《圆锥曲线论》为什么使这一领域的学者近2000年内无事可做?
《圆锥曲线论》是古希腊亚历山大时期著名的数学家阿波罗尼(约公元前262~前190)所写的一部数学名著。这部著作共有8大卷,487个命题,将圆锥曲线的性质网罗殆尽。这部著作的出版,不仅为解析几何的产生创造了有利的条件,而且还推动了微积分、天文学以及科学技术的发展,在实践中也得到了广泛的应用。
在古希腊亚历山大前期,有三位著名的大数学家欧几里得、阿基米德和阿波罗尼,被人们称为“数学三杰”。阿波罗尼以他的不朽名著《圆锥曲线论》而闻名于世,被欧托基奥斯称为“大几何学家”。
阿波罗尼大约在公元前262年出生于佩尔格,比阿基米德小25岁,曾在亚历山大大学跟着欧几里得的门徒学习过,算起来是欧几里得的再传弟子。
阿波罗尼主要研究的是圆锥曲线。圆锥曲线就是椭圆、双曲线、抛物线,它与人的实际联系很紧密。比如炮弹飞行的弹道自然是抛物线;汽车前灯照在地面上的影子,台灯照在墙壁上的影子,那就是双曲线;地球运行的轨道、其他行星的运行轨道,都是椭圆。人造卫星、宇宙飞船都离不开这三种曲线,速度一变,运行的轨迹也会变成三种中的某一种。
阿波罗尼是第一个从同一圆锥的截面上来研究圆锥曲线的人。他发现用一个平面去截两个顶对顶的圆锥面,截的位置不同,就会得到不同的曲线。如果截面平行于圆的底面,截得的是圆;如果截面平行于轴,截出的曲线就是双曲线;要是平行于母线去截,那么结果就是抛物线。除了上面几种情况,用其他方式来截的话,那就是椭圆了。
同时,阿波罗尼也弄清了双曲线有两个分支,并给出了圆锥曲线的定义。
阿波罗尼在总结前人成就的基础上,再加上自己的研究成果,撰写出了《圆锥曲线论》。
《圆锥曲线论》共分8卷,487个命题,有着严格的逻辑体系。在这一著作中,阿波罗尼说明了求一圆锥曲线的直径,有心圆锥曲线的中心、抛物线和有心圆锥曲线的轴的方法和作圆锥曲线的切线的方法,讨论了双曲线的渐近线和共轭双曲线,研究了有心圆锥曲线焦点的性质等。它除了当时不太注意的准线和焦点以外,几乎把圆锥曲线的性质网罗殆尽,达到了那个时代的高峰。
《圆锥曲线论》像一件精致的工艺品一样,被阿波罗尼塑造得十分完美,使得后来的数学家在此领域简直无法插足,无事可做。
《圆锥曲线论》的出现,引起了人们的重视,被公认为是这方面的权威之作,代表了古希腊几何的最高水平,是古希腊最杰出的数学著作之一。自此以后,希腊几何便没有实质性的进步。直到17世纪的迪卡儿和帕斯卡,才在圆锥曲线的理论上有所突破,以后便向着两个方向发展,一是笛卡儿的解析几何,二是影射几何,两者几乎同时出现。这时《圆锥曲线论》这部著作,已使阿波罗尼在圆锥曲线这个领域里独步了将近2000年。
但是,由于《圆锥曲线论》内容广泛,解释详尽,完全用文字来表达,没有使用符号和公式,对许多复杂命题叙述奇特,言辞有时是含混的,所以读起来相当吃力。
《圆锥曲线论》的出现,为《解析几何》的产生创造了有利的条件,推动了微积分、天文学以及科学技术的发展,在实践中也得到了广泛的应用,不愧是一部经典名著。