本文来源:晨晖数学
就让我们来看看这位连数学史家也搞不定的海伦大叔:
生存的年代
海伦生活的年代可能是历代数学家中争议最大的,各家的意见有好几百年的出入.下面列举几种较有影响的说法:(1)将海伦和蒂西比奥斯(Ctesibius)联系起来有一种《武器制造法》(Belopoeica,Ontheconstructionofenginesofwar)的手抄本,将蒂西比奥斯的名字和海伦连在一起作为篇名.还有一本不知名的拜占廷作者写于10世纪的书中有这样的词句:“阿斯克拉(Ascra,古希腊地名)的蒂西比奥斯,亚历山大的海伦的教师”.由此推断海伦是蒂西比奥斯的学生,或者就是他的儿子.蒂西比奥斯是机械发明家,曾发明一种水钟,可能是漏壶(clepsydra)一类的器械,还有利用水力或气压驱动的各种机械,生活于公元前3世纪末或公元前2世纪,这样海伦的活跃期应是公元前2世纪.
但另一本同样内容的手稿,标题是《亚历山大的海伦的武器制造法》,没有标上蒂西比奥斯.大概海伦改进了先辈的发明,后人认为他在思想或方法上师承蒂西比奥斯,并不意味着就是他直接教导的学生.
(2)《度量论》(Metrica)是海伦的代表作,过去一直以为它早已失传.年R.舍内在君士坦丁堡(即土耳其伊斯坦布尔)发现它的手抄本,年校订出版.从中可以较准确地定出年代的上界.书中多处援引阿基米德(卒于公元前年)的工作,至少三处引用阿波罗尼奥斯(Apollonius,约卒于公元前),又引用过关于“圆内直线(即弦)”的书.在希帕霍斯(Hip-parchus,约公元前—约前年)之前,无人实际作出弦表,故估计引用的是他的书.据此推断海伦活动年代不早于公元前年.另一方面,帕波斯(Pappus)大量摘引海伦的著作,而帕波斯的书大致完成于戴克里先(Diocletian)统治时期(—),由此界定海伦的年代在公元前—到公元年之间,这上、下限距离仍然很大.
(3)维特鲁维厄斯(M.VitruviusPollio,公元前1世纪上半期—约公元前25年)是罗马有名的建筑学家,以10卷的《建筑学》著称于世.在这书的第7卷中列举了12位机械师,如阿尔希塔斯(Archytas,公元前)、阿基米德(Archimedes,公元前—前年)、蒂西比奥斯、菲隆(PhitonofByzantium)等,还有一些不甚知名的,但没有列海伦.较合理的解释是他在维特鲁维厄斯之后.又两人使用的器械相异之处甚多,如维特鲁维厄斯的路程计(hodometer)是走—罗马里就有一块小石子落在盒子里,而海伦的仪器是用指针指示全程.可见前者没有看到海伦的设计.据此可以将海伦的年代定在公元后.
(4)L.J.M.科卢梅拉(Columella,约公元23—79年)是农业、天文学家.他所用的计算公式甚至实际数值很多和海伦是一致的.包括弓形面积的近似公式(b是底,h是高):
自然可以推想他们是同时代的人.(5)和托勒密(Ptolemy,约公元—约年)比较,应将海伦放在托勒密之前.普罗克洛斯(Proclus,公元—年)曾指出:托勒密认为用古人的水钟来测量太阳的视直径是不可靠的.所谓水钟应当就是海伦描述的那一种.因此海伦应早于托勒密.但T.L.希思(Heath)比较了两人的著作后得出相反的结论,说海伦在后,而且比帕波斯早不了多少,也就是应为3世纪的人.而W.施密特(Schmidt)却将活动年代定在公元50年前后.
(6)最有说服力的是根据一次月食来确定年代.海伦的重要著作《测量仪器》(OntheDioptra)描述一种“照准仪”(dioptra或diopter)的工具,其功能类似现代的经纬仪,用作测量及天文观测.他特别指出可以测量可望不可即的物体的高和距离.在这本书里,海伦利用可在两地同时看到同一次月食的道理,推出两地的地方时差,从而算出两地的距离.他选定亚历山大和罗马这两个地方作为试点,某一年在春分前10天发生一次月食,在亚历山大开始于夜里“五更”(fifthwatch).数学史家O.诺伊格鲍尔(Neugebauer,—)断定这次月食发生在公元62年,而且在年间没有类似的月食.日月食的推算是可靠的,因此将海伦的活跃年代定在公元62年前后也是可信的.诺伊格鲍尔的论断发表于年,以后的学者大多数以此为准.
(7)还有一种说法值得一提,曾有人认为海伦有两个,老海伦生存于公元前2—3世纪,是工程师和发明家,而另一个小海伦是7—8世纪的人.那本载有三角形面积公式的《测量仪器》乃是小海伦所作.理由是公式的推导是那么复杂而有独创性,但却从未为老海伦以后的古代学者所引用.此说出自M.玛力(Marie,),也为M.沙勒(Chasles.—)所提倡.但因为没有足够的证据证实另一个数学家海伦的存在,此说已渐被人们放弃.不过在公元年左右确实还有一个海伦(HeroofConstantinople),主要贡献是测量学和机械而不是三角形面积公式.
综上所述,以公元62年前后为海伦[Hero(或Heron)ofAlexandria]活动的年代是合适的,他精通数学、物理、气体力学、机械学等等.主要著作
海伦留下的著作列举如下:
1.《度量论》(Metrica),年R.舍内发现手抄本,年由其子H.舍内校订出版.2.《测量仪器》(Onthedioptra),年文图里(Venturi)校订出版意大利文版.年才由A.J.H.樊尚(Vincent)出版希腊文本.3.《气体力学》(Pneumatica),最先由F.科曼迪诺(Comm-andino,9—)译成拉丁文出版(),希腊文本则由泰夫诺(Thévenot)校订出版().4.《自动机建造技术》(Ontheartofconstructingautomata),或《自动舞台》(Theautomaton-theatre),最初由B.巴尔迪(Ba-ldi)译成意大利文出版(),希腊文本收入《海伦全集》(Her-onisOpera,vol.Ⅰ,).5.《武器制造术》先后由B.巴尔迪(),吕斯托夫(Riüstow,),韦歇(Wescher,)等人校订出版.6.几何学方面的著作有《定义》(Definitiones),《几何》(Ge-ometria),《测量》(Geodaesia),《测体积学》(Stereometrica)等.此外还有若干关于机械发明的著作.海伦的特点是多才多艺,善于博采众长.在著作中大量援引前人的成果,如经常提到阿基米德、狄俄尼索多罗(Dionysodorus,约公元前2、3世纪)、欧多克索斯(Eudoxus)、柏拉图(Plato,约公元前—约前年)、埃拉托塞尼(Eratosthenes,约公元前—前年)等.在论证中并不十分讲究传统的严格性,而是大胆地使某些经验性的近似公式.特别注重数学的实际应用,他发明的各种精巧器械,比理论上的成就更为人们所推崇.总之,海伦有很多创造发明,给后人极大的启发,在世界技术史上占有崇高的地位.数学方面,虽然对纯理论没有重大的推进,论证有时是欠严格的,但善于运用已有知识去解决实际问题.海伦公式及其证明看到这里,应该差不多了,还想继续了解吗?那就看下面选取的这篇文章(作者是天津商学院吴振奎)
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