几何一事?这件事对我们有哪些启示?(8分)
参考答案
(1)(5分)答 E给3分,答 C给2分,答 A给1分,答 B、D不给分。回答三项或三项以上,不给分。
(2)(6分)
①中学时代迷上数学,1815年着手研究欧几里得几何的平行线理论;②1826年发表学术报告《平行线理论和几何学原理概论及证明》,宣告非欧几何诞生;③担任校长后发表论文《几何学原理》并送交圣彼得堡科学院进行评审和鉴定;④始终未曾动摇对非欧几何的坚定信念,晚年在失明的情况下口述完成巨著《论几何学》;⑤经过时间的考验,罗巴切夫斯基的独创性研究终于得到学术界的认可与赞美。(每答出一点给 1分,答出 5点给 6分。意思答对即可。)
(3)(6分)
①有百折不挠的坚定信念,敢于向公理挑战,敢于为真理献身;②有科学创新精神,能突破传统思维模式和日常经验的束缚;③对数学有浓厚的兴趣,认真专注,勤奋严谨,持之以恒;④在日常管理工作中亲力亲为,尽职尽责,接人待物富有热情;⑤在遇到重大考验时,处事果断,能团结群众,采取科学的方法。
(每答出一点给 1分,答出 5点给 6分。意思答对即可。)
(4)(8分)第一问 :(6分)①以高斯的怯懦来反衬传主的坚毅,突出传主孤军奋战的无畏气概,从而升华文章的主旨;②指出高斯力求稳健、追求完美的作风,既可能促进科学的研究,也可能妨碍科学的发展与传播;③侧面表明当时的社会甚至科学界保守势力非常强大,对新生事物缺乏宽容。
(每答出一点给 2分,给满 6分为止。意思答对即可。如有其他答案,可根据观点明确、理由充分、论述合理的程度,酌情给分。)
第二问:(2分)①不要让已有的荣誉成为前进路上的负担。②要勇于坚持真理,不因外在的压力而犹豫退缩。③要重视理论尚未完全成熟或现实意义尚未显露的科研成果。④应当共同参与,营造一个对于科研创新较为宽容的社会环境。
(每答出一点给 1分,给满 2分为止。意思答对即可。如有其他答案,可根据观点明确、理由充分、论述合理的程度,酌情给分。)