直角坐标系为什么又称为“笛卡儿坐标系”?
《更好地指导推理和寻求科学真理的方法论》是德国科学家笛卡儿于1637年6月8日出版的一部名著。这部著作是一部划时代的哲学经典著作,为科学研究提供了许多科学的方法。特别是书末的附录之一《几何学》,把数学的两大形态——形与数结合起来,建立了直角坐标系,由此诞生了解析几何学。
1637年6月8日,一部划时代的哲学经典著作《更好地指导推理和寻求科学真理的方法论》(简称《方法论》)出版了。书的末尾有3个附录:《折光学》、《气象学》和《几何学》。这是德国科学家笛卡儿的杰作。
《几何学》是笛卡儿写的唯一的数学著作。在这本著作中,笛卡儿将几何与代数联系了起来,创立了直角坐标系。在坐标系中,只要知道一个点的坐标,这个点的轨迹,就可以用数学方程式来表达。由此,一门崭新的学科——解析几何诞生了,笛卡儿成为这门学科的鼻祖。
说起直角坐标系的建立,把数学的两大形态——形与数结合起来,并成为科学久已迫切需要的数学工具,还是笛卡儿在梦中的奇遇所产生出来的。
笛卡儿于1596年出生在法国的都兰,20岁大学毕业后去巴黎当律师,一年后又去从军,在军队里干了九年。后来他退出军界,移居荷兰,潜心搞学术研究。
笛卡儿在研究古希腊几何三大难题过程中突发奇想:即使尺规解决不了,为什么不能把“形”化为“数”来研究呢?形与数之间有没有必然的联系呢?
有一次笛卡儿正在琢磨这个问题,他看到墙角上结着的纵横交错的蜘蛛网,好像悟到了什么。但由于疲劳过度,很快进入了梦乡。不一会儿,笛卡儿好像回到了军营。长官跑到他睡的帐篷,把他拉了出去。
长官对他说:“你天天想形与数的问题,我有一个新招,同你研究一下。”说完,长官便从身后抽出两支箭,搭成一个“十”字架,并将十字架放在洁白的纸上说:“如果纸上任何一点,我们想知道它的位置,引两条垂线到箭上,再把箭刻成等长的数字,不就可以把这点位置用数表示出来了吗?”
笛卡儿听后说道:“我还以为你有什么新招,画坐标古希腊人就会使用,难就难在交点0以下的数字如何表示。”
长官笑道:“你怎么聪明一世,糊涂一时。你看,将这两支箭的交点确定为零,向上向右的确定为正,向下向左的确定为负。如我们把现在的驻地多尔姆镇定在交叉点,为零,那么我们军队行军的位置就随时可用两个正负数来表示了。”
笛卡儿高兴得跳了起来,嘴里大声喊着:“终于解决了!”这一跳一喊使他惊醒了,原来是“南柯一梦”。
这个奇特的梦启动了笛卡儿的思索,使他发明了直角坐标系。后来人们为了纪念他,也把直角坐标系称为“笛卡儿坐标系”。