什么是“化圆为方”?
的有关信息介绍如下:在古希腊有一位学者叫安拉克萨哥拉。他提出“太阳是一个巨大的火球”。这种说法现在看来是正确的。然而古希腊的人们更愿意相信神话故事中说的“太阳是神灵阿波罗的化身”。因此他们认为安拉克萨哥拉亵渎了神灵,将其投入狱中,判为死刑。
在等待行刑的日子里,安拉克萨哥拉仍然在思考着宇宙、万物和数学问题。
一天晚上,安拉克萨奇看到圆圆的月亮透过正方形的铁窗照进牢房,心中一动,想到如果已知一个圆的面积,那么,怎样做出一个方来,才能使它的面积恰好等于这个圆的面积呢?
看似简单的问题,却难住了安拉克萨哥拉。因为在古希腊,作图只准许用直尺和圆规。
安拉克萨哥拉在狱中苦苦思考着这个问题,完全忘了自己是一个待处决的犯人。后来,由于好朋友,当时杰出的政治家伯利克里的营救,他顺利获释出狱。然而这个问题,他一直都没有解决,整个古希腊的数学家也没能解决,成了历史上有名的三大几何难题之一。
后来,在两千多年的时间里,无数个数学家对这个问题进行了论证,可还是都无功而返。
古希腊有一座名为“第罗斯”的岛。相传,有一年岛上瘟疫横行,岛上的居民到神庙去祈求宙斯神:怎样才能免除灾难?许多天过去了,巫师终于传达了神灵的旨意,原来是宙斯认为人们对他不够虔诚,他的祭坛太小了。要想免除瘟疫,必须做一个体积是这个祭坛两倍的新祭坛才行,而且不许改变立方体的形状。于是人们赶紧量好尺寸,把祭坛的长、宽、高都增加了一倍,第二天,把它奉献在了宙斯神的面前。不料,瘟疫非但没有停止,反而更加流行了。第罗斯人惊慌失措,再次向宙斯神祈求神谕。巫师再次传达了宙斯的旨意。原来新祭坛的体积不是原来祭坛的两倍,而是八倍,宙斯认为,第罗斯人抗拒了他的意志,因此更加发怒了。
这当然仅仅是传说而已。但是“用圆规和没有刻度的直尺来做一个立方体,使得这个立方体是已知原来的立方体体积的两倍”这一问题,连最著名的数学家也不能解决。
埃及的亚历山大城在公元前4世纪的时候是一座著名的繁荣都城。在城的近郊有一座圆形的别墅,里面住着一位公主。圆形别墅的中间有一条河,公主居住的屋子正好建在圆心处。别墅的南北墙各开了一个门,河上建有一座桥。桥的位置和北门、南门恰好在一条直线上。国王每天赐给公主的物品,从北门送进,先放到位于南门的仓库,然后公主再派人从南门取回居室。从北门到公主的屋子,和从北门到桥,两段路恰好是一样长。
公主还有一个妹妹,国王也要为小公主修建一座别墅。而小公主提出,自己的别墅也要修得和姐姐的一模一样。小公主的别墅很快动工了。可是工匠们把南门建好后,要确定桥和北门的位置的时候,却发现了一个问题:怎样才能使北门到居室、北门到桥的距离一样远呢?
工匠们发现,最终是要解决把一个角三等分这个问题。只要这个问题解决了,就能确定出桥和北门的位置了。工匠们试图用直尺和圆规作图法定出桥的位置,可是很长时间他们都没有解决。不得已,他们只好去请教当时最著名的数学家,我们已经熟悉的阿基米德。
阿基米德看到这个问题,想了很久。他在直尺上做上了一点固定的标记,便轻松地解决了这一问题。大家都非常佩服他。不过阿基米德却说,这个问题没有被真正解决,因为一旦在直尺上作了标记,等于就是为它做了刻度,这在尺规作图法中是不允许的。